后澆式膨脹加強(qiáng)帶在地下超長(zhǎng)外墻施工中的應(yīng)用

郝尚軍，夏振偉，趙振營(yíng)，馬存朋

（山東飛洋建筑安裝工程有限公司，山東　濟(jì)南　250022）

后澆式膨脹加強(qiáng)帶在地下超長(zhǎng)外墻施工中的應(yīng)用

郝尚軍，夏振偉，趙振營(yíng)，馬存朋

（山東飛洋建筑安裝工程有限公司，山東濟(jì)南250022）

地下超長(zhǎng)外墻施工中，利用后澆式膨脹加強(qiáng)帶替代傳統(tǒng)的后澆帶，加強(qiáng)帶兩側(cè)外墻澆筑14d 后即可回填。外墻表面再涂刷2遍聚合物水泥防水涂料，用以處理施工縫。該施工方案在保證質(zhì)量前提下，大大簡(jiǎn)化工藝，節(jié)約工期。

后澆式膨脹加強(qiáng)帶；補(bǔ)償收縮混凝土；超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)；聚合物水泥防水涂料

隨著人口增多、城市發(fā)展需要，超長(zhǎng)、超寬的地下商場(chǎng)、廣場(chǎng)、車庫(kù)、車站、地下室等地下空間結(jié)構(gòu)建筑逐年增多，有效改善了人民居住生活質(zhì)量。不滲、不漏是保證地下空間建筑正常發(fā)揮功能的前提，然而近年來(lái)地下建筑滲漏率高達(dá)50% 以上，因此地下建筑開(kāi)裂是急需解決的首要問(wèn)題，而解決超長(zhǎng)地下結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂又是難題中的難題。后澆帶是減少超長(zhǎng)外墻開(kāi)裂常用的一種做法，每隔30m 左右設(shè)置一條，但需要等到60d 以后才能回澆，周期長(zhǎng)，滲漏隱患依然較大。用后澆式膨脹加強(qiáng)帶替代后澆帶，10～14d 后即可回填，極大縮短工期，配套涂刷聚合物防水涂料處理施工縫及缺陷，有效消除了外墻滲漏。本文以某一地下商場(chǎng)為例，介紹了后澆式膨脹加強(qiáng)帶的具體做法。

1　工程概況

某大型商場(chǎng)地下二層為車庫(kù)和超市，框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，超長(zhǎng)超寬，長(zhǎng)150m，寬83m。外墻高9.5m，負(fù)一層高5m，負(fù)二層高4.5m。外墻厚度400mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50，抗?jié)B等級(jí) P8。商場(chǎng)外觀效果見(jiàn)圖1。

2　后澆式膨脹加強(qiáng)帶技術(shù)方案

本商場(chǎng)地下結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)超寬，干燥收縮應(yīng)力和干燥收縮開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)較大。因此，如何控制超長(zhǎng)外墻變形，預(yù)防開(kāi)裂是本工程施工重點(diǎn)。

2.1原設(shè)計(jì)方案

為降低外墻干縮開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，原設(shè)計(jì)要求外墻間隔30m左右設(shè)置一條后澆帶，寬度800mm，后澆帶作法見(jiàn)圖2。后澆帶混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)，并摻加復(fù)合膨脹纖維抗裂防水劑，混凝土限制膨脹率不低于 0.025%。混凝土采用硅酸鹽低水化熱水泥，嚴(yán)格控制砂石骨料的含泥量。

圖1　商場(chǎng)效果圖

圖2　外墻后澆帶構(gòu)造（原設(shè)計(jì)）

原設(shè)計(jì)存在的弊端在于：（1）后澆帶留置時(shí)間長(zhǎng)，60d以后才可回填，混凝土強(qiáng)度高，剔鑿費(fèi)工費(fèi)時(shí)。鋼筋銹蝕，后期澆筑前需對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹處理，代價(jià)高昂。（2）硅酸鹽低水化熱水泥不常使用，需要從特定水泥廠購(gòu)進(jìn)，并且價(jià)格較高，增加工程造價(jià)，經(jīng)濟(jì)性不佳。

