超長混凝土結構無縫施工技術

中建二局第四建筑工程有限公司 天津 300457

1 工程概況

哈爾濱萬達文化旅游城配建住宅3#、5#地塊項目工程屬于特大綜合型旅游文化商業住宅建筑群，總建筑面積75.1 萬m2，地下15.6 萬m2，地上59.5 萬m2。共包含有高層住宅7 棟（地下1 層地上33 層，高度100 m）、超高層住宅4 棟（地下1 層地上49 層，高度150 m）及配套商業服務（2 層，高度9 m）。

地下室為不規則長方形，最長邊463.38 m，最短邊248.16 m，基礎形式為筏板+樁基礎、柱下獨立基礎、墻下條形基礎和防水板。基礎整體采用C30抗滲混凝土，抗滲等級P6。

2 方案的選擇[1-4]

本工程地下室為超長混凝土結構，影響其開裂的因素比較復雜，主要是混凝土收縮、溫度應力、混凝土養護等。混凝土產生的裂縫不但影響混凝土結構的耐久性、使用性，而且如果大面積修補封堵必然造成項目管理成本大幅增加，因此必須采取各種技術措施控制混凝土開裂。

如果按規范要求只設置后澆帶，經計算每間距32 m必須設置一道，導致地下室結構后澆帶數量眾多，施工復雜，不但造成后期封堵施工作業量大，也難以保證施工質量。

同時后澆帶需在結構達60 d后才封堵，勢必影響地下室頂板上的穿插作業，將嚴重影響工程的整體進度。

2.1 超長無縫施工技術優勢

超長混凝土結構無縫施工技術與設置后澆帶的傳統施工做法相比，其具有以下技術優勢：

（a）可以實現連續施工，大大節約工期。

（b）避免了后澆帶的施工冷縫，確保建筑結構質量的整體性。

（c）可以實現連續施工，不需要延長基坑降水措施，節約施工成本。

（d）實現鋼筋混凝土結構連續施工，簡化施工工序節約成本。

2.2 后澆帶、膨脹加強帶的平面布置

通過計算本工程沉降后澆帶、后澆式膨脹加強帶和連續式膨脹加強帶具體布置如圖1所示。

圖1 后澆帶、膨脹加強帶的布置

（a）主樓周邊及地下室頂板（底板）設置寬1 m沉降后澆帶，地下室頂板后澆帶最大設置間距100 m，最小間距40 m，滿足計算要求。

（b）地下室頂板設計寬2 m連續式膨脹加強帶和后澆式膨脹加強帶，平均每30 m設置1 條后澆帶或膨脹加強帶，將地下室頂板分割成900 m2左右的抗裂單元，以確保抗裂效果。

3 超長混凝土結構無縫施工措施[5-8]

3.1 混凝土配合比設計

混凝土配合比設計時，采用低水化熱水泥，在保證混凝土強度情況下降低混凝土的單位用水量。采用連續級配的骨料配制混凝土，在保證可泵性的前提下，采用粒徑大、線膨脹系數小、巖石彈模較低的骨料，減少用單位混凝土用水量和水泥用量，有利于減少混凝土的收縮、泌水，降低水化熱。

本工程選用5～31.5 mm連續級配碎石。嚴格控制骨料含泥量，粗骨料的含泥量應盡量控制在1％以內，細骨料的含泥量應盡量控制在2％。

混凝土摻加粉煤灰、礦粉礦物摻合料、高效緩凝型減水劑、膨脹抗裂劑等材料，減少水泥用量，改善混凝土的工作性能，減少延緩混凝土水化熱，有效控制水化熱產生的溫度應力。

為控制該工程混凝土的溫度應力產生的收縮、提高混凝土耐久性能，地下室工程混凝土（底板、頂板、側墻）中均摻加HEA高效抗裂防水劑。地下室混凝土普通部位HEA的摻量為8％，加強帶、后澆帶部位混凝土中HEA的摻量為12％。

3.2 膨脹加強帶

3.2.1 膨脹加強帶設置

經與設計溝通，并結合上述理論依據和工程實際施工需要，沿地下室平面結構（板、外剪力墻）每30～40 m設置1 道膨脹加強帶，其中以連續澆式膨脹加強帶為主，后澆式膨脹加強帶局部設置（圖2）。

