試論膨脹加強帶在超長地下室工程中的應用

陳錦洪

（福建省閩地建筑設計院龍巖分院）

試論膨脹加強帶在超長地下室工程中的應用

陳錦洪

（福建省閩地建筑設計院龍巖分院）

目前大面積混凝土結構在地下室、車庫、商場等建筑中的應用越來越廣泛，這類結構的平面尺寸一般不在規范規定的不設伸縮縫極限值的范圍內。對伸縮縫進行設置，如果以規范規定的標準為依據，往往會對建筑物的美觀和使用功能造成影響。如果不按照規范規定的標準對伸縮縫進行設置，在施工的過程中很容易受到溫差的影響造成樓板產生較大的收縮裂縫，而混凝土結構會因為這些裂縫降低使用功能，并且混凝土出現裂縫后進行修復是十分困難的。我國目前對混凝土結構的研究還不夠深入，尤其是對裂縫機理的系統研究還不到位，因此，在實際的過程施工過程中，對伸縮縫進行設置一般采用的是伸縮后澆帶。因為溫差產生的收縮裂縫，僅僅通過設置伸縮后澆帶不能完全解決問題，依然會有滲漏的隱患存在。近年來越來越多的工程取消伸縮縫而采用連續澆注混凝土方式獲得成功，本文將著重介紹一下超長無縫施工技術的原理與應用。

膨脹加強帶；超長地下室；后澆帶

1　補償收縮混凝土抗裂的基本原理

在超長結構的構件中部都會出現溫度收縮應力和干燥收縮應力，很容易使超長結構的中間部位出現裂縫，一般施工單位會通過設置膨脹加強帶來防止裂縫的產生，利用膨脹加強帶產生的膨脹應力對溫差收縮應力和干燥收縮應力進行補償，在對超長結構進行連續施工的時候一般都會采用膨脹加強帶，施工人員要根據施工現場的實際情況選擇混凝土澆筑的方式。在硬化的過程中，補償混凝土會產生一定的膨脹作用，鋼筋和鄰位對混凝土產生約束作用，鋼筋受到拉力的影響，會使混凝土承受壓力，如果鋼筋的拉應力與混凝土壓應力達到平衡的時候。

則：Ac·σc=As·Es·ε2

設：μ=As/Ac，

則σc=μ·Es·ε2（1）

式中：σc-混凝土預壓應力（MPa）；As—-鋼筋截面積；μ-配筋率（%）；Ac-混凝土截面積；Es-鋼筋彈性模量（MPa）；ε2-混凝土的限制膨脹率（%）。

由（1）式可見，σc與ε2成正比例關系，而限制膨脹率ε2隨膨脹劑的摻量增加而增加，所以，通過對膨脹劑的摻量進行適當調整，使混凝土獲得的預壓應力控制在0.2～0.7MPa的范圍內，以水平法向力σx分布曲線為依據，設想將較大的膨脹應力σc施加在應力大的地方，將較小的膨脹應力施加在兩側，對結構的收縮應力進行全面的補償，將結構出現有效裂縫的發生率進行有效控制。

鋼筋混凝土的結構十分復雜，并且具有長大化的特點，對超長無縫混凝土結構進行取消后澆帶施工的時候，要對其混凝土結構進行詳細的分析，以結構特點為依據來進行施工，但是在施工的過程中，不能取消沉降縫，也不能取消帶有沉降性質的后澆帶施工。補償收縮混凝土加強帶的性質是以較大膨脹應力補償溫差收縮應力集中的地方，所以它可以取消伸縮后澆帶。膨脹加強帶的間距可控制在40～60m，一般可連續澆注100～120m超長結構。無縫設計是相對的，根據工程結構具體情況，可無縫或少縫，其設計思路是“抗放兼施，以抗為主”。

在超長結構無縫施工過程中，要實現抗裂的效果，一般會采用膨脹混凝土，施工人員需要對膨脹混凝土的限制膨脹率（ε2）進行設定，這個過程非常重要，如果限制膨脹率ε2設置的偏小，會造成補償收縮能力不能達到規范要求，不能夠實現無縫施工；如果限制膨脹率ε2設置的過大，會影響到混凝土的強度。經過專業的技術人員對大量實際過程案例進行分析研究，根據目前的實際情況，確定在結構中可以將補償收縮混凝土的預壓應力控制在0.2～0.7MPa范圍內，這一預壓應力大致可以抵消混凝土在硬化過程中因溫度和干縮產生的拉應力，從而防止混凝土收縮開裂，也可以實現將裂縫控制在合理的范圍內，即無害裂縫不大于0.1mm。