2.2后澆式膨脹加強(qiáng)帶

后澆帶通常設(shè)置在應(yīng)力集中位置，通過(guò)設(shè)帶讓混凝土中的應(yīng)力得以釋放。混凝土抗裂遵循“抗、放”結(jié)合原則。膨脹加強(qiáng)帶是通過(guò)澆筑高膨脹性能的補(bǔ)償收縮混凝土，在鋼筋、加強(qiáng)帶兩側(cè)混凝土約束作用下，建立足夠大的預(yù)壓應(yīng)力，用以抵抗混凝土收縮應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)混凝土抗裂的目的。后澆式膨脹加強(qiáng)帶一般設(shè)置在原后澆帶位置，既利用傳統(tǒng)后澆帶做法中混凝土應(yīng)力得以釋放的好處，又可發(fā)揮膨脹加強(qiáng)帶預(yù)壓應(yīng)力的優(yōu)勢(shì)，特別適用于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的施工。

經(jīng)專家論證，本商場(chǎng)地下室超長(zhǎng)外墻采用后澆式膨脹加強(qiáng)帶取代傳統(tǒng)后澆帶的做法，留設(shè)位置見(jiàn)圖3。

圖3　后澆式膨脹加強(qiáng)帶位置劃分

后澆式膨脹加強(qiáng)帶的帶寬800mm，帶兩側(cè)均設(shè)置平板式止水鋼板（300mm 寬），止水鋼板處采用鋼絲網(wǎng)加木板方式隔離混凝土，具體做法見(jiàn)圖4[1]。

圖4　后澆式膨脹加強(qiáng)帶示意圖

3　補(bǔ)償收縮混凝土制備

依據(jù) JGJ/T178—2009《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》和設(shè)計(jì)圖紙，膨脹加強(qiáng)帶混凝土的限制膨脹率取值≥0.025%。研究表明，膨脹劑的限制膨脹率與補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率的關(guān)系大約是2:1[2]，混凝土強(qiáng)度等級(jí)越大，強(qiáng)度增長(zhǎng)速度越快，該比值越大。

本工程外墻混凝土為 C50，則膨脹加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度等級(jí)要達(dá)到 C55，因此，膨脹劑的限制膨脹率必須在 0.060%以上。考慮到外墻混凝土不易進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)，絕濕膨脹能大是膨脹劑的關(guān)鍵性能指標(biāo)，因此，本工程選用的膨脹劑為氧化鈣－硫鋁酸鈣雙膨脹源高性能膨脹劑。

3.1原材料

水泥：滕州中聯(lián)水泥有限公司生產(chǎn)的 P·O42.5水泥，比表面積390m2/kg，燒失量3.4%，三氧化硫含量2.1%，3d 抗壓強(qiáng)度30.4MPa，28d 抗壓強(qiáng)度52.2MPa，其他性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

粉煤灰：Ⅰ級(jí)粉煤灰，燒失量3.42%，三氧化硫含量2.43%，需水量86%，堿含量1.15%；礦粉：S95礦渣粉，比表面積430m2/kg，流動(dòng)度比94%，28d 活性指標(biāo)106%。

膨脹劑：天津豹鳴股份有限公司生產(chǎn)的 HCSA 混凝土膨脹劑，性能指標(biāo)見(jiàn)表1，限制膨脹率見(jiàn)圖5。

表1　HCSA 膨脹劑性能

圖5　膨脹劑限制膨脹率

砂：河砂，中砂，細(xì)度模數(shù)2.6，含泥量＜1.0%。

石：碎石，連續(xù)級(jí)配，粒徑5～25mm。

外加劑：脂肪族高效減水劑，減水率18.5%，含固量32%。

3.2混凝土配合比

研究表明[3]，混凝土限制膨脹率的發(fā)展存在一個(gè)有效窗口，當(dāng)混凝土強(qiáng)度在5～20MPa 時(shí)，限制膨脹率增長(zhǎng)最快。膨脹加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度 C55，如何在有效窗口內(nèi)，讓強(qiáng)度和限制膨脹率協(xié)調(diào)發(fā)展，使限制膨脹率達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是混凝土配制過(guò)程中需要考慮的關(guān)鍵。因此，膨脹加強(qiáng)帶 C55混凝土采用大摻量礦物外加劑的手段，強(qiáng)度以60d 齡期為準(zhǔn)。一方面，減緩混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)，讓膨脹劑發(fā)揮作用。另一方面，降低水化熱，改善混凝土施工性能和耐久性。

