范雙,謝敬坦,李乃珍
(石家莊市功能建材有限公司,河北 石家莊 050031)
無縫施工中應予重視的幾個技術問題
范雙,謝敬坦,李乃珍
(石家莊市功能建材有限公司,河北 石家莊 050031)
本文結合工程實踐,提出了無縫施工工程較常出現的有關技術問題。應正確理解規程,重視與探索實際、有效的解決措施。
補償收縮;無縫施工;加強帶
混凝土超長結構設計與施工中,為了對抗裂縫,人們常用后澆帶或跳倉法將其分成數個小塊,分開施工。若干天后,再澆注另一塊或進行填縫,這種方法操作復雜,有時還會留下滲水的隱患。換一個思路去尋找解決裂縫的較佳辦法,目前來說就是無縫施工技術。JGJ/T 178—2009《補償收縮混凝土應用技術規程》的頒布,為無縫施工的設計與實施提供了依據,具有普遍性的指導意義。但是,每個工程有每個工程的特點,常會遇到一些規程未作明文規定甚至與規程條文略有出入的技術性問題,這些問題的解決對于執行規程和推廣無縫施工技術具有重要的作用。本文結合工程實例,力求正確理解規程,以探索上述問題的解決措施。
1.1 局部還是整體實施無縫施工的結構尺寸問題
合理設置膨脹加強帶,部分或全部取代后澆帶是無縫施工技術的標志性手段。按規程規定,墻體在 60m 長度、板式結構在 120m 長度(厚度 H≤1.5m)以內時,可連續澆筑,這是基本原則。是否每個工程都一律如此,則應視工程的具體條件而定。如:衡水吉美大樓占地面積 72m×68m,略超出規定值,是衡水湖畔的旅游性項目,地下水位高、空氣濕度大、養護條件好,確定整體無縫施工;河北神威藥業樓板占地面積 108m×72.5m,在可以連續澆筑的范圍內,考慮其為純地上結構,水養較為困難,確定為局部無縫施工。
1.2 薄板結構可否取消隔離鋼絲網
規程規定在加強帶兩側應用密孔鋼絲網將帶內與帶外混凝土分開。當板厚≤500mm 時,施工單位提出可否不設隔離鋼絲網,無論從對補償收縮混凝土原理的理解上,還是從工程實踐上,應該認為是可以取消的。保定膠片廠、石家莊新人百、文化廣場、筑業高層住宅樓等,板厚 100~500mm,均未設隔離網,效果良好,受到好評。采取的輔助措施是:在加強帶一側提前 500~1000mm 換用加強帶專用混凝土,在加強帶另一側延后 500~1000mm 換回原配合比混凝土,控制混凝土坍落度≤180mm。兩種配合比混凝土的交接區段及時振搗、均化。這樣,在加強帶與一般的補償收縮混凝土之間會形成一個中等膨脹的區段,有利于增強長度方向的抗裂應力,減小相鄰部位的收縮差。
1.3 什么情況下設加強帶溫度筋
規程對加強帶附設溫度鋼筋未作明文規定,解析中說明在一些簿弱部位增加附設鋼筋是有益的。這樣,技術服務方要求設溫度筋時,就需要對設計、建設、施工三方作出合理的解釋。北國商城占地面積 120m×119m,屬于超大面積; 神威藥業面積不太大,但存在層高差,確定兩工程的后澆式膨脹加強帶均設附加溫度筋。石家莊文化廣場原設計的配筋率較高,加強帶則不設附加筋。加強帶附加筋的直徑應小于或等于原同向配筋,增加量為原同向配筋率的 10%~15%,筋長=帶寬+1000mm,即在加強帶兩側各多搭接出 500mm。
1.4 如何確定后澆式膨脹加強帶的回填時間
規程要求大體積混凝土的后澆式膨脹加強帶應在兩側混凝土中心溫度降至環境溫度時再回填,時間大致為 7d 或略長一點。規程解析說明,除此以外,一般可以在澆筑完兩側膨脹混凝土的任何時候回填。回填時間的長短是各方共同關心的熱點問題。后澆式加強帶具有先放后抗的性質,考慮一個工程施工組織和加強帶專用混凝土供應的方便性,確定墻體與板式結構后澆式膨脹加強帶的回填時間應≥7d。個別工程要求再提前的,規定≥3d,如石家莊文化廣場和衡水吉美大樓,理由是:兩側混凝土達到一定強度后,可增強約束膨脹能力,也利于避免混凝土板面的踩踏開裂。
1.5 加強帶的變更及處置原則
無縫施工是一項受歡迎的先進技術,但實施過程中因種種原因,有時不能執行到底,而產生加強帶的變更問題。按照對規程的理解與效果考察,采取如下處置原則:
(1)連續式加強帶可改為后澆式,一般不主張改為間歇式。只有在事先準備充分的條件下,方允許將連續式改為間歇式,并在先澆筑的構件立面設止水鋼板(或止水帶)或凹槽,加隔離鋼絲網或模板,如文化廣場。
(2)不允許將后澆式加強帶改為連續式。
無縫施工與結構自防水,是兩個專業的問題,但對于同一項工程,二者又具有高度的統一性,無縫施工做好了,也就具備了結構自防水的功能。建設方與施工方十分關心無縫施工與結構自防水是一回事還是兩回事,二者有無矛盾,采用結構自防水后可否取消柔性防水?規程明確回答可以,但要求采取完善的施工措施。在石家莊西南水廠、橋東污水處理廠、文化廣場、吉美大樓的水池與地下結構中,均取消柔性防水。但采取了比較完善卻并不復雜的多項技術措施,具體如下:
