淺論超長鋼筋混凝土無縫施工技術細節分析

【摘 要】文章通過工程實例介紹超長鋼筋混凝土結構采用膨脹加強帶替代后澆帶的施工技術要點，證明只要設計合理，規范施工，超長鋼筋混凝土結構實現無縫施工是可行的。

【關鍵詞】超長鋼筋混凝土結構；方案設計；措施

1 工程概況

該商住樓（A、B）工程系框架剪力墻結構，建筑面積約50858㎡， 其中地下室建筑面積約13602.74㎡，地下2層，A座地上25層，B座地上19層，地下室總長度為109m，寬78m。

按照常規做法，在這種超長鋼筋混凝土結構施工中，為防止混凝土受溫度應力和干縮應力而引起開裂，施工中通長采用設置后澆帶的方法加以處理。一般每30～40m設一道后澆帶，等40～50天后再澆筑膨脹混凝土。這種常規的后澆帶施工，工序復雜，施工時間長，質量不易保證。考慮到工期及結構整體性的要求，業主不希望本工程地下室留置后澆帶，未解決此問題，本工程2層地下室通過設置膨脹加強帶，從而實現了超長鋼筋混凝土結構的無縫施工。

2 地下室砼無縫施工方案設計

2.1 無縫施工原理

無縫設計的思路是“抗放兼施， 以抗為主”的原則；無縫施工的基本原理是根據收縮應力的分布，用相應的膨脹應力予以補償。在收縮應力較大的部位摻加膨脹劑做成膨脹加強帶，其它部位拌制微膨混凝土從而取消后澆帶，實現無縫施工。

根據《工程結構裂縫控制》書中提出的伸縮縫間距計算公式可知，要完全不需設置伸縮縫，就必須降低混凝土溫差和混凝土的收縮，或提高混凝土的極限拉伸值；但要提高混凝土的極限位伸值是十分困難的，因而只能靠設法降低混凝土的水化熱和收縮，控制混凝土因溫差或收縮引起的拉應變不大于混凝土的極限拉伸，則混凝土可以不設伸縮縫而不開裂。根據該文獻資料和近年來的科研成果、有關工程施工實踐經驗，通過在混凝土內摻加適量膨脹劑而成的補償收縮混凝土，通過水泥的化學反應，使混凝土產生適量膨脹，在鋼筋和鄰位約束下，在鋼筋混凝土中建立0.2MPa～0.7MPa預壓應力，可大致抵消混凝土硬化過程中產生的干縮和水化熱冷縮出現的拉應力，從而減免混凝土出現開裂。

2.2 膨脹加強帶的設置

膨脹加強帶的位置宜布置在拉應力較大、配筋變化及截面突變的部位及應力集中的部位。根據工程平面形式，本工程長邊方向上設置2條膨脹加強帶，短邊方向上設置1條膨脹加強帶，膨脹加強帶寬度均為2米。

2.3 混凝土配合比設計

本工程選用AEA型膨脹劑，根據試配經驗，AEA以取代水泥率8％～12％的量內摻到水泥中，拌成的補償收縮混凝土，利用收縮膨脹測定儀測定，在限制條件下產生的膨脹率為0.02％～0．04％，在配筋率μ=0.2～0.8%時，在鋼筋等的約束下，可在混凝土中產生0．2～0．7MPa的預壓應力，這一預壓應力大致可抵消混凝土硬化過程中產生的收縮拉應力，從而使結構不裂或把裂縫控制在無害范圍內。

本工程微膨脹混凝土采用C30。水泥采用PⅡ42.5R水泥，摻加二級粉煤灰，減少水泥用量，降低水化熱；泵送劑選用LS-300，摻量為水泥用量的1.7%；膨脹劑選用瑞安建材科技有限公司產的AEA，摻量10%，膨脹率>（0.03～0.04）%。膨脹混凝土采用C35，AEA摻量為膠結材料的12%，不替代水泥，保證了其強度。

3 地下室砼施工技術措施

3.1 膨脹加強帶做法

在膨脹加強帶混凝土內摻入AEA膨脹劑，提高混凝土的抗伸縮能力及強度。膨脹加強帶寬度2.0m，加強帶內鋼筋連通，且上下另附加15%的附加縱向鋼筋，鋼筋兩端伸出加強帶2.0m，混凝土強度提高一個等級，以增強加強帶的剛性。地下室底板加強帶用鍍鋅鋼板混凝土快易收口網分隔（快易收口網一是防止混凝土流入帶，二則限制2邊混凝土的預應力）。考慮到底板厚度較大，為防止混凝土壓壞收口網，采用通長Φ16鋼筋和Φ14@500加勁鋼筋箍加強。

