超長無縫混凝土結構在施工中的應用

羅　驥

(四川省第三建筑工程公司，四川成都 610051)

在混凝土工程設計、施工中，常規后澆帶施工，工序繁多，時間跨度長，施工成本高，而且難以保證整體質量，給建筑裝飾也帶來隱患。我們在工程施工實踐中，利用UEA混凝土補償收縮的原理，采用膨脹加強帶替代后澆帶，實現了超長鋼筋混凝土的無縫施工，為同類的工程施工提供了可借鑒的經驗。

1　基本原理

UEA混凝土在硬化過程中產生膨脹作用，在鋼筋和鄰位約束下，鋼筋受拉，而混凝土受壓，當鋼筋拉應力與混凝土壓應力平衡時，

則：Ac·σc=As·Es·ε2

設：μ=As/Ac，

則σc=μ·Es·ε2

(1)

式中：σc為混凝土預壓應力(MPa)；As為鋼筋截面積；μ為配筋率(%)；Ac為混凝土截面積；Es為鋼筋彈性模量(MPa)；ε2為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UEA的摻量增加而增加，所以，通過調整UEA的摻量，可使混凝土獲得0.2～0.7 MPa的預壓應力，根據水平法向力σx分布曲線，設想在應力大的地方施加較大的膨脹應力σc，而在兩側施加較小的膨脹應力，全面地補償結構的收縮應力，控制有序裂縫的出現。

由于鋼筋混凝土結構長大化和復雜化，取消后澆帶的超長無縫混凝土結構施工必須根據結構特點靈活運用，沉降縫不能取消，具有沉降性質的后澆帶也不能取消。UEA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，它可以取消后澆帶。加強帶的間距可控制在40～60 m，一般可連續澆注100～200 m超長結構。

2　工程應用實例

某工程大劇場部分為框架-剪力墻結構，筏板基礎，地下二層，地上高約30 m，最長邊約80 m，最短邊約50 m，筏板厚度為1.2 m，混凝土強度等級為C35～C40。

本工程觀眾廳部分與舞臺部分基礎埋深差別較大，后澆帶既起沉降作用，又起伸縮作用，故不可用膨脹加強帶來代替，因而觀眾廳與舞臺之間仍存在后澆帶。舞臺部分原設計也是考慮后澆帶，但是由于工程工期很緊，根據實際情況，設計改用UEA補償性混凝土來代替伸縮縫，實現無縫施工，在地下室筏板、墻體、地上各樓層設置二道2 m寬限的膨脹帶加強帶(成“十”字形布置，將建筑分為四部分)，以控制混凝土溫度、收縮裂縫。

2.1　混凝土試配

膨脹混凝土的試配，重點解決超長無縫混凝土施工中UEA摻量控制和降低混凝土水化熱。

根據產品的技術參數和多次實驗，我們確定普通部位膨脹混凝土摻11 %UEA；膨脹加強帶部位混凝土摻14 %UEA。

2.2　筏板膨脹加強帶施工

(1)混凝土澆筑方向。首先根據現場實際情況，混凝土供應能力，澆筑能力，確定筏板混凝土澆筑方向。施工時澆筑采用斜向推進、分層連續澆筑方法，膨脹加強帶外摻11 %UEA的C35、P8小膨脹混凝土，澆筑到加強帶時，澆摻14 %UEA的C40、P8大膨脹混凝土，到另一側時，又改為澆筑摻11%UEA的C35、P8小膨脹混凝土。

(2)確定膨脹加強帶的設置。膨脹加強帶寬為2 m，兩側架雙層鋼絲網，為防止混凝土壓破雙層鋼絲網，在上下層主筋之間點焊φ25@200的雙向鋼筋加強網。

(3)膨脹加強帶處的澆筑方向。3臺混凝土泵加一條溜槽從一條邊開始向同一方向澆筑，澆筑整個過程中，應保證退泵連續澆筑超長無縫筏板混凝土，保證1臺泵機動配合塔吊吊斗進行膨脹加強帶和墻體混凝土澆筑。