(1)墻體所有后澆式加強帶、分層澆筑的墻體水平縫均設止水鋼板。
(2)文化廣場墻體厚 450mm,使用養護條件適當寬松的雙膨脹源全補償型混凝土膨脹劑 FEA100。
(3)所有外墻迎水面的立縫、水平縫均采取防滲加強措施,文化廣場的做法是縱橫方向交叉涂刷 3 遍滲透結晶型防水涂料,吉美大樓的做法是抹壓 1:2 防水砂漿層。
(4)割除外墻迎水面的露筋、露絲及穿墻螺栓外露部分,用 1:2 防水砂漿封堵。
(5)及時回填土。
規程規定了不同構件的混凝土限制膨脹率指標,要求混凝土配合比試驗的限制膨脹率比工程設計指標提高0.5×10-4。結構總長度大于 120m 時,設計指標宜提高 0.5×10-4。理解這三種不同情況下的限制膨脹率差別,是保證無縫施工效果的必要條件,在混凝土試配中應予做到。同時,推薦進行加與不加膨脹劑同配合比混凝土平行對比試驗,以求取補償效率。這一試驗,比單獨復驗膨脹劑的性能意義更為重要。分別表示加膨脹劑混凝土與未加膨脹劑的空白混凝土14d出水、干空 28d 的剩余(干燥后)限制膨脹率,用下式計算補償效率 Cs(%):

如板式結構的補償收縮混凝土 Cs 值達到 40% 左右,加強帶與墻體的 Cs 值達到 60% 左右,補償效果則是令人放心的。
規程解析提出常溫施工時,混凝土初凝時間>12h。環境溫度>28℃ 時及 C50 混凝土的初凝時間>16h,這是保證連續澆筑順利進行的物質條件。但施工方往往考慮模板周轉及后續工程的速度,希望有所減短。混凝土供應方應因地制宜、因時制宜,進行混凝土緩凝試驗,以確定施工混凝土的配合比。
當工程確定混凝土配合比后,不允許中間更換水泥與膨脹劑品種,如更換,須重新進行混凝土配合比試驗。
規程要求,單位膠凝材料用量應符合 GB 50119—2013《混凝土外加劑應用技術規范》規定,即實行結構自防水并使用摻合料時水泥最少用量不應低于 280kg/m3。按內摻 20%摻合料、膨脹劑等量取代水泥推算,確定實用膠凝材料的用量控制值,C30 混凝土≥380kg/m3、C35 混凝土≥420kg/m3、C40 混凝土≥460kg/m3。
規程解析指出“膠凝材料中摻合料過多會降低膨脹性能”,因此對無縫施工或結構自防水工程的補償收縮混凝土,工程師不應過份強調利用摻合料降低水化熱,應將膨脹指標放在第一位;供應商不應過分重視成本核算而輕視混凝土性能。作者參與的無縫施工工程混凝土的粉煤灰或礦粉內摻量均不超過 20%。
膨脹劑用量取決于設計的混凝土限制膨脹率指標大小、膨脹劑自身的膨脹性能及欲達到的混凝土補償效率,并與水泥品種及用量、摻合料種類及用量相關。規程規定補償收縮混凝土膨脹劑用量范圍為 30~50kg/m3,后澆帶與加強帶為 40~60kg/m3。不再是習慣使用的單一的內摻百分比控制方法,這對于處理上述復雜關系是必要的。注重膨脹劑的實用量,不照抄膨脹劑廠家說明書提供的百分比用量,對于避免膨脹劑加入量不到位是一個有效的辦法。表 1 列出了 2009年五項大型工程實用混凝土的膨脹劑與粉煤灰用量,可資參考。

表1 混凝土的膨脹劑與粉煤灰用量
保水養護不僅對補償收縮混凝土,即使對普通混凝土也是十分重要的。但客觀現狀是,多年來、大多數工程都做不到按規范規定的水養 14d 的要求。與其堅持文件字面上的14d,不如采取更切實有效的水養辦法,適當縮短養護期。經慎重研究,確定水養期為 7d,與模板拆除、后澆式加強帶回填時間基本一致,要求“確保 7d,不拖延、不敷衍,及時進行、專人負責”。措施是:采用水養條件相對寬松、低干縮的雙膨脹源膨脹劑,大面積板式構件在澆筑完成 400m2、混凝土終凝后即開始水養,覆蓋濕麻袋片或蓄水養護。厚墻采用淋水養護,北墻南立面、東墻西立面掛遮蓋物、防日光曝曬。地下室入口通道側壁掛遮蓋物防冷風直吹降溫過快,作為保水養護的輔助手段。在無縫施工工程中,不推薦使用養護劑、一涂即完的簡易養護辦法。
補償收縮混凝土應用技術規程對無縫施工工程具有普遍性的指導意義,在實施規程中,正確理解條文規定的實質和原理,結合工程實際,具體情況具體分析,注重和探討相關的技術問題,采取切實有效的解決措施,有利于無縫施工技術的應用和推廣。
[1] 趙順增,游寶坤.補償收縮混凝土應用技術規程實施指南[M].北京:中國建筑工業出版社,2009.
[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] 游寶坤,李乃珍.膨脹劑及其補償收縮混凝土[M].北京:中國建材工業出版社,2005.
[4] 李乃珍,劉翠華,謝敬坦,雷亞光,張立新.DEA 高膨脹低收縮混凝土膨脹劑[J].建筑砌塊與砌塊建筑,2008增刊:22-26.
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范雙(1986-),女,助理工程師。