高層建筑地下室設計中膨脹加強帶的運用及施工技術分析

申曉云

（山西三建集團有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

為提高高層建筑結構安全性，減少風險隱患，需加強對高層建筑地下室結構的質量控制。結合現階段高層建筑地下室結構實際情況來看，受到傳統后澆帶結構影響，導致地下室結構存在裂縫、滲漏等常見病害，在高層建筑整個結構體系中埋下了安全隱患。因此，為避免上述問題的發生，可運用膨脹加強帶施工技術代替傳統后澆帶結構，繼而起到提高高層建筑地下室安全質量的作用。

1 基于高層建筑地下室設計的膨脹加強帶運用概述

1.1 膨脹加強帶作用機制

在以往高層建筑地下室設計與施工過程中，通常借助后澆帶的方式預防裂縫等問題，以30～40m 為間隔增設后澆帶，后澆帶設置結束后進行膨脹混凝土的澆筑。該傳統施工技術不僅難以把控施工周期，工期復雜，且易產生裂縫問題，并促進滲漏問題的發生。為解決上述問題，可運用膨脹加強帶施工技術代替傳統后澆帶結構，依托于UEA 工業級膨脹劑的補償收縮作用而設置膨脹加強帶，在實現高層建筑地下室無縫施工的同時，提高地下室結構整體質量。從本質上來看，膨脹加強帶主要借助膨脹混凝土延長連續澆筑長度、消除后澆帶結構的施工技術手段，引發地下室結構裂縫的主要原因在于干縮應力與溫度應力，在混凝土中增設UEA 膨脹劑后，則可提升混凝土膨脹率，并促進混凝土預壓應力的產生，因此，為良好應對干縮應力與溫度應力，可通過調整膨脹劑用量而使混凝土預壓應力處于干縮應力與溫度應力大致相等的狀態，用于抵消干縮應力與溫度應力對地下室結構的作用，以此實現高層建筑地下室無縫施工，降低裂縫病害發生概率的同時，減少滲漏問題發生率[1]。除此之外，添加UEA 膨脹劑之后，還可形成水化反應，并基于該反應于地下室結構中產生晶體結構，將地下室結構中的混凝土孔隙充分填充，進一步提高地下室結構的完整性，保障無縫施工水平，增強高層建筑地下室的抗滲性能。

1.2 膨脹加強帶設置原則

在現存設計標準中，針對混凝土伸縮縫制定了較為嚴格的標準。依托結構以及應用實況，通常需要在20~30m，并且與膨脹加強帶作用機制有機結合科學設置膨脹加強帶。

1.3 膨脹加強帶運用優勢

相較于傳統施工技術，膨脹后澆帶在高層建筑地下室設計與施工過程中具有顯著優勢，對膨脹加強帶的運用優勢進行總結，具體如下：①依托于膨脹后澆帶實現無縫施工，改善地下室受力結構，增強高層建筑地下室的抗震性能。②膨脹加強帶運用后取消了傳統的后澆帶結構，不僅優化了地下室結構性能，還通過控制裂縫與形成晶體增強了地下室抗滲性能。③與傳統后澆帶結構相比，膨脹加強帶施工工序簡單，減少了后澆帶施工中所涉及的臨時設備施工，如腳手架，且無須進行后澆帶鑿毛處理，不僅可有效控制施工工期，還可縮減成本。由此可見，在高層建筑地下室施工過程中，膨脹加強帶施工技術具有顯著優勢。

2 膨脹加強帶施工技術在某高層建筑地下室工程實例中的應用

2.1 工程概況

為增強該次高層建筑地下室設計中膨脹加強帶運用與施工技術分析的針對性及現實意義，本次選取某高層建筑地下室工程為實例，基于工程概況討論膨脹加強帶施工技術要點。案例高層建筑屬于商住一體樓，層高共計30 層，其中1~3 層為裙樓，屬于商鋪結構，4 層以上則為住宅，地下一層為停車場及商鋪，在整個地下室結構中，其長與寬分別為200m、190m。按照原有技術規劃，擬采用后澆帶結構進行地下室施工，但經地下室設計后，發現若采用后澆帶結構施工，所形成的后澆帶結構較長，不僅施工難度高，且會增大裂縫病害發生概率，因此，對原有技術規劃重新設計，引入了膨脹后澆帶施工技術，將部分區域的后澆帶結構更換為膨脹后澆帶[2]。

2.2 前期準備

在案例高層建筑地下室工程項目中，為保障膨脹加強帶施工質量，正式施工之前嚴格落實前期準備工作，為后續施工作業奠定基礎。

（1）測量放樣。基于施工技術方案借助墨斗線對膨脹加強帶設置位置及界限進行確認，并做好復核工作，確認測量無誤后增設顯著標記，為后續高精度完成膨脹加強帶施工奠定基礎。

（2）材料設備準備。按照施工方案中所標注的材料標準及設備指標實施前期準備工作，在材料、設備進場之前進行質量檢查，各種原材料必須符合有關規定，且檢驗合格后方可入庫，采用隨機抽樣的方式檢查各批次材料的規格、數量及性能，若發現質量隱患則全面檢查相同批次材料，質量不達標不予進場。設備采用試運行的方式進行檢查，通過觀察設備試運行狀態而完成質量檢測。為了保障混凝土符合相關標準要求，同時也是在考慮混凝土收縮力問題的基礎上合理選擇外加劑。UEA 膨脹劑能夠有效改善混凝土的收縮效果，提高可泵性的使用。

（3）技術與安全交底。采用交底會議的方式強調膨脹施工技術要點，確保各道工序、各專業施工人員均了解膨脹加強帶施工技術要點。此外，在安全交底過程中，對高層建筑地下室膨脹加強帶施工期間可能出現的施工危險點進行分析，討論應對措施及應急處理辦法，一旦施工時出現突發狀況，確保所有施工人員均可正確處理，繼而有效貫徹落實“安全生產”基本國策，提高地下室膨脹加強帶施工安全性。