(4)主要技術措施

1)混凝土澆筑時，注意嚴防其它部位混凝土進入膨脹加強帶內，以免影響設計效果。澆筑混凝土前的潤管砂漿必須棄置，拆管排除故障或其它原因造成的廢棄混凝土嚴禁進入工作面。嚴禁混凝土散落在尚未澆筑的部位。以免形成潛在的冷縫或薄弱點。對作業面散落的混凝土，拆管倒出的混凝土，潤管漿等應吊出作業面外。

2)在混凝土澆筑至膨脹加強帶附近時，應注意使振動棒插搗點與密目鋼絲網保持距離不小于30 cm，并不得過振。

3)膨脹加強帶處混凝土采取塔吊吊斗吊運和混凝土輸送管泵并用。加強帶處超長無縫筏板混凝土澆筑在一側混凝土澆筑完畢后進行，墻體混凝土待該部位超長無縫筏板混凝土初凝后終凝前澆筑。膨脹帶混凝土，振搗棒可靠近密目鋼絲網，但不得碰撞。

4)超長無縫筏板板面上的板面粗鋼筋處，容易在振搗后、初凝前出現早期塑性裂縫和沉降裂縫，必須通過控制下料和二次振搗予以消除，以免成為混凝土的缺陷，導致應力集中，影響溫度收縮裂縫的防治效果。底板澆筑至標高后，在終凝前反復抹壓多次，防止混凝土表面的沉縮裂縫出現。

5)膨脹混凝土只有充分濕養護才能發揮UEA混凝土的膨脹效能，必須提高養護意識，設立專職養護人員，建立嚴格的混凝土養護制度。混凝土澆筑完畢后即應保濕養護14 d。混凝土收平后，用塑料膜嚴密覆蓋，再蓋草袋一層。在養護期噴灑霧狀水保持環境相對濕度在80 %以上，以減少混凝土干縮。

2.3　墻體膨脹加強帶施工

為釋放部分收縮應力，在墻體施工中采用了“后澆膨脹加強帶”的施工方法，即以膨脹加強帶為界，分段澆筑摻11 %UEA的C35、P8小膨脹混凝土，養護7 d后(因工期緊，達不到28 d)，用摻14 %UEA的C40、P8大膨脹混凝土回填膨脹加強帶。后澆筑膨脹加強帶可按照傳統后澆帶設置。

在混凝土澆筑2 d后，松動模板1～2 mm，在墻體頂部設置花管淋水養護，拆模后繼續淋水養護至14 d。

2.4　樓板膨脹加強帶施工

樓板膨脹加強帶用密目鋼絲網隔開，固定方法同筏板。澆筑時采用齊頭并進、連續澆筑的方法，膨脹加強帶外用摻11 %UEA的小膨脹混凝土，澆筑到加強帶時，用摻14 %UEA的大膨脹混凝土，到另一側時，又改為澆筑摻11 %UEA混凝土。

3　應用效果

3.1　工期對比

按常規設計要求，每30～40 m設一道后澆帶，等主體結構封頂一個月且月沉降量小于0.05 mm后，再澆筑膨脹混凝土，將延長工期60 d左右。本工程采用超長無縫混凝土結構后，每樓層混凝土實現連續澆筑施工，縮短了工期。

3.2　經濟效益分析

本工程膨脹加強帶與樓層板同時澆筑，省去保護后澆帶而砌筑的磚墻及上面蓋板，同時省去后澆帶的清理工作，每道膨脹加強帶與板同時澆筑，省略腳手架的后期搭設，降低了工程造價。

3.3　工程質量

按照施工前編制的詳細可行性的施工方案、技術交底、嚴格執行，溫度控制的結果表明，混凝土內外溫差未超過25 ℃；實現了筏板混凝土澆筑的連續施工；澆筑完成后，經過一段時間的觀察，未發現裂縫；取得了超長無縫結構筏板混凝土澆筑的成功。

5　總結

超長無縫混凝土結構是以UEA補償收縮混凝土為結構材料，以加強帶取代后澆帶連續澆筑超長鋼筋混凝土結構的一種工藝。在本工程中，對底板和樓板采用加強帶取代后澆帶并取得成功，證明采用超長無縫混凝土結構施工技術是一種有效的施工工藝，有利于滿足工程質量要求和建筑造型的要求，簡化了施工工序、縮短了工期，降低了工程成本。