補償收縮混凝土技術在超長屋面結構施工中的應用

王紅兵 蒲德強 王建輝 王俊儒 王戰勇候進智

(1中國新興保信建設總公司四公司，北京100079；2北京京投置地房地產有限公司，北京100101)

大紅門11#商業樓位于北京豐臺區大紅門西路26號，是北京京投置地房地產有限公司在地鐵10#線上開發建設的一座大型公建，建筑面積83451m2，檐高45.15m，地下3層，地上6層，框架—剪力墻結構。頂層為影院，層高12米，屋面為預應力鋼筋混凝土結構，面積8729m2，平面尺寸為104m×88m，頂板厚度120mm～200mm，板鋼筋為Φ10@150mm、Φ14@250mm，梁截面尺寸400mm×600mm、400mm×1000mm，混凝土強度等級C30、C45，屋面結構設有雙向4條貫通溫度后澆帶。

1 問題的提出

1.1 原設計有貫通東西、南北的800mm寬溫度后澆帶各2條，在外幕墻施工完畢后才允許封閉，結構延后施工、延長工期的矛盾突出。

1.2 影院層高12米，屬高支模工程，如留后澆帶，將給后澆帶高支模施工帶來安裝和拆除的不便。

1.3 屋面結構板屬于超長結構，需解決超長混凝土結構抗裂問題。

2 技術方案的確定

2.1 方案設想

基于上述工程矛盾，依據《補償收縮混凝土應用技術規程》（JGJ/T178-2009），擬采用膨脹加強帶代替溫度后澆帶，并將加強帶外的普通混凝土調整為補償收縮混凝土。

2.2 方案論證

邀請中國建筑材料科學研究總院游寶坤和凌良敏專家，深入理解補償收縮混凝土的機理和性能，會同設計、建設、監理等單位對方案進行可行性論證。

2.3 方案確定

1)采用2000mm寬膨脹加強帶代替800mm寬溫度后澆帶，將帶外的普通混凝土調整為補償收縮混凝土，膨脹加強帶比帶外混凝土提高一個強度等級；

圖1 膨脹加強帶位置圖

2)采用北京新中巖建材科技有限公司生產的ZY型膨脹劑；

3)為提高鋼筋與混凝土變形的協調，鋼筋配置需“細而密”，用冷軋帶肋鋼筋φ7@120mm代換φ10@150mm。

φ11@150mm代換φ14@250mm；

4）為提高應力集中區域的抗裂能力，在“中庭天井轉角、四周大角、核心筒墻體轉角”處，增設熱軋光圓φ8@100mm的放射形鋼筋，配筋范圍不少于板跨的1/3；

5）結合工程和氣候特點，補償收縮混凝土限制膨脹率設計值：“加強帶區域為0.035%，帶外區域為0.025%”，ZY型膨脹劑摻量按照限制膨脹率設計值，通過試配確定。

3 膨脹加強帶設置

3.1 根據結構平面尺寸，與北京中聯環建文建筑設計有限公司協商，變更調整了膨脹加強帶的位置，每30m～45m設置一道加強帶，加強帶2000mm寬，具體布置如圖1：

3.2 考慮“中（高）考”施工時間限制影響已及攪拌站的供應能力，屋面結構按加強帶位置劃分為6個施工段，采用間歇式加強帶施工，膨脹加強帶隨后澆施工段一起澆筑，加強帶內外混凝土采用鋼板網分隔。

