晉江萬達廣場鋼筋混凝土超長結構裂縫控制

駱偉強

(廈門路橋工程投資發展有限公司 福建廈門 361000 )

晉江萬達廣場鋼筋混凝土超長結構裂縫控制

駱偉強

(廈門路橋工程投資發展有限公司 福建廈門 361000 )

晉江萬達廣場商業綜合體為一不設縫的超長鋼筋混凝土結構，通過結構的溫度應力分析，合理設置后澆帶、膨脹加強帶及溫度誘導縫，構造上適當加強梁板通長筋及外圍豎向構件的配筋，施工中采用合理的施工方案，控制混凝土結構的合攏溫度、外加劑的摻比及后期的澆水養護等措施對該超長結構進行裂縫控制。工程主體完成至今已5年，結構未出現影響結構安全或使用的裂縫或大面積的滲漏點，表明上述措施對超長結構的裂縫控制有較好的效果。

超長混凝土結構；裂縫控制；溫度應力分析；膨脹加強帶；后澆帶

1 工程概況

晉江萬達廣場位于晉江市城市主干道世紀大道東側，商業綜合體東西方向長約120m，南北方向長約300m。超長鋼筋混凝土結構一般采用設置伸縮縫來消化結構伸縮變形，以達到對混凝土裂縫的控制。但該工程取消設置伸縮縫做法，通過溫度應力分析，合理布置后澆帶、膨脹加強帶和使用補償收縮混凝土及加強構造等措施實現對裂縫控制。工程主體施工完成至今已5年，項目未出現影響結構安全或使用裂縫和大面積的滲漏點，表明了該工程的混凝土超長結構設計合理和施工控制較好。

2 設計措施

設計思路是“抗放兼備，以抗為主”的原則，通過溫度應力分析和裂縫驗算設計后召開設計專家論證會，確保設計方案的規范性、完整性、可行性，使該工程超長鋼筋混凝土結構裂縫在理論上得以控制。專家組認同不設伸縮縫原則可行，建議完善：①對結構進行溫度應力分析，需特別加強外圍梁柱應力分析；②屋面采用雙梁結構以劃分板塊并結合膨脹帶等措施；③與剛度較大的豎向構件連結的水平構件，應加強構造措施；④膨脹帶、后澆帶應取合適的膨脹劑；⑤ktv、影城板及屋面部分，應采用膨脹帶做法，連續澆筑等。最終結合專家意見主要采取以下兩個措施。

2.1 樓板的應力分析及構造加強措施

建立結構的整體模型，結構的合攏溫度一般在20℃～25℃，使用階段室外的最高氣溫設定為40℃，最低氣溫設定為5℃，因此，最大的溫升溫降分別為±20℃，將此溫差按“節點溫差”加于結構的外圍結構及屋面層，所有樓板均設置為“膜單元”進行樓板應力分析。

(1)根據樓板的應力分析結果，在樓板應力超過混凝土抗拉強度標準值且不影響建筑使用的位置設置溫度誘導縫，以釋放溫度產生的較大拉應力。屋面板因溫差變化大，溫度變形大等因素，設計結合專家意見對屋面板采用雙梁結構的溫度誘導縫和膨脹加強帶等措施，以達到釋放、補償屋面溫度應力，雙梁構造做法如圖1所示。

圖1 雙梁構造做法圖

(2)在樓板應力較大但不超過混凝土抗拉強度標準值的位置設置混凝土膨脹加強帶，通過膨脹混凝土相互間產生的“預應力”來抵消部分拉應力；同時加強該區域各構件的配筋率，即滿足膨脹作用下，鋼筋的拉應力與膨脹混凝土的自應力平衡。膨脹加強帶寬度為2m，梁、板筋貫通不斷。膨脹加強帶內的混凝土應采用無收縮砼或微膨脹砼，內摻水泥原始用量12%～15%的UEA膨脹劑，摻適量聚丙稀纖維，其強度等級比原設計強度等級提高一級，做法如圖2所示。

圖2 膨脹加強帶板做法

通過調整膨脹劑摻量，可使混凝土獲得不同的預壓應力，根據應力分析，在應力較大位置施加較大的膨脹應力，而在兩側施加較小的膨脹應力，以達到充分地補償結構的收縮應力，控制裂縫的出現。對于現澆超長混凝土結構來說，膨脹加強帶的設置使混凝土以較大膨脹應力補償溫差收縮應力。

(3)在樓板應力較小的位置結合上述溫度誘導縫及膨脹加強帶再設置后澆帶，以釋放施工階段混凝土收縮產生的拉應力。參建各方根據應力較小的樓板位置、使用功能、現場實施條件共同確定后澆帶設置的位置，并在藍圖中明確標注。為了減少混凝土硬化期間的收縮，后澆帶封閉時間延長至后澆帶兩側混凝土澆筑完成后60d或結構主體封頂后30d，且澆筑時的溫度宜低于主體混凝土澆筑時的溫度。后澆帶采用提高一個等級強度的微膨脹混凝土，混凝土內摻水泥原始用量10%～12%的UEA膨脹劑和適量聚丙稀纖維。