圖2 膨脹加強帶設置

膨脹加強帶設計寬度為2 000 mm，在底板和墻體處垂直加強帶方向設加強鋼筋，鋼筋為該方向受力鋼筋與分布鋼筋的1 倍，與原鋼筋間隔布置。膨脹加強帶的兩側采用5 mm密目鋼絲網，為防止混凝土壓壞鋼絲網，并用立筋Φ8 mm@150 mm及水平筋Φ16 mm@200 mm骨架加固，防止混凝土流入加強帶。

膨脹加強帶是一種“抗”的措施，所以在連續施工的混凝土構件中，為提高其抵御收縮應力的能力，膨脹加強帶內底板（墻）中增設Φ10 mm@150 mm水平溫度鋼筋（垂直于加強帶長度方向），并均勻布置在上下層鋼筋上，兩端各伸出膨脹帶約1 000 mm，并固定在上下層（或內外層）鋼筋上。

根據《補償收縮混凝土應用技術規程》(JGJ/T178—2009)規定和設計圖紙要求的限制膨脹率，經實驗室試配確定HEA高效抗裂膨脹劑在地下室的膨脹加強帶兩側的摻量為8％，膨脹加強帶內為12％。

3.2.2 膨脹加強帶澆筑方式

如圖3所示，在連續式膨脹加強帶范圍內（也即后澆式膨脹加強帶兩側的區域）可以實現整體連續澆筑混凝土，而留置的后澆式膨脹加強帶在兩側混凝土澆筑完15 d后澆筑。

圖3 連續式、后澆式膨脹加強帶澆筑

3.3 后澆帶

住宅主體周邊設置沉降后澆帶，在地下室頂部設置伸縮后澆帶，后澆帶寬度1 000 mm。底板后澆位置設置加強筋，其配筋為板受力鋼筋截面面積的1/2，沿板厚B中部設置300 mm×3 mm止水鋼板，并在板底部留縫位置設置外貼式止水帶（圖4）。

外墻后澆帶做法與底板基本相同，唯一的區別是不設外貼止水帶，如圖5所示。頂板后澆帶在板厚中部設置膨脹止水條，具體如圖6所示。后澆帶應采用內摻微膨脹劑補償收縮混凝土澆筑，混凝土強度等級比兩側先澆部分高一級。

沉降后澆帶在主體結構頂板澆注14 d后，提供沉降觀測數據，經設計同意后澆注混凝土，地下室頂板溫度伸縮后澆帶，在兩側混凝土齡期達到60 d，并經設計同意后澆注，養護時間不少于28 d。

圖4 底板后澆帶構造

圖5 外墻后澆帶構造

圖6 頂板后澆帶構造

3.4 施工過程控制

（a）嚴格控制混凝土坍落度，坍落度不能滿足泵送及配比要求時不得卸車，現場施工嚴禁向混凝土罐車及泵槽內加水。

（b）混凝土振搗必須密實，不能漏振、欠振，也不可過振。振搗做到快插慢拔，振搗時間為20～30 s，以混凝土面不再出現氣泡、不再顯著下沉、表面泛漿為準。

（c）膨脹加強帶按規定順序澆筑，澆筑前，應將先期澆筑的混凝土表面清潔干凈，并充分潤濕。振搗時應加強新舊混凝土結合處的振搗。

（d）底板和頂板混凝土澆筑完畢后，在混凝土終凝前用木抹刀、鐵抹刀搓壓混凝土表面，以防止混凝土表面出現裂縫（主要是沉降裂縫、塑性收縮裂縫和表面失水干縮裂縫），抹壓共3 遍，混凝土原漿收面后立即進行養護作業。

（e）嚴格控制混凝土出機溫度和入模溫度，減少混凝土內外溫差，避免溫度變化過快；避免高溫下混凝土施工，盡量選擇夜間進行混凝土施工。

（f）地下室板結構采取覆蓋不透水、氣的薄膜布（如塑料薄膜布）方式進行養護。在混凝土澆筑完成時，收面后用薄膜布進行覆蓋混凝土表面（圖7），同時適當地澆水，這樣能保證混凝土在不失水的情況下得到充分的養護，確保質量。

圖7 混凝土養護

4 施工效果

通過采用加大后澆帶設置距離，增加連續式膨脹加強帶和后澆式膨脹加強帶，并添加外加劑等綜合措施的混凝土超長結構裂縫控制技術，在保證地下室結構施工安全、工程質量和施工進度的前提下，減少了混凝土結構開裂的情況，避免了大型地下室大面積滲漏的隱患。

與大量設置后澆帶的傳統做法相比，節省了人工費、材料費和機械費，便于大型地下室在保證工程質量前提下，優化施工順序布置，有利于工程工期的順利實現，具有較好的社會效益和經濟效益。