超長混凝土結構膨脹加強帶的設計與施工

王熹 向暉

隨著建筑向大型化和多功能發展,鋼筋混凝土超長結構的高層建筑或大柱網建筑越來越多。為了解決超長混凝土結構收縮和溫度變化產生變形、開裂等問題,伸縮縫、后澆帶及膨脹加強帶的應用越來越普及。其中由于膨脹加強帶具有保持結構的整體性好,構造簡單,施工方便,施工周期短及材料用量較少,經濟性好等優點,在施工生產中的應用日益增多。以下對膨脹加強帶的設計與施工中涉及的一些問題作簡要的論述。

1 膨脹加強帶的原理

膨脹加強帶是在帶內采用比澆筑混凝土高一等級的膨脹混凝土,來增加混凝土的密實度,從而達到防止混凝土結構開裂破壞的目的。在鋼筋混凝土超長結構中設置膨脹加強帶,不但有利于解決溫度變化和混凝土收縮等因素對房屋結構安全的影響,而且通過對膨脹加強帶的合理設置,可以合理劃分工區,以便組織流水施工,提高施工生產效率。

膨脹加強帶要求設置在混凝土收縮應力發生的最大部位,一般也就是長度方向的中間位置。膨脹加強帶帶寬一般為1.5 m～2 m。在長度和寬度方向上每間隔30m～40m設一條加強帶。帶的兩側上下層鋼筋之間設置快易收口網,兩端分別綁扎在上下層鋼筋上,將帶內混凝土與帶外的分隔開。

2 膨脹加強帶的做法

2.1 快易收口網的臨時支撐

膨脹加強帶兩側用快易收口網隔開,并按每隔600mm設一根豎向螺紋18mm的鋼筋和受力主筋焊接予以加固,其上下均應留出不小于2.5cm混凝土保護層,鋼絲與鋼絲網、上下水平鋼筋及豎向加固筋必須綁扎或焊接牢固,不得松動,以免澆筑混凝土時爆模、漏漿,影響膨脹加強帶質量(見圖1)。

2.2 膨脹加強帶的鋼筋補強

膨脹加強帶部位的鋼筋一般不宜斷開。膨脹加強帶處梁板內均應增設抵抗溫度應力的加強筋。加強鋼筋面積一般為受力鋼筋面積的50%,并垂直于膨脹加強帶均勻布置在上下層(或內外層)鋼筋上,兩端伸出長度滿足規范搭接連接長度要求。

2.3 膨脹加強帶的混凝土材料

膨脹加強帶帶外結構可不添加膨脹劑,僅帶內混凝土添加膨脹劑,以消除混凝土內的拉應力,避免開裂。為防止混凝土在膨脹加強帶施工縫部位開裂,膨脹加強帶帶內混凝土強度應比帶外混凝土強度提高5MPa～10mPa。

3 膨脹加強帶的施工

3.1 膨脹加強帶的澆筑時間

為了避免混凝土早期收縮變形,膨脹加強帶的封閉時間一般在7 d～15 d為宜,但也可以連續施工。

3.2 膨脹加強帶施工要點

1)膨脹加強帶澆筑的最低溫度不宜小于8℃。2)混凝土澆筑前,必須清理干凈膨脹加強帶內的鐵銹粉末,零星渣屑,細小灰渣,以保證混凝土質量。3)混凝土澆筑時,務必防止其他部位混凝土進入膨脹加強帶內,以免影響膨脹加強帶內混凝土質量。嚴禁將作業面散落的混凝土,拆管倒出的混凝土,潤管漿等倒入膨脹加強帶內。4)澆筑膨脹加強帶周邊混凝土時,振動棒插搗點與快易收口網之間距離不得小于30cm,避免振動棒碰撞快易收口網,弄破快易收口網,使混凝土流入膨脹加強帶內。5)在混凝土澆筑到預定標高后,為防止混凝土表面出現塑性沉縮裂縫,混凝土初凝前應抹平壓實2遍～3遍。6)膨脹混凝土只有充分保濕養護才能發揮最好膨脹效能,因此,澆筑完成后必須加強養護,保證膨脹加強帶設計效果。

4 工程實例

沈陽市府恒隆廣場裙樓,地下4層,地上5層,地下室長度358 m,單層面積56600m2。該工程地下室結構為超長混凝土結構,為設置伸縮縫,采用后澆帶與膨脹加強帶結合等技術措施。地下室用后澆帶分為13個區,分區長度最大達到120m。

4.1 設計措施

1)后澆帶分區采用2000mm寬膨脹加強帶分隔,7 d后澆筑帶內混凝土。按所分小區組織流水施工。2)底板及露面板配筋雙層雙向加強,梁側設置腰筋。3)在洞口邊做構造鋼筋加強,截面變化處增配斜向鋼筋和網片,以控制應力集中裂縫。

4.2 施工措施

1)膨脹加強帶的澆筑應按以下步驟進行:鑿毛并清洗混凝土界面→鋼筋除銹、調整→抽出膨脹加強帶處積水→混凝土界面放置與后澆帶同強度砂漿或涂刷混凝土界面處理劑→膨脹加強帶混凝土施工→膨脹加強帶混凝土養護。2)混凝土低溫入模,低溫養護,減少水化熱和收縮,并做好保濕工作,不準提早拆模,避免混凝土過早失水。3)由于膨脹加強帶7 d澆筑,樓板澆筑完成后,膨脹加強帶處需滿鋪一層模板,防止零星渣屑,細小灰渣掉入帶內,保護完成后方能進行下一層的施工。

5 結語

經過大量的工程實踐,膨脹加強帶的技術不斷完善。膨脹加強帶與后澆帶配合設置的工藝,在實際的工程生產中,不但有利于解決溫度變化和混凝土收縮等因素對房屋結構安全的影響,而且具有構造簡單、施工方便、經濟性好等優點。隨著建筑向大型化和多功能發展,超長結構越來越多,膨脹加強帶因為其較好的安全性、經濟性在施工生產中的應用也會越來越多,對膨脹加強帶的設計與施工質量,應予以足夠重視。

[1]李國勝.多高層鋼筋混凝土結構設計中疑難問題的處理及算例[M].北京:中國建筑工業出版社,2006.

[2]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業出版社,1997.

[3]馮 浩,朱清江.混凝土外加劑工程應用手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2005.