3.3 在后續混凝土澆筑前，間歇式加強帶處按照施工縫處理，在樓板1/2板厚處加設遇水膨脹止水條，以提高屋面結構板防水能力。

4 原材料選擇

4.1 水泥：北京水泥廠“京隅”PO42.5水泥；

4.2 中砂：涿州中砂，細度模數為2.3～2.5；

4.3 石子：涿州碎石，5～25mm連續級配；

4.4 膨脹劑：北京新中巖的“ZY型”高效膨脹劑；

4.5 泵送劑：北京宏鑫外加劑廠的“HX-1”；

4.6 粉煤灰：天津軍電電廠“二級粉煤灰”；

4.7 礦粉：首鋼嘉華“礦粉”。

5 配合比設計

②坍落度要求為160mm～180mm，經1小時后坍落度為140mm～160mm。

6 施工技術措施

表1 混凝土配合比（樓板混凝土） 單位：kg/m3

表2 混凝土配合比（預應力梁混凝土）單位：kg/m3

圖2 覆蓋塑料薄膜保濕養護混凝土

6.1 施工情況

屋面補償收縮混凝土由北京宏鑫預拌砂漿混凝土有限公司提供，屋面混凝土結構按膨脹加強帶位置劃分為6個施工段施工，2010年06月15日開始澆筑至2010年06月26日澆筑完，歷時12d，期間室外氣溫在210C～410C。

6.2 攪拌要求

補償收縮混凝土攪拌必須充分、均勻，攪拌時間較普通混凝土延長30S以上，攪拌時間控制不少于3min；檢查商品混凝土小票，混凝土出機超過180min不得使用。

6.3 膨脹劑摻加

為真實控制膨脹劑摻量，成立“膨脹劑摻加小組”，由6名勞務人員組成，在攪拌站現場全過程摻加。

安排兩名工程技術人員對工人摻加膨脹劑進行現場指導、監控。采用自制量具，控制膨脹劑的零星摻量。

人工摻加膨脹劑。

6.4 混凝土進場驗收

成立“混凝土進場驗收小組”，對不同強度等級的混凝土進行分類管理，防止不同種類混凝土混用或錯用，建立分區混凝土澆筑申請和結束告知制。每車商品混凝土進場時均需測試坍落度，符合要求方可出罐泵送。

6.5 混凝土施工過程控制

成立“混凝土施工監控小組”，負責對不同強度等級混凝土的“標識、澆筑、振搗、抹面”等過程監控。對不同強度等級的混凝土分區標識，明確澆筑順序和分區澆筑范圍；保證混凝土振搗密實，振搗以混凝土面“漿出齊，不下沉”為準；澆筑完成后，在終凝前進行二次找平和抹壓，避免沉縮性龜裂。

6.6 混凝土養護

成立“混凝土養護小組” 對混凝土進行養護，混凝土終凝后覆蓋塑料薄膜并澆水保濕養護不少于14d。

為了積蓄屋面養護水或雨水，將屋面板預留口、樓梯間平臺處加砌200mm高擋水墻，外側女兒墻處每12m留設泄水孔，泄水孔養護期間封堵，以利于養護和雨水蓄積，大雨期間打開，以利于排放多余雨水。

7 施工效果

本工程屋面結構面積8729m2，混凝土量1960m3，總計摻加ZY型膨脹劑80噸，折合單方混凝土摻量40.82kg/m3，歷時12d澆筑完成，澆水養護14d，期間室外氣溫在210C～410C，經全面檢查，屋面板面顏色均勻、光整，雨后無洇跡、無滲漏。

8 結語

（1）采用ZY型混凝土膨脹劑，通過試配優化補償收縮混凝土配合比設計，規范混凝土工序施工，可以分段連續施工超長鋼筋混凝土屋面結構。

（2）補償收縮混凝土在終凝后覆蓋塑料薄膜保濕，并澆水養護不少于14d，可保證膨脹劑性能，提高混凝土的抗裂性和抗滲性。

（3） 采用補償收縮混凝土技術，用膨脹加強帶代替溫度后澆帶，可加快超長混凝土結構施工進度。

[1]混凝土結構設計規范（GB50010-2002）

[2]《補償收縮混凝土應用技術規程》（JGJ/T178-2009）

[3]游寶坤 超長鋼筋混凝土結構無縫施工技術在武漢國際會展中心工程的應用

[4]唐成鵬 超長混凝土樓板非荷載作用裂縫綜合防治

[5]張長濤 超長混凝土結構無縫施工技術的應用