淺談間歇式膨脹加強帶的應用

趙帥 魏國清 范文博 王蒙 葛偉

摘要：徐州市中醫院新院工程設計為超長混凝土結構。在結構施工中，依據補償收縮混凝土理論，除沉降后澆帶，其余后澆帶均用間歇式膨脹加強帶代替，以保證結構完整性，提高混凝土的抗裂、防滲性能，同時達到優化施工工藝、縮短工期、降低成本的目的。

關鍵詞：超長混凝土結構;間歇式膨脹加強帶;質量控制

前言：目前，我國已有在國家大劇院、水立方等多個超長鋼筋混凝土結構中，采用膨脹加強帶代替后澆帶施工的案例。按混凝土澆筑時間的不同，膨脹加強帶可分為連續式、間歇式、后澆式三種。本工程采用間歇式膨脹加強帶，加強帶一側混凝土澆筑完成7d后，再澆筑帶內混凝土及另一側混凝土。

一、工程概況

徐州市中醫院新院工程為框架剪力墻結構，總建筑面積約為300832m2。地下共二層，負一層主要為設備用房及車庫、負二層為人防地庫，地上部分門急診醫技樓5層（高度23.35m）、病房綜合樓25層（高度99.1m）。地下室底板、承臺、外墻使用強度為C35的商品砼，抗滲等級設計為P8。本工程以后澆帶為界分區，劃分施工區域，以便于進行資源調配，流水施工。

考慮到病房綜合樓的獨立性，本工程設置兩種后澆帶。病房樓之間及病房樓與門診樓之間為沉降后澆帶，其余均為溫度后澆帶，且用間歇式膨脹加強帶取代。加強帶混凝土與一側混凝土同時澆筑，另一側為施工縫，以保證結構完整性，提高混凝土的抗裂、防滲性能，同時達到優化施工工藝、縮短工期、降低工程造價的目的。

二、基本原理

（一）裂縫成因

混凝土裂縫主要有結構性裂縫和非結構性裂縫兩種。在超長混凝土結構主要考慮如何控制由混凝土收縮、溫差以及不均勻沉降引起的非結構性裂縫，非結構性裂縫以收縮裂縫為主導。

在混凝土收縮時，會對其中的鋼筋及構件等約束體施加壓應力，根據牛頓第三定律，約束體會對混凝土施加相應的拉應力。當約束體對混凝土施加的拉應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會產生裂縫。混凝土的收縮一般分為沉縮、自身收縮、干燥收縮及碳化收縮，設計中主要考慮混凝土干燥收縮造成的影響。在超長混凝土結構施工時，還應注意控制季節性溫差和拆模后的內外溫差引起的非結構性裂縫。

（二）控制方式

目前超長鋼筋混凝土結構溫度裂縫的控制方式有設置后澆帶、用膨脹加強帶取代后澆帶兩種。后澆帶的設置主要體現“抗放兼備、以放為主”的設計原則，通過留置較長時間來釋放收縮應力。膨脹加強帶的使用則是“抗放兼備、以抗為主”，利用補償收縮混凝土在硬化過程中產生的膨脹作用，由鋼筋和附近約束產生的壓應力，以抵消混凝土收縮時產生的拉應力，從而取消后澆帶[2]。同時水化反應生成的鈣釩石晶體能夠填充、切斷、堵塞混凝土的毛細孔，提高混凝土抗滲性能，實現混凝土結構自防水[3]。

三、施工方案

本工程門急診醫技樓長約151m，根據《補償收縮混凝土應用技術規程》中的設計原則，澆筑方式采取分段澆筑，構造形式采取間歇式膨脹加強帶。

（一）膨脹加強帶的設置

膨脹加強帶應盡量遵循居中、兩側對稱的原則，設置在跨中彎矩較小處。本工程為進一步簡化施工工藝，設置在原收縮后澆帶位置，為增強混凝土膨脹效能，將后澆帶寬度由80cm改為2m，加強帶混凝土強度比兩側混凝土高一個等級。

膨脹加強帶第一段澆筑前，應留置周圈貫通的止水鋼板，止水鋼板搭接處與縱橫向交接處應四面滿焊，鋼板厚度不小于3mm。側邊設置安裝牢固的快易收口網。第二段澆筑前應在側邊設置鋼絲網，每隔一段距離，設置一根豎向鋼筋加固，防止膨脹加強帶內混凝土泄漏，影響膨脹效能。膨脹加強帶應采用獨立支撐，支撐應牢固，立桿間距為800～1000mm。為防止荷載過大或受力不均勻，造成膨脹加強帶開裂，嚴禁將上層結構施工時所需的材料堆放在膨脹加強帶兩側。

（二）施工工藝

（1）混凝土拌制：按照規范規定試配補償收縮混凝土配合比，要求膨脹加強帶混凝土強度為C40，限制膨脹率滿足設計要求。為使底板混凝土初凝時間不早于8h，在其中摻入一定比例的緩凝劑。

（2）混凝土運輸：混凝土應采用攪拌運輸車運輸，運輸時間不得超過1小時，混凝土進場后，隨機取樣測定坍落度。

（3）混凝土澆筑：混凝土澆筑按照分區進行流水施工，澆筑前應先進行表面清理。加強帶兩側一米范圍內，應澆筑小膨脹混凝土，加強內澆筑大膨脹混凝土。第一段混凝土澆筑完成后2-7d，方可進行膨脹加強帶及第二段混凝土的澆筑。第二段澆筑時，先澆筑膨脹加強帶內混凝土，再澆筑另一側混凝土。應控制混凝土的入模溫度，在溫度較低時進行混凝土澆筑，降低混凝土內部溫度，避免溫度裂縫的產生。

（4）混凝土振搗：在混凝土振搗時，嚴格控制振搗時間及振搗棒插入深度，不得出現漏振、過振或欠振。振搗時間宜為20～30s，當混凝土表面無明顯塌陷，不再冒氣泡，并泛出灰漿時，可結束該部位振搗。振搗時應做到“快插慢拔”，為使上下層振搗均勻，應將振動棒小幅度上下抽動。施工縫邊角處及預埋件位置應加密振搗點，并適當延長振搗時間。

（5）混凝土養護：混凝土澆筑完成后，如養護不及時，將影響混凝土的膨脹效能。養護期間，在混凝土上覆蓋塑料薄膜，并定時灑水，塑料薄膜應緊貼混凝土表面，加強帶混凝土養護期不得少于14d。冬期施工期間，可用塑料薄膜保水，并覆蓋毛氈等保溫材料。

四、結語

在超長混凝土結構中使用間歇式膨脹加強帶，能夠解決混凝土收縮裂縫問題，提高工程質量，又減少了因后澆帶留置時間過長而帶來的后期清理、除銹、鑿毛等工序產生的工作量。并且，在結構施工時進行分段流水施工，能夠縮短工期，減少勞動力、周轉材料的投入，具有良好的經濟社會效益。

參考文獻：

[1]JGJ/T 178-2009， 補償收縮混凝土應用技術規程[S].

[2]游寶坤.膨脹劑及其補償收縮混凝土[J].北京：中國建材工業出版社.

[3]許多濤.膨脹加強帶在超長防水混凝土結構連續無縫施工中的應用[J].中華民居（下旬刊），2014（09）：343-344.