美蘭機場二期航站樓超長無變形縫混凝土結構裂縫控制施工技術

郭思壯，梁華站，徐振杰，王磊，田忠貴，王鳳然

（中國建筑第八工程局有限公司，上海200000）

1 工程概況

海口美蘭國際機場二期擴建工程航站樓中心區為航站樓核心部位，中心區（A 區）主樓采用基礎錯層隔震，隔震層由鉛芯橡膠隔震支座、普通橡膠隔震支座、彈性滑板支座和黏滯阻尼器組成。中心區長456m，寬195m，單層面積約70 000m2，東西向和南北向均未設置變形縫。此外，地下室外擋土墻單段長度分別為172m、641m、1260m，地下室內墻單段最大長度達417m，均屬超長混凝土結構，因此，超長無變形縫混凝土結構的裂縫控制是本工程的重點和難點。

2 超長無變形縫混凝土結構控制措施

控制措施主要有：基礎底板采用跳倉法；設置加強后澆帶；設置墻體誘導縫；施加溫度預應力；采用補償收縮混凝土；采用纖維混凝土等。

3 操作要點

3.1 底板跳倉法施工操作要點

3.1.1 跳倉原則

相鄰倉混凝土需要間隔7d 后才能施工相連。

3.1.2 跳倉劃分與計劃

B2 層相對高程為-9.25m，在原設計后澆帶位置設置8 條豎向和3 條橫向跳倉施工縫，11 條跳倉施工縫把基礎底板和上部框架墻板分為21 塊，根據相鄰倉7d 后才可連成整體的原則，基礎底板共分4 批進行澆筑。

B1 層相對高程為-3.25m，在原設計后澆帶位置設置12條豎向和1 條橫向跳倉施工縫，13 條跳倉施工縫把基礎底板和上部框架墻板分為55 塊。根據相鄰倉7d 后才可連成整體的原則，基礎底板共分8 批進行澆筑。

3.1.3 跳倉施工混凝土澆筑與養護

1）施工縫設計與施工要求

底板跳倉施工縫處使用快易收口網加止水鋼板分隔，施工縫處底板附加筋C14mm@200mm，底板施工縫處防水附加層。跳倉施工縫采取快易收口網，施工縫表面粗糙，不需要鑿毛，清洗后即可進行第2 次混凝土澆筑，接縫處2 次澆筑混凝土黏接緊密。

2）混凝土澆筑及養護

地下室底板采用補償收縮和纖維防水抗滲混凝土，混凝土強度C40，抗滲等級P8。在普通混凝土中摻加一定比例的微膨脹劑（根據攪拌站適配，本工程采用SY-G 膨脹劑，摻量為12%，50kg/m3），產生的預壓力大致抵消混凝土在收縮時產生的拉應力，從而防止和減少混凝土裂縫的產生。同時，混凝土中摻加聚丙烯纖維（本工程采用SY-A 纖維，摻量0.9kg/m3），有效控制混凝土塑性收縮，改善混凝土的抗滲能力，提高混凝土的抗裂性能。混凝土澆筑后，進行覆膜澆水養護，確保混凝土內外溫差在25℃以內，養護時間不少于14d。

3）施工管理裂縫控制

混凝土收面壓光時，主管工長做到每30min 巡視一次，及時跟蹤檢查混凝土裂縫情況。每一養護部位，主管工長在養護時間做到每天有檢查，每天有記錄，隨時跟蹤混凝土養護溫度和灑水間歇。

3.2 加強后澆帶施工要點

3.2.1 加強后澆帶設計

與設計院聯系，通過深化設計，由設計院計算并同意，確定加強后澆帶的位置及間距，加強后澆帶取代結構變形縫。航站樓中央大廳長（450m×195m），除設置0.8～1.0m 寬的施工后澆帶，每隔約150m 設置了結構加強后澆帶（寬2.0～2.5m）。

3.2.2 加強后澆帶設置原則

加強后澆帶自基礎底板至地上4 層頂板所涉及的梁、板、墻均設置，結構梁、板、墻通過加強帶的鋼筋不得直通，需在加強后澆帶范圍內搭接。

3.2.3 加強后澆帶鑿毛清理、鋼筋綁扎、混凝土澆筑振搗

結構加強后澆帶混凝土在航站樓主體結構施工封頂后，主體結構外保溫已完成，在環境溫度相對較低的時候，經設計同意后進行澆筑，此時，超長混凝土結構伸縮變形較小。

加強帶澆筑前對混凝土交接面進行鑿毛和清理，在搭接位置中部搭接鋼筋單面焊接，焊接長度10d，并采用比兩側混凝土提高一級強度的C45 補償收縮微膨脹混凝土澆筑，加強帶混凝土應一次澆搗完成，嚴禁產生冷縫。

