氣膜穹頂結(jié)構(gòu)施工實(shí)踐與體會(huì)

杜長遠(yuǎn)

（中煤第六十八工程有限公司　山東省　273500）

氣膜穹頂結(jié)構(gòu)施工實(shí)踐與體會(huì)

杜長遠(yuǎn)

（中煤第六十八工程有限公司山東省273500）

氣承式膜結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中最新發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)形式，它以性能優(yōu)良的織物為材料，向膜內(nèi)充入空氣，由空氣壓力支撐膜面將膜面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的機(jī)構(gòu)體系。采用氣膜穹頂結(jié)構(gòu)體系建造的儲(chǔ)倉，因其具有建造速度快、儲(chǔ)量大、外形美觀、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)逐漸引用到各個(gè)領(lǐng)域。

氣膜穹頂；噴射混凝土；氣囊內(nèi)模

1　工程概況

氣膜穹頂結(jié)構(gòu)是一種新型施工技術(shù)。2014年中煤六十八公司引進(jìn)美國技術(shù)在國內(nèi)建造了首座用于貯煤氣膜穹頂儲(chǔ)倉。相對于傳統(tǒng)的筒倉其有著諸多優(yōu)點(diǎn)，相信在未來氣膜穹頂儲(chǔ)倉一定會(huì)取代筒倉而廣泛應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）利用氣膜充氣后做為外模板（永久保留不拆除）替代傳統(tǒng)的木、鋼模板工藝。

（2）采用恒壓的空氣替代傳統(tǒng)的腳手架做為外膜及施工過程中的支撐體系。

（3）利用特定的施工機(jī)械提供全方位的施工作業(yè)平臺(tái)替代傳統(tǒng)的腳手架作業(yè)平臺(tái)。

（4）采用噴射混凝土替代傳統(tǒng)的混凝土澆筑工藝。

（5）采用噴射聚氨酯泡沫層替代傳統(tǒng)的外墻保溫工藝。

（6）利用機(jī)械設(shè)備替代大量的人工作業(yè)以提高勞動(dòng)效率。

中天合創(chuàng)能源有限公司葫蘆素選煤廠建有兩個(gè)氣膜穹頂儲(chǔ)倉（圖1），直徑54m，單倉儲(chǔ)量6萬t。球倉殼體為膜結(jié)構(gòu)，采用環(huán)梁環(huán)墻基礎(chǔ)，倉內(nèi)噴射混凝土。倉內(nèi)填充混凝土采用氣囊擴(kuò)孔以減輕倉體自重。由美國DT設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)，中煤第六十八工程有限公司EPC總承包。在主體結(jié)構(gòu)施工中遇到了一些施工難點(diǎn)。比如環(huán)墻五排立筋太密無法綁扎，還有噴射混凝土回彈率高，采用氣囊芯模澆筑混凝土?xí)r易跑模、易塌孔等。現(xiàn)就筆者在施工中的一點(diǎn)心得體會(huì)發(fā)表一點(diǎn)看法。接在骨架筋的縱筋上。把最外排的水平筋放置在定位筋上，水平筋布置至環(huán)墻頂，然后布設(shè)豎向縱筋綁扎鋼筋網(wǎng)。按上述順序綁扎另四排鋼筋。通過設(shè)置骨架筋和綁扎順序的優(yōu)化解決了環(huán)墻的圓度和鋼筋稠密綁扎困難的問題，且不增加成本的情況下加強(qiáng)了墻體的穩(wěn)定性（該墻體未設(shè)計(jì)拉鉤、骨架縱筋可代替墻縱筋）。

圖1　

2.2濕作業(yè)噴射混凝土容易堵泵管且回彈率高

問題表述：由于泵管線路將近100m且倉內(nèi)為橡膠軟管，如果混凝土質(zhì)量控制不好很容易堵泵管。一旦堵管造成材料浪費(fèi)且影響進(jìn)度。質(zhì)量控制不好還會(huì)造成回彈率高，清理外運(yùn)費(fèi)時(shí)費(fèi)料。

處理方案：

（1）原材料控制

水泥：普通硅酸鹽水泥，宜為42.5R，出廠質(zhì)量證明文件齊全，且復(fù)試合格。

骨料（砂子）-Ⅱ區(qū)中砂，級配良好，砂中小于0.075mm的顆粒不應(yīng)大于20%，不應(yīng)有大于10mm的顆粒，經(jīng)復(fù)試合格后方能使用。

外加劑：UNF-1萘系減水劑，用量為水泥用量的1%。經(jīng)復(fù)試及試配合格后使用。

水：使用飲用水。

噴射混凝土配合比如表1所示。

2　實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題和解決方案

2.1環(huán)墻的圓度無法保證且鋼筋太密綁扎困難

問題表述：由于環(huán)墻水平筋規(guī)格為φ28預(yù)先加工難以保證弧度，導(dǎo)致環(huán)墻圓度難以保證，而環(huán)墻的直徑允許偏差較為精確（±50mm）。