施工過(guò)程中采用汽車泵和料斗，為便于施工，混凝土坍落度控制在 (220±30)mm。膨脹加強(qiáng)帶混凝土配合比及性能見(jiàn)表2。

表2　混凝土配合比和抗壓強(qiáng)度

圖6是補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率。

圖6　補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率

由表2和圖6可知，試驗(yàn)制備的混凝土的工作性、強(qiáng)度和限制膨脹率均滿足設(shè)計(jì)要求。

4　膨脹加強(qiáng)帶混凝土澆筑

后澆帶回填前，安排工人用風(fēng)鎬將膨脹加強(qiáng)帶兩側(cè)混凝土進(jìn)行鑿毛處理，直至露出堅(jiān)實(shí)混凝土。剔鑿時(shí)盡量不要觸碰鋼板止水帶，并且把握尺寸，保證止水鋼板有一半寬度埋入混凝土中，否則止水鋼板失去止水作用。加強(qiáng)帶兩側(cè)混凝土表面粘貼泡沫膠帶，然后再合模板，防止發(fā)生跑漿現(xiàn)象，減少施工缺陷。檢查穿墻螺栓是否緊固，避免跑模。

外墻膨脹加強(qiáng)帶混凝土分2次澆筑，然后逐層振搗，加強(qiáng)振搗，尤其是止水鋼板處，以保證新舊混凝土之間、混凝土與止水鋼板牢固結(jié)合在一起。由于外墻不易澆水養(yǎng)護(hù)，混凝土帶模養(yǎng)護(hù)7d 后再拆模。

5　涂刷聚合物水泥防水涂料

膨脹加強(qiáng)帶兩側(cè)堅(jiān)向施工縫是滲漏多發(fā)處，傳統(tǒng)處理方面是沿施工縫剔鑿后，填充聚合物防水砂漿，表面再進(jìn)行3遍聚合物水泥凈漿、砂漿防水處理，該施工方法費(fèi)工費(fèi)時(shí)。如果加強(qiáng)帶施工過(guò)程中還存在一些漏振造成的施工缺陷，則處理起來(lái)更加繁瑣。

本工程采用滿涂?jī)杀?JS 聚合物水泥防水涂料方法處理施工缺陷和施工縫。聚合物水泥防水涂料為Ⅱ型產(chǎn)品，每層涂刷用量控制在 0.6～0.8kg/m2。第一層干燥后才可以進(jìn)行第二層涂刷，并且第二層涂刷方向與第一層涂刷方向相垂直，該做法可最大限度地減少漏刷。

圖7是膨脹加強(qiáng)帶混凝土澆筑后的效果，圖8是外墻連同膨脹加強(qiáng)帶整體滿涂聚合物水泥防水涂料后效果。

圖7　膨脹加強(qiáng)帶混凝土

圖8　外墻整體涂刷聚合物水泥防水涂料

6　小結(jié)

本商場(chǎng)地下室整體設(shè)置10 個(gè)后澆式膨脹加強(qiáng)帶，取消原設(shè)計(jì)后澆帶，有效縮短了工期，簡(jiǎn)化了工藝。外墻整體通過(guò)滿涂?jī)杀?JS 聚合物水泥防水涂料，簡(jiǎn)單有效處理了外墻的施工缺陷和施工縫，消除了滲漏隱患，節(jié)約成本，降低工程造價(jià)。

[1] JGJ/T178．補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S]．

[2] 吳翠娥，吳文選．膠砂與混凝土限制膨脹率相關(guān)性研究[J].膨脹劑與膨脹混凝土，2014,1:1-4．

[3] 趙順增，游寶坤．補(bǔ)償收縮混凝土裂滲控制技術(shù)及其應(yīng)用[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010,110-11．

［通訊地址］山東省濟(jì)南市槐蔭區(qū)南辛莊東街21號(hào)（250022）

Application of post-pouring reinforcing band in super long underground external wall

Hao Shangjun, Xia Zhenwei, Zhao zhenying, Ma Cunpeng
( Shandong Feiyang Constructionand Installation Engineering Co., Ltd., Shandong Jinan250022)

Post-pouring reinforcing band was used to replace post-pouring joint under super long underground external wall construction. After concreting14-days, the reinforcing band can be poured by shrinkage-compensating concrete. To deal with construction joint and deficiency, the external wall was repeatedly brush2times with polymer cement waterproof coating.Practice shows that the construction scheme is feasible, can simply the process and save time.

post-pouring expansion reinforcing band; shrinkage-compensating concrete; super-long structure; polymer cement waterproof coating

郝尚軍（1971—），男，二級(jí)建造師。