由于地下室面積較大，整個地下室底板采取一次性澆筑，在工期和造價上都不合理，因此，采用間歇式無縫施工的方法，既在施工中，依據加強帶位置，采用分段施工，各施工段混凝土在其相鄰的施工段混凝土澆筑后三天方可澆筑，在加強帶位置留置施工縫，施工縫設置遇水膨脹橡膠止水帶。

3.2 施工中以膨脹加強帶為界分段施工，釋放熱量。按照膨脹加強帶的位置確定混凝土澆筑方向。第一段混凝土澆筑時，用小膨脹混凝土向膨脹加強帶方向澆筑，澆筑完第一段混凝土后3天才能進行第二段混凝土的澆筑，第二段混凝土澆筑時，采用二臺泵進行，先用小膨脹混凝土向第一段膨脹加強帶方向澆筑，在接近膨脹加強帶位置時，提前1.5小時用一臺泵配合塔吊進行膨脹加強帶混凝土澆筑，等膨脹加強帶混凝土澆筑完畢后，再用小膨脹混凝土澆筑加強帶兩側；其余段按照第二段方法施工。在混凝土澆筑至膨脹加強帶附近時，應注意使振動棒插搗點與密目快易收口網保持距離不小于30cm，并不得過振。

3.3 在混凝土澆筑時，注意嚴防其它部位混凝土進入膨脹后澆帶內，以免影響混凝土結構質量。嚴禁混凝土散落在尚未澆筑的部位，以免形成潛在的冷縫或薄弱點。

3.4 膨脹混凝土澆筑完畢后的養護工作十分重要，是保證混凝土質量的重要措施之一。

4 結束語

在本工程中，利用AEA膨脹混凝土補償收縮的原理，對2層地下室采用膨脹加強帶取代后澆帶，實現了超長鋼筋混凝土結構的無縫施工，基本上克服了砼表面收縮裂縫問題， 達到了預期的效果。為類似工程積累了經驗，取得了以下收獲：

4.1 AEA膨脹劑補償收縮混凝土的防水本質是：①生成的水化產物填充混凝土的空隙，改善孔結構，降低孔隙率；②限制狀態可以改善混凝土的應力狀態，補償收縮產生的應力，使結構更為致密。而不是對宏觀裂縫、孔洞漏水的補償。

4.2 加入AEA膨脹劑的混凝土比不摻膨脹劑的混凝土表面的保水性和泌水性要好，一旦水分蒸發過快，由于毛細管的水之間作用力在終凝前大于漿體的粘合力，特別是在大氣流動很大或炎熱天氣的情況下表現更為突出，而出現裂縫。

4.3 AEA膨脹劑混凝土要求起始養護時間較普通混凝土早，按普通混凝土的養護方法養護是出現龜裂的重要原因之一。

4.4 AEA膨脹混凝土施工中凝結后應避免攪動，一旦攪動可能會產生順筋開裂，降低鋼筋與混凝土的握裹力，同時也降低其防水及其它性能。

4.5 設置加強帶時，首先是選定在收縮最大的部位，2種混凝土膨脹率不同，膨脹劑摻量不同，功能也不同，要用鋼絲網隔離，不互相摻合，目的是為了使之發揮不同的功能。

4.6 無縫施工主要遵循原則是“以抗為主，抗放兼備”，因此，10％～15％的溫度抗裂鋼筋不能不要，加強帶膨脹劑摻量必須提高。

4.7 對于各區域混凝土界面隔離必須清晰，薄的地方可用木板隔離，厚的地方應用鋼絲網隔離并固定牢靠，使加強帶對兩邊的混凝土起到“木楔塊”作用。

4.8 采用無縫施工技術可以簡化施工工藝， 加快施工進度，但相應會增加投資；而取消后澆帶，采用無縫施工技術，避免了后澆帶部位長期占用周轉料具及模板，也避免在砌體施工期間因后澆帶腳手架而影響進度；省去后澆帶的清縫、鑿毛、鋼筋除銹等復雜工序，節省了人工。

4.9 AEA膨脹劑不能1∶1 替代水泥， 當其摻量超過12%時要慎重， 必須通過配比試驗確定砼強度能達到要求后才能采用。因為AEA 膨脹劑摻量越大，其砼降低越多。

參考文獻

[1]王鐵夢，工程結構裂縫控制，1997，中國建筑工業出版社