3.2.4 加強后澆帶養護

加強后澆帶需要加強養護，采用覆膜灑水養護，養護時間不得少于28d。

3.2.5 加強后澆帶預應力張拉、封錨

加強后澆帶養護強度達到100%后進行跨加強后澆帶的梁、板預應力的張拉和封錨。

3.3 誘導縫施工要點

3.3.1 誘導縫設計

與設計院溝通，通過設計院計算并同意，確定地下室內外墻誘導縫的位置及間距，經過驗算誘導縫預裂的縫寬滿足使用要求。墻體誘導縫從B1 層板面200mm 以上開始至首層板梁底以下200mm；地下室外擋土墻約每24m 設置一道；地下室內墻約每18m 設置一道。

3.3.2 誘導縫墻體鋼筋綁扎、外墻誘導縫加強防水

誘導縫通過適當減少鋼筋對混凝土的約束方法，在混凝土結構中人為設置薄弱帶，若墻體產生較大收縮變形，則誘導墻體在該處開裂，達到釋放收縮變形和避免外墻滲漏的效果。外墻誘導縫迎水面外側水平鋼筋連通，內側水平鋼筋在誘導縫部位向內彎折至外側鋼筋，同時，在內側誘導縫處綁扎附加筋，附加筋長度2m，直徑和間距同墻筋；內墻無防水要求，內外側水平墻筋均在誘導縫部位斷開，向墻體內側彎折，在誘導縫處內墻內外側均綁扎附加筋，附加筋長度1.2m，直徑和間距同墻筋。綁扎鋼筋彎折要一致，使誘導縫順直。

外墻誘導縫處為薄弱帶，需設置加強止水帶（內墻無防水要求不設置）。本工程加強止水帶采用中埋式橡膠止水帶。防水加強，使誘導縫達到裂而不滲的目的。

3.3.3 誘導縫填縫

外墻誘導縫寬度20mm，長度根據外墻寬度確定：墻厚不大于300mm 時，120mm；墻厚大于300mm 時，170mm。混凝土

澆筑前，在誘導縫內側安裝20mm×120（170）mm 擠塑板，擠塑板在混凝土澆筑完成后不可拆除。

內墻誘導縫在內墻兩側均安裝20mm×30mm 擠塑板，擠塑板在混凝土澆筑完成后不可拆除。

3.3.4 混凝土澆筑

外墻采用補償收縮和纖維防水混凝土，在普通混凝土中摻加一定比例的微膨脹劑，（根據攪拌站適配，本工程采用SY-G 膨脹劑，摻量為12%，50kg/m3），產生的預壓力大致抵消混凝土在收縮時產生的拉應力，從而防止和減少混凝土裂縫的產生。同時，混凝土中摻加聚丙烯纖維（本工程采用SY-A纖維，摻量0.9kg/m3），有效控制了混凝土塑性收縮，改善混凝土的抗滲能力，提高混凝土的抗裂性能。無防水要求的內墻采用普通混凝土澆筑[1]。

混凝土澆筑后，按規范要求澆水養護，豎向結構帶模養護，養護時間不小于14d。

3.3.5 外墻外側防水層

在誘導縫部位外除設置防水加強層（中埋式橡膠止水帶）之外，另需按設計要求設置結構的迎水面防水層。

3.3.6 外墻誘導縫內側涂刷雙組分聚硫橡膠密封膏

在混凝土達到28d 齡期之后，將誘導縫處基層清理干凈，將底涂液涂刷在被粘表面上,干燥成膜。在內側預留凹槽處涂刷雙組分聚硫橡膠密封膏并達到規定厚度，操作時，應盡量防止夾帶氣泡進入密封膠中。雙組分聚硫密封膠表干時間為24h，7d 后可達到80%強度，因此，在雙組分聚硫密封膠未充分固化前，要注意保護，防止雨水侵入而降低性能，閉水試驗在施工7d 后才能進行。