以“抗”的原理為依據，將補償收縮混凝土利用到施工過程中，對后澆縫的間距進行控制，后澆縫的安全間距一般為60m，比規范20～40m增加l倍左右。體現了無縫設計概念中的“少縫”含義，已成功應用于結構設計中。我國建筑不斷發展，逐漸呈現出長大化和多功能的特點，很多混凝土超長結構已經超過100m，面積超1萬m2以上的建筑越來越多。樓層數十層，設置后澆縫以防止結構收縮開裂成為必要措施。然而，它給結構設計和施工帶來很多麻煩，工期延長，模板周轉、降水和施工管理費都增加，能否取消后澆縫這具有技術經濟意義。根據上述理論，用膨脹劑配制補償收縮混凝土進行超長無縫施工，可以克服常規后澆帶施工留縫的諸多缺點，其綜合經濟技術優勢如表1。

表1　

2　無縫施工技術

2.1膨脹加強帶

膨脹加強帶是一種旨在提高混凝土構件抗裂性能的技術措施，施工中采用膨脹加強帶的目的是減免伸縮后澆帶。設置的膨脹加強帶條數及形狀應依工程構造與尺寸確定，當長、寬比較大或構造復雜時，相鄰加強帶、后澆帶的間距應適當減小。為了有效發揮膨脹效果，增加長度方向的膨脹絕對量，所以其寬度應該比后澆帶更寬一些。膨脹加強帶的帶寬宜為2m，其它構造與后澆帶基本相同，在帶的兩側用密孔鐵絲網將帶內混凝土與帶外混凝土分開。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，增設一些附加筋。建議膨脹加強帶內底板（墻）中增設φ10@150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LaE（約1000mm），并固定在上下層（或內外層）鋼筋上，配筋參見圖1～2。

圖1　板式膨脹加強帶做法（連續式）

圖2　膨脹加強帶做法（后澆式）

膨脹加強帶帶寬宜設置為2m。膨脹加強帶的兩側采用5mm密目鋼絲網（快易收口網），為防止混凝土壓壞鋼絲網，并用立筋φ8@150及水平筋φ16@200骨架加固，防止混凝土流入加強帶，影響抗裂性能，這樣就可以實現混凝土連續澆筑或稱無縫施工。

2.2膨脹加強帶的澆筑方式

膨脹加強帶澆筑方式有連續式、間歇式或后澆式三種，《補償收縮混凝土應用技術規程》（JGJ/T178-2009）規定：對膨脹加強帶進行澆筑宜按表2進行選擇（具體可參照圖3～5進行）。

膨脹加強帶三種澆筑方法如圖3～5。

3　施工控制

3.1混凝土澆灌

（1）在計劃澆筑區段內連續澆筑混凝土，不得中斷；混凝土澆筑以階梯式推進，澆筑間隔時間不得超過混凝土的初凝時間。

（2）對補償收縮自防水混凝土進行振搗操作，必須保證振搗的混凝土非常密實，不能出現漏振、欠振的現象，也不能過度振搗。要實現振搗密實，可以采用高頻機械，將振搗時間控制在10s，保證混凝土在振搗后表面出現浮漿，沒有氣泡出現，保證混凝土不下沉。在施工過程中使用插入式振動器，需要堅持快插慢拔的操作原則，均勻的排列插點，逐點移動，按順序進行，不得遺漏，做到均勻振實。移動間距不大于振動棒作用半徑的1.5倍（一般為300～400mm），與模板的距離不應大于其作用半徑的0.5倍，并不應碰撞模板、鋼筋和預埋件。

表2　

圖4　間歇式膨脹加強帶

圖5　后澆式膨脹加強帶

（3）底板、樓板混凝土澆筑完畢，在混凝土終凝前必須用木抹刀或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、塑性收縮裂縫和因為表面缺水引起的干縮裂縫），進行2～3遍的抹壓。混凝土已經初步固結后，需要馬上采取措施進行混凝土養護。

3.2混凝土養護

完成補償收縮混凝土的澆筑施工后，需要及時采取措施對混凝土進行養護，養護的時間要大于14d。對水平構件通過控制溫度來進行養護，通常是將塑料薄膜覆蓋在上面，并對其進行定時灑水，也可以在上面鋪設濕麻袋來控制溫度。地下室底板宜采取直接蓄水養護方式，側墻墻體澆筑完成后，可在頂端設多孔淋水管，達到脫模強度后，可松動對拉螺栓，使墻體外側與模板之間有2～3mm的縫隙，確保上部淋水進入模板與墻壁間，帶模養護5～7d以后，拆除模板后，用麻袋片緊貼墻體表面，繼續淋水養護28d。

4　結束語

建筑工程不斷發展，人們要求建筑工程的質量不斷提高，在超長地下室過程中對防水防滲漏的問題尤其關注，將膨脹加強帶應用到超長地下室工程中，能夠很好的解決這一問題，目前我國對膨脹加強帶的應用還不夠廣泛，依然存在一些問題，希望在相關人士的努力下，能夠完善膨脹加強帶在超長地下室工程中的應用，將膨脹加強帶更廣泛的應用都建筑工程中，促進我國建筑行業的不斷進步。

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TU375

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1673-0038（2015）21-0056-03

2015-5-3