2.2 其他構造加強措施

設計時注意構造配筋十分重要，它對結構抗裂影響很大。對連續式板不宜采用分離式鋼筋，應采用上下兩層(包括受壓區)連續式配筋；對轉角處的樓板(受雙向約束較大)宜配上下兩層放射筋，空洞處配加強筋；對混凝土梁的腰部增配構造鋼筋，其直徑為8mm～14mm，間距約200mm[1]。

結合樓板應力分析和上述構造配筋要求適當加強各中間層的樓板配筋，特別加大屋面層梁板、底層梁板及各層外圍豎向構件的縱筋配筋率。

2.2.1 使用補償收縮混凝土

對各層梁、板混凝土均采用無收縮砼或微膨脹砼，內摻水泥原始用量10%～12%的UEA膨脹劑和適量聚丙稀纖維。加入的混凝土纖維有阻裂效應，能延緩裂縫的產生和發展，減少細裂縫。同時，也可以控制裂縫尖端的應力集中，防止裂縫的進一步發展。加入的纖維呈現三維無規則分布，也可以消弱混凝土的塑性收縮[2]。

2.2.2 加強保溫隔熱措施

加強保溫隔熱措施，減少主體結構暴露在自然環境中，特別是加強屋面的保溫隔熱措施，可以有效地減少結構溫度的變化。該項目屋面建筑保溫隔熱層采用隔熱性能良好的泡沫混凝土材料，并適當加大其厚度。

3 施工方案及實施

3.1 施工方案編制

按規范、設計圖紙要求編制超長鋼筋混凝土結構施工方案，并召開晉江萬達廣場超長結構施工方案專家論證會，以確保施工方案的規范性、完整性、可行性，使該工程超長鋼筋混凝土結構裂縫在施工上得以控制。專家組認同不設伸縮縫原則可行，建議完善以下11個問題：

(1)應針對地下室與上部結構的不同特點，在材料選用、配合比設計及施工方法(含混凝土澆筑速度和澆筑走向)等方面采取合適的措施。施工前進行技術交底并落實到施工班組和操作工人，同時要采取措施避免混凝土澆筑過程產生冷縫。

(2)膨脹加強帶、后澆帶的位置應加以明確，方案中應有必要的附圖。

(3)地下室屬于大體積混凝土的部位，應對下列兩條通過計算和采取有效措施控制溫差不得超過25℃：①混凝土中心最高溫度與表面溫度之差；②混凝土表面溫度與大氣溫度之差。氣溫大于30℃時應進一步采取相應的降低溫差和減少溫度應力的措施，同時應補充測溫點布置圖。

(4)應建立嚴格的混凝土養護制度，派專人養護。混凝土澆筑完畢后應加強前14d保濕養護(達到全過程淋水保濕要求)。

(5)應補充說明后澆帶封閉的時間。對地下室側墻施工完成后，應及時進行土方回填。

(6)混凝土澆筑方案應補充完善、細化。

(7)該工程地處沿海，風荷載較大且晝夜溫差較大，在混凝土澆筑期間，要注意當地氣候條件，應避開臺風雨天。

(8)施工時值夏季高溫天氣，澆筑前模板充分灑水沖洗濕潤，達到降溫的目的。混凝土澆筑后應及時振搗(特別是加強帶與非加強帶交界處)。

(9)應加強對新澆混凝土表面的保護，及時清除混凝土表面泌水。

(10)應補充完善施工應急預案，特別是防抗臺風和暴雨的措施。

(11)應對原材料，特別是粉煤灰摻量和質量，進行嚴格控制。對商品混凝土應提出混凝土初凝和終凝的時間要求，并充分考慮混凝土運輸的時間。

最終方案按上述意見補充完善并報經施工單位技術負責人及監理單位總監理工程師審批后，嚴格按方案組織實施。

3.2 原材料控制

(1)水泥采用水化熱較低的品種。

(2)該工程主體結構施工期間，日平均氣溫超過30℃，因此要嚴格控制混凝土的入模溫度，從而降低水化熱溫度峰值。采取措施降低各集料的原始溫度以達到控制混凝土的入模溫度。具體措施如下：①水泥須在出廠14d以上，方能使用；②對原材料石子、砂子堆放在遮陽棚內，必要時澆水冷卻石子；③水池加蓋，必要時加入冰塊使水溫降低等措施。

(3)在混凝土中摻加粉煤灰，以改善混凝土性能。粉煤灰可以降低水化熱等性能，同時具有潤滑、減水作用，可提高混凝土的和易性、體積穩定性、密實性、抗化學侵蝕性，亦具有減少混凝土坍落度損失等性能。

