超长、超宽混凝土结构膨胀加强带代替后浇带施工技术探讨
关键词：超长、超宽混凝土结构HEA膨胀剂加强带施工技术
1工程概况
海沧华侨城工程位于厦门市海沧区兴港路西侧与厦门出口加工区之间，工程总建筑面积120309m2，地上主楼四栋楼高33层，为剪力墙结构；地上裙楼（商业）四栋为3层框架结构。地下室一层为人防工程和商场,长163.6m，宽142.8m，建筑面积为21134m2。主楼基础采用人工挖孔灌注桩，其余部分桩基采用高强预应力混凝土管桩基础，地下室基础底板、外墙、顶板混凝土强度等级为C35,抗渗等级为S8,地下室剪力墙、柱为C40,地下室底板伐板厚300mm，其中高层部分联合承台厚度1.80m，纯地下室外墙厚250mm，地下室顶板厚为200mm，中庭顶板覆土1.0m，地下室底板伐板和顶板加强带设置按主楼、裙楼进行分隔设置，东西向设置3条加强带，南北向设置2条加强带,宽度为2m。
2施工难点
(1)本工程于2006年10月15日开工，地下室结构于2007年5月完工，该工程于2009年3月17日竣工，工期很紧。
(2)本工程原设计地下室底板、顶板、墙为后浇带，后浇带施工工序繁多,封闭时间长,施工成本高，而且难以保证混凝土整体质量，后浇带砼和原砼相接处常出现开裂、渗漏等质量问题。
(3)本工程体量之大，质量要求高，若遇雨期，将给施工带来严重的工期延误影响。
3采取的措施
3.1改后浇带为预加应力加强带
(1)技术原理:温度后浇带是为了将超长结构砼人为断开,从而减少或消除砼因内部温度变化及收缩引起拉应力、致使砼开裂的情况发生。本工程是在后浇带部位设置2m宽的加强带,加强带内采用比相邻砼强度高一等级、膨胀系数提高一级的砼和周边砼同时浇筑,从而使该部位的砼产生预加应力以抵消超长结构的温度及收缩内应力。这样使原筏板由两次浇筑改变为一次性整体浇筑,即无缝施工,从而减少地下室防水施工隐患,加快了施工进度。
(2)加强带的设置与做法：膨胀加强带分别沿纵、横向每隔40～60m左右设置一条，宽度2m。设置在温度收缩应力较大的部位，如截面、钢筋变化等部位，其构造措施如图1。在加强带两侧设置一层孔径4mm×4mm的钢丝网，上下设2φ16mm水平筋，并与竖向φ16mm钢筋间距300mm予以焊接成片，其上下均应留有保护层，钢筋与钢丝网、上下水平钢筋及竖向加固筋必须绑扎牢固，不得松动，以免浇筑混凝土时被冲开，引起两种混凝土混合，影响加强带的效果。
3.2施工要点
3.2.1加强带的位置与HEA膨胀剂掺量
本工程在原设计后浇带处设置预应力加强带，加强带内混凝土强度等级比两侧提高一级为C40。采用的HEA膨胀剂是一种抗裂防水剂掺量按膨胀率要求控制，膨胀加强带内采用大膨胀混凝土，膨胀率为4～5×104,加强带外采用小膨胀混凝土，膨胀率为2～3×104。筏板、墙板、顶板砼施工时加强带外用小掺量HEA膨胀剂,掺量为混凝土中水泥用量的8%；加强带内改用大掺量HEA膨胀剂,掺量为混凝土中水泥用量的12%，混凝土强度等级提高5Mpa。混凝土中并掺入聚丙烯抗裂纤维0.6kg/m3和Point-400型缓凝高效减水剂1.9％。
经大量研究试验与施工实践证明,HEA膨胀剂在混凝土中内掺6～8%时减水率可达到12～25％，保水保塑性好，易于流动、缓凝、坍落度损失小，特别适用商品混凝土和现场泵送混凝土。抗压强度与基准相比7d≥115%，28d≥105%；抗渗指标与基准相比可提高300%以上，可配制S40以上高抗渗砼。这一预应力基本上可抵消砼在硬化过程中因温度和干缩产生的拉应力,从而防止砼收缩裂缝。