處理方案：采用φ20的鋼筋加工成骨架筋，間距3m設(shè)置。把骨架筋的垂直度控制在0.1%，骨架筋的橫向鋼筋按設(shè)計(jì)間距焊

表1　混凝土配合比

（2）施工過程控制

①嚴(yán)格控制原材料。攪拌用砂砂率宜為50～60%，不得含有大塊物料和泥質(zhì)雜質(zhì)。外加劑需提前稱量準(zhǔn)確，裝入塑料帶內(nèi)以備使用。

②混凝土攪拌時(shí)間不得低于120s。

③嚴(yán)格控制混凝土塌落度，塌落度宜為110～125mm.每工作班抽查不少于兩次。

④在噴射混凝土終凝后2h后開始，立即進(jìn)行24h不間斷的濕潤養(yǎng)護(hù)，可采用連續(xù)灑水進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于7d。如果使用早強(qiáng)水泥，則為3d，或一直進(jìn)行持續(xù)養(yǎng)護(hù)至達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度為止，氣溫低于+5℃時(shí)不得噴水養(yǎng)護(hù)，并形成混凝土養(yǎng)護(hù)記錄表。

⑤如噴射混凝土期間間斷時(shí)間較長，再次噴射前應(yīng)對原噴射混凝土先行噴撒適量水進(jìn)行濕潤，保證接茬處質(zhì)量。

⑥嚴(yán)格控制各層混凝土噴射厚度，噴射過程要求成活均勻，每層混凝土噴射前首先將下部已綁扎鋼筋用塑料布遮蓋防止污染，噴射結(jié)束后及時(shí)用壓縮空氣清掃施工縫及已綁扎鋼筋上的浮灰，松動(dòng)部分需剔除，保證前后噴射混凝土結(jié)合良好。

2.3采用氣囊內(nèi)膜澆筑混凝土?xí)r氣囊容易徑向位移

問題表述：為了減輕倉體自重倉內(nèi)填充料為氣囊擴(kuò)孔混凝土，在施工中出現(xiàn)了氣囊徑向位移且容易塌孔的現(xiàn)象。

處理方案：在氣囊內(nèi)膜施工前澆筑一層200mm厚墊層，在墊層上設(shè)置幾字形錨筋，錨筋規(guī)格φ12HRB400級鋼筋錨固長度30D，錨筋排距為氣囊直徑、間距600mm。氣囊內(nèi)膜安裝前必須在地面上試充氣，以檢查氣囊內(nèi)膜是否損壞、漏氣，以免澆筑混凝土?xí)r造成質(zhì)量隱患。氣囊內(nèi)膜就位充氣壓力為0.027MPa，氣囊充氣后用直徑14mm棕繩依氣囊內(nèi)膜兩側(cè)錨筋捆扎牢固。澆筑混凝土?xí)r宜對稱兩側(cè)均勻澆筑，以防氣囊內(nèi)膜左右移動(dòng)，振搗時(shí)不得觸及氣囊內(nèi)膜，隨時(shí)檢查氣囊形狀，如有上浮跡象立即停止?jié)仓扇〖庸檀胧┖蠓娇衫^續(xù)施工。澆筑厚度氣囊內(nèi)膜上200mm。氣囊內(nèi)膜取出時(shí)間依據(jù)水灰比及水泥標(biāo)號、環(huán)境溫度而定，施工時(shí)要隨時(shí)觀察、實(shí)時(shí)將氣囊內(nèi)膜取出。取出過早就會(huì)出現(xiàn)塌孔，造成質(zhì)量隱患。氣囊內(nèi)膜在橋梁施工中應(yīng)用廣泛而在工業(yè)建筑中則極少使用，中煤六十八公司將氣囊內(nèi)膜在氣膜穹頂儲(chǔ)倉填充中首次采用，經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐、摸索，氣囊內(nèi)膜的位移、塌孔現(xiàn)象極少出現(xiàn)，施工質(zhì)量得到了保證。

3　結(jié)束語

實(shí)踐證明采用鋼筋骨架法安裝環(huán)墻鋼筋質(zhì)量、進(jìn)度均能得到保證。嚴(yán)格控制原材料和操作工藝噴射混凝土的回彈率會(huì)＜20%。棕繩錨筋加固氣囊內(nèi)膜的方法則保證了混凝土的成空質(zhì)量。采用上述的措施控制施工質(zhì)量成效明顯且得到參建各方的一致認(rèn)可。

[1]鄧鋒，東武軍，李洪基.球形薄殼混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的施工應(yīng)用[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2013（S1）：295～297.

[2]趙翔.氣承式膜結(jié)構(gòu).揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào).

TU33

A

1673-0038（2015）41-0024-02

2015-9-27