(4)摻加相應比例的UEA膨脹劑，補償溫變；摻加一定比例的泵送劑，具有減水、緩凝的作用，提高混凝土的和易性；摻加適量的聚丙稀纖維，提高混凝土的抗裂。

3.3 混凝土施工

3.3.1 混凝土澆筑

(1)澆筑方向

根據施工段劃分、結構輪廓、后澆帶、膨脹加強帶留設及施工現場布置情況，合理安排混凝土澆筑面積、方量、方向及時間等。

澆筑混凝土時，膨脹加強帶一側用小膨脹混凝土澆筑至膨脹加強帶時改用大膨脹混凝土澆筑，到膨脹加強帶另一側時，又改為小膨脹混凝土。

(2)澆筑措施

施工前對施工班組和操作工人進行技術交底，同時要采取措施避免混凝土澆筑過程產生冷縫。

混凝土澆筑前，應清除施工區域垃圾及對模板進行潤濕，降低模板表面溫度。混凝土澆筑時，混凝土流入、撒入膨脹加強帶內，將影響膨脹帶的設計效果，因而應該加強對膨脹帶附近的混凝土澆筑嚴格把控，防止混凝土進入膨脹帶內。對混凝土散落在尚未澆筑的部位，應及時清理，避免形成潛在的冷縫或薄弱點。嚴禁將拆管倒出的混凝土及潤管漿澆筑在主體結構內，應及時將其吊出作業面。

3.3.2 混凝土振搗

遵循“同時澆搗、分層推進、一次到頂、循序漸進”的施工工藝。同時采用二次振搗技術，即當混凝土即將凝結時，進行再次振搗，能有效地提高混凝土的密實度，使混凝土的強度、抗滲性能提高，且減少混凝土的微裂縫。在二次振搗后終凝前，用磨光機進行抹壓，有效地防止混凝土表面裂縫出現。

膨脹加強帶附近混凝土的振搗，應注意振動棒插搗點與密目快易收口網的距離不小于300mm，且不得過振，只有保證密目快易收口網的完整，才能確保混凝土不進入膨脹加強帶。膨脹帶混凝土澆筑，振動棒插搗點可靠近密目快易收口網，但不得碰撞[3]。

針對超長結構板面較粗鋼筋處，容易出現的早期塑性裂縫和混凝土沉降裂縫，應加強對混凝土下料的控制和二次振搗予以消除裂縫，可以有效地避免混凝土的缺陷導致應力集中，達到溫度收縮裂縫的防治效果。

3.3.3 養護及環境

設立專職管理和養護人員，建立嚴格的混凝土養護人員責任制、管理人員巡查制度，并定期對管理和養護人員進行培訓，以提高養護意識。膨脹混凝土養護時間應為28d，并確保養護期間混凝土始終處于濕潤狀態，因膨脹混凝土只有在充分濕養條件下才能發揮最佳的膨脹效能。

3.3.4 混凝土澆筑應急預案

根據工期安排，及時了解天氣狀況，避免在惡劣天氣施工，并做好突降大雨的防范措施。

現場配備5臺以上能正常運行的150kW柴油發電機，確保不因臨時停電導致混凝土澆筑停止，保證混凝土澆筑的連續性。

確定5家商品混凝土供應站，確保不會因供應站故障而出現混凝土供應終止，造成混凝土澆筑停止。

4 結論

為充分滿足建筑造型，避免因伸縮縫影響商場裝修效果和滲漏隱患等要求，該工程取消設計伸縮縫做法，并通過結構的溫度應力分析，合理地設置后澆帶、膨脹加強帶及溫度誘導縫，構造上適當加強梁板通長筋及外圍豎向構件的配筋，加強保溫隔熱等措施，施工中采用合理的施工方案，控制混凝土結構的合攏溫度、外加劑的摻比及后期的澆水養護等措施對該超長結構進行裂縫控制。工程主體完成至今已5年，結構未出現影響結構安全、或使用的裂縫、或大面積的滲漏點，表明上述措施對超長結構的裂縫控制有較好的效果，對類似工程有一定的參考意義。

[1] 王鐵夢.工程結構裂縫控制的綜合方法[J].施工技術，2000，29(5)：5-9.

[2] 葛軍，張新培.鋼筋混凝土超長結構無縫設計研究綜述[J].四川建筑科學研究，2005，31(2):12-15.

[3] 鄺穗春.超長混凝土結構無縫施工實踐[J].山西建筑，2008，34(21):117-118.

Brief discussion on crack control of super long reinforced concrete structure in Jinjiang Wanda Plaza

LUOWeiqiang

(Xiamen road &bridge construction investment development co.,Ltd, Xiamen 361000)

Jinjiang wanda plaza commercial complex as one without seam of super-long reinforced concrete structure, through the analysis of the temperature stress structure, reasonable, expansion reinforcing band, and setting post-cast strip temperature induced joints, structure strengthening beam slab tong long tendons and appropriately on the vertical component of the outer reinforcement, adopting reasonable construction scheme in construction and strengthening of concrete structure temperature control and admixture mixing ratio and water conservation measures in the late of the super-long structure crack control.The main completed project has five years, the structure does not appear and the safety of the structure or the use of cracks or the leakage point of large area, show that these measures for crack control has good effect of the structure of large.

Super long reinforced concrete structures；Crack control；Analysis of temperature stress；Expansion reinforcing band；The latter pouring belt

駱偉強(1982.2- ) ，工程師。

E-mail:403593560@qq.com

2017-02-06

TU37

A

1004-6135(2017)06-0072-04