3.2.2混凝土原材料质量控制
(1)混凝土原材料是决定混凝土质量的关键，掺加适量的粉煤灰代替一部分水泥以减小水泥用量,降低水灰比，减少水化热,掺量由试验确定。选用级配良好的骨料，严格控制砂、石子的含泥量。
(2)原材料计量准确,误差控制在规定范围内,搅拌前应进行核查标定。随时抽检级配单中原材料计量，水泥、粉煤灰、用水量、HEA膨胀剂、减水剂计量误差不得超过±1%，石子、砂不得超过±2%。
(3)由于砂、石材料的含水率经常变化，采用砂、石含水率测试仪随时测定砂、石含水率并及时调整加水量，严禁更改配合比所设计的含水量,砼运至现场后随时抽检塌落度,混凝土的入泵塌落度宜控制在160mm之内，误差控制在±20mm，不符合要求者严禁使用。
(4)现场应按国家有关规定留取混凝土试块外另增加60d强度试块,还应具有同条件养护试块资料。
3.2.3砼运输与浇筑
（1）砼运输
砼全部采用预拌商品砼,由罐车运至现场后,选用一台砼拖式泵和一台汽车泵配合,膨胀加强带处混凝土采取塔吊吊斗吊运和混凝土输送管泵并用，加强带内改用提高一级大掺量膨胀剂砼浇筑,加强带内砼浇筑完之后,再浇筑另一侧砼。在施工过程中要精心组织,协调一致,尽量缩短施工时间,要求确保砼连续浇筑,避免出现施工冷缝,做到砼连续供应,使带内外砼同时浇筑,达到无缝施工要求。
(2)砼浇筑
砼全部采用预拌商品砼,砼进场时随车检查砼的坍落度,凡出现坍落度超标,砼有离析、泌水者均不得使用。浇筑砼前,在施工缝处严格按同配合比去掉一半石子的砼接浆。浇筑时按斜面分层从两个方向开始,施工时，按计划开始从一侧浇筑混凝土，分层梯式前进，每层混凝土振捣密实，加强带外混凝土采用小膨胀混凝土浇筑，当浇筑到加强带时采用上述配合比的混凝土施工，浇筑至另一侧时又改用小膨胀混凝土浇筑，如此循环下去，振捣时严格按操作工艺进行，直至连续浇筑完毕最后合拢，在混凝土浇筑至膨胀加强带附近时，应注意使振动棒插捣点与密目快易收口网保持距离不小于30cm，并不得漏振或过振。
砼浇筑“按一个坡度、二个方向、分层浇筑、循序推进、一次到顶、不出冷缝”的原则进行。砼上层浇筑完后插入下层50～100mm振捣,振捣时间15～30s。振捣棒的水平移动距离控制在500mm以内,应快插慢拔,布点均匀。为提高砼自防水效能,提高砼密实度,防止裂缝,在施工过程中,应设专人负责,要求在砼初凝前适时实行“二次振捣,二次压抹”的施工工艺。
3.2.4砼测温与养护
(1)测温
联合承台厚度达1.80m。施工中对承台内外温差进行了监测，监测采用混凝土专用测温仪24小时专人间歇性监测，记录和分析报警。砼施工过程中,对不同部位的温度进行测控,控制混凝土内外温差在25℃以内，温度陡降不超过10℃/日。控制砼内外温差变化及时掌握温度变化规律的依据,应详细记录,绘制温度变化曲线图反映砼温度变化真实情况。
(2)砼养护
混凝土的收缩变形主要发生在早期，而混凝土膨胀在水中7d内能达到80%，因此前期养护工作至关重要，砼浇筑15h后开始进行保温保湿养护,控制相对湿度在80%以上,以减少混凝土干缩。设立专职养护人员，建立严格的混凝土养护制度。混凝土收平后，即应洒水润湿，再用塑料膜严密覆盖，并用麻袋湿水覆盖保温保湿养护,在养护期喷洒雾状水保持养护不少于14d,其目的是隔离了外界洒水和大气温度变化对砼温度的直接影响。
(3)外墙应视同钢筋砼水池外壁,砼浇筑同筏板浇筑方法,重视墙体砼垂直裂缝的防治,因此部分保湿保温工作难度较大,应制定详细保温保湿措施，应采取加强淋水养护，墙体保温，延长拆摸板时间等措施，起到控制裂缝的作用。