4 材料要求

對施工材料的要求包括：

1）水泥：宜選用水化熱較低的水泥品種，水泥應進行水化熱測定，7d 水化熱不大于250kJ/kg。水泥中鋁酸三鈣含量小于8%。

2）骨料：粗骨料，其質量除應符合現行國家標準的規定外，含泥量控制在1%以內；配置大體積混凝土粗骨料的連續級配宜為5～40mm；非配置大體積混凝土粗骨料連續級配宜為5～25mm。細骨料宜采用天然砂，其含泥量控制在1%～1.5%；配置大體積混凝土細骨料的級配為中、粗砂，細度模數宜為2.80，平均粒徑宜為0.38mm；

3）摻合料：大體積混凝土摻加粉煤灰，其摻量宜為15%～30%，其用量混凝土配合比確定，粉煤灰質量應符合現行國家標準的有關規定，粉煤灰的質量等級為一級。

4）外加劑：包括膨脹劑、高效減水劑、防水劑、抗裂纖維等，摻入品種和摻量應根據試配結果確定。減水劑采用聚羧酸系高性能減水劑，膨脹劑采用高性能SY-G 膨脹劑，摻量為12%，50kg/m3；纖維采用SY-A 聚丙烯纖維，摻量0.9kg/m3。

5）配合比設計與混凝土性能控制：補償收縮混凝土及高耐久性補償收縮混凝土應為摻加膨脹劑及其他特殊材料的混凝土，具有低熱、低收縮、合適彈模、高極限拉伸率和高抗拉強度、合適的抗壓強度和徐變特性等性能，要求控制實際施工完成后的混凝土強度不大于設計強度的1.2 倍。最大水膠比：C40 以下為0.45；C45 為0.40；最大單方用水量應小于155.0kg/m3；最大氯離子含量應小于0.06%；最大堿含量應小于3.0kg/m3。用于地下部分的混凝土其抗滲等級不小于相應部位的設計要求。

混凝土變形性能要求（括號內指標為鋼管混凝土柱、后澆帶及膨脹帶區域要求）：（1）水中14d 的限制膨脹率應大于0.025%（0.03%）；（2）同養護條件下混凝土28d 收縮率應小于0.012%（0.008%），同條件養護條件下混凝土總收縮率應小于0.04%（0.028%）, 后澆帶封閉后混凝土收縮率應小于0.016%（0.011%）；（3）混凝土配合比設計。底板混凝土為C40P8 高耐久性補償收縮混凝土，配合比如表1 所示。梁板混凝土為C40高耐久性補償收縮混凝土，配合比（kg/m3）如表2 所示。

表1 C40P8 高耐久性補償收縮混凝土配合比

表2 C40 高耐久性補償收縮混凝土配合比

要求混凝土入泵坍落度為180～220mm，到澆筑倉面坍落度為160～200mm，同時，具有良好的和易性與保水性。

6）預應力筋：采用高強度低松弛7 絲捻制的預應力鋼絞線，公稱直徑為15.2mm，公稱面積140mm2，標準強度fpk=1860MPa，彈性模量Ep=1.95×105MPa，1000h 后應力松弛率不大于2.5%，其技術性能必須符合國標GB/T 5224—2014《預應力筋用鋼絞線》的規定。張拉端采用夾片錨具，固定端采用擠壓錨具。

5 結語

本工程對超長超大混凝土結構施工裂縫控制提供了多種控制措施，防止和減少結構裂縫，保證結構安全性。基礎底板采用的跳倉法施工，提前進行底板封閉，有利于基坑降排水和提前進行基坑側壁大方量土方的回填，降低了底板后澆帶因后期清理困難出現后澆帶滲漏的風險，極大地方便了現場施工、加快施工進度、減小施工成本、提高施工質量。通過設置加強后澆帶取代永久變形縫，保證了航站樓建筑功能，有效地控制了超長混凝土結構因混凝土收縮產生的裂縫。地下室內外墻通過設置誘導縫，防止和減少外擋土墻裂縫，對整個地下室防水效果有直接性提高，降低地下室滲漏風險，保障地下室結構使用功能。此外，通過溫度預應力、補償收縮混凝土以及纖維混凝土等技術防止和減少超長無變形縫混凝土結構的裂縫，對類似的工程的施工有較好的借鑒和參考作用。