(4)施工技术资料应与施工同步进行,要求完整、齐全、可靠。砼完成后参建各方应进行全面检查和质量验收,应特别重视砼裂缝检查记录,经使用期长时间考验不渗不漏才算达到预期目的。
3.2.5特殊部位配筋
(1)在特殊部位,为补偿砼收缩的抗裂防渗功能,外墙板、楼板、顶板水平配筋间距应≤150mm,使之共同承担抗衡收缩应力的作用,膨胀带内附加钢筋按照原设计后浇带中配筋进行配置，加强带内梁、板、墙均增设15%～25%的水平温度钢筋，均匀布置在上下层（或内外层）钢筋上，水平温度钢筋垂直于膨胀加强带长度方向进行分布，两端各伸出膨胀加强带一个锚固长度La，并固定在上下层（或内外层）钢筋上。
(2)由于墙体受施工和环境温湿度变化等因素影响较大，容易出现纵向收缩裂缝，混凝土强度等级越高，开裂机率越多，工程实践表明，墙体的水平构造（温度）钢筋的配筋率宜在0.4%～0.6%，水平筋的间距应小于150mm，采取细而密的配筋原则。为了避免地下室超长混凝土墙纵向收缩有害裂缝，增强墙纵向抗裂能力，在墙的中部上段2m内，把原水平筋的间距从150mm改为100mm，形成一道“暗梁”。外围有柱混凝土墙处两侧加设水平加强钢筋，钢筋的直径和间距同水平筋，长度取柱两侧各2m，同时墙的水平钢筋放在竖向受力筋的外侧，这样，有利于控制墙体有害裂缝的出现。
3.3防水的做法
取消基础卷材外防水,外墙外防水采用防水砂浆粉刷层。因基础砼设计为抗渗砼,由于该工程工期紧，加之该地段地下水较为丰富，地下室底板采用2mm厚911聚氨脂防水涂料，为提高外墙砼的抗渗性能,在外侧采用防水砂浆粉刷层，中庭顶板覆土较厚，防水要求高，采用2mm厚高分子涂膜防水上加APP防水卷材。
3.4施工缝的处理
底板施工中没有留置施工缝，地下室四周墙体在底板反上500处及顶板下200处设置施工缝,施工缝采用遇水膨胀止水条,施工缝处均设置了遇水膨胀止水条，遇水膨胀止水条放置在迎水面,且搭接严密,在砼浇筑时预留凹槽,并用射钉固定。(见如图2)。
4实施效果
(1)工程质量
工程结束后，对全部结构进行了观察，目前地下室超长无缝结构未发现可见的结构裂缝和渗水等情况。实践证明采用膨胀混凝土无缝施工技术，既达到了结构一体化的初衷，又避免了裂缝出现，同时简化了施工过程，是一种可行的结构施工方法。
(2)经济效益分析
膨胀加强带与板同时浇筑，不仅省去了后浇带的清理工作，基础伐板后浇带底部的200厚钢筋混凝土配筋带亦可取消，并且，顶板每道膨胀加强带与板同时浇筑，加快模板和钢管支撑的周转，从而可简化施工过程、降低了工程造价。经综合测算，由于采用加强带工艺，本工程降低造价24.5万元左右。
(3)工期对比
按常规设计要求，每40～60m设一道后浇带，等地下室主体结构混凝土浇注后60天再浇注后浇带处膨胀混凝土，将延长工期60天左右。本工程采用超长无缝混凝土结构后，混凝土实现连续浇筑施工，缩短了工期，仅用了80多天时间就完成了21134平方米的混凝土结构施工。
5 结束
超长、超宽无缝混凝土结构是以HEA补偿收缩混凝土为结构材料，以加强带取代后浇带连续浇筑无缝施工技术是一种有效的新型施工工艺。在本工程中，对底板和顶板采用加强带取代后浇带，有利于满足工程质量要求，简化了施工工序、缩短了工期，降低了工程成本。
参考文献：
[1].雍本.特种混凝土设计与施工.
[2].《混凝土结构工程施工及验收规范》GB20204.