2.3 配合比設計

膨脹加強帶施工期間需按照地下室施工要求科學配置混凝土，基于設計規范、技術圖紙、以往經驗而開展混凝土配合比設計試驗，逐步摸索出符合案例高層建筑地下室膨脹加強帶適用的混凝土配合比[3]。在案例高層建筑地下室膨脹加強帶施工期間，將加強帶內混凝土UEA 膨脹劑摻加量控制在10%～12%，并對水、水泥、砂、石子、外加劑（減水劑與膨脹劑）、摻和料（粉煤灰、S95 級礦渣）進行科學設計，水膠比指標為3。膨脹加強帶內混凝土配合比如表1 所示。對于膨脹加強帶外混凝土，膨脹劑摻加量控制在6%～8%即可，結合膨脹劑摻加量情況科學設計混凝土配合比，水膠比指標為5。膨脹加強帶外混凝土配合比如表2 所示。

表1 膨脹加強帶內混凝土配合比

表2 膨脹加強帶外混凝土配合比

2.4 鋼筋綁扎

完成膨脹加強帶內與外的混凝土配合比試驗設計后，按照技術交底內容進行鋼筋綁扎，由施工技術人員基于操作要點及綁扎順序綁扎鋼筋，將其運用至高層建筑地下室膨脹加強帶施工作業中。在鋼筋綁扎過程中，應做好協同作業，與其他工序積極配合，避免出現施工沖突等不良現象。在此基礎上，加強對鋼筋綁扎施工的重視，落實鋼筋成品的維護與保護，以免鋼筋成品在施工現場中遭受外部沖擊而出現質量問題，并避免鋼筋成品對地下室防水結構、支模結構產生沖擊破壞。結合案例高層建筑地下室膨脹加強帶鋼筋綁扎施工作業來看，其于施工現場內單獨劃定區域用于綁扎鋼筋，以免不同工序之間相互干擾，在于正式綁扎鋼筋之前再次進行安全交底與技術交底，最大限度避免質量安全隱患的出現，同時在鋼筋綁扎過程中做好監督監管。綁扎施工之前，基于施工方案要求對密目鋼絲網提前布置安裝，采用焊接工藝將豎向加強筋、上下層鋼筋與密目鋼絲網連接固定[4]。為防止在后續膨脹加強帶混凝土澆筑施工期間產生漏漿不良問題，完成鋼筋綁扎后，進一步準備鋼板止水帶，將其布置于膨脹加強帶底部區域。在案例高層建筑地下室膨脹加強帶施工期間，所運用的鋼板止水帶的寬度與高度均為5cm，采用焊接工藝進行固定焊接時，搭接長度應超過2cm，保障焊接固定效果，以免埋下地下室滲漏隱患。

2.5 混凝土施工

2.5.1 混凝土拌制

一方面，混凝土攪拌技術人員和其他相關技術人員要做好計量設備的檢驗工作，保障設備的正常使用，嚴格把控混凝土配置質量，要保障其符合有關規定和標準，同時做好相關的記錄工作。明確混凝土質量控制要點，技術人員要定期校驗計量設備，以精準控制混凝土制作原材料的計量誤差，此外，由于砂石材料的含水率會經常發生變化，所以，當攪拌混凝土時施工技術人員在技術交底環節嚴禁更改配比方案中設計的含水量。要根據設計圖紙制訂混凝土供應計劃，保障運輸的連續性。要控制混凝土的振搗時間。另一方面，對于高層建筑地下室膨脹加強帶混凝土施工而言，混凝土材料的拌制質量直接決定結構成品，因此，在案例項目中，為最大限度提升膨脹加強帶運用效果，具體施工過程中嚴格重視混凝土拌制施工作業，選用商品混凝土，于攪拌站內進行拌制施工，在拌制施工期間嚴格按照配合比試驗設計結果進行混合攪拌，同時安排技術人員于混凝土攪拌現場加以監督監管，對膨脹加強帶內側與外側的膨脹劑摻加比例進行測量與調節，用于保障UEA 膨脹劑運用效果。考慮到混凝土部分材料在不適宜環境中易出現性能降低的情況（水泥受潮等），需于混凝土材料投料攪拌之前再次核查材料質量，在此基礎上，還需對混凝土拌制時間精細化控制，使拌制所得混凝土可高質量運用至膨脹加強帶施工作業中[5]。

2.5.2 混凝土澆筑

膨脹加強帶混凝土澆筑之前全面清除表面雜物，將混凝土界面濕潤處理后涂素水泥漿。在混凝土澆筑期間，對澆筑溫度參數進行控制，要求最低澆筑溫度于5～35℃，采用分層澆筑法，為避免形成施工縫結構，首層混凝土澆筑結束且在初凝之前進行二次澆筑，并注意控制澆筑高度，要求分層均勻、澆筑合理，以免不適宜高程造成較大應力而對鋼絲網造成較大沖擊。澆筑過程中做好振搗，以快插慢拔為原則進行振搗處理，完成澆筑與振搗作業后，將混凝土結構表面壓實抹平即可。在混凝土澆筑的過程中，要及時混凝土表面沁水，要按照相關規定和要求留樣并進行抗滲試驗；在混凝土接近初凝是，要對混凝土進行磨面工作，避免混凝土龜裂。

2.5.3 混凝土養護

高層建筑地下設計中膨化加強帶混凝土是在地下室其他位置澆筑完成后設置的，因此，相關工作人員要在完成混凝土澆筑作業后，需及時進入養護環節，用于把控混凝土結構狀態，控制溫度應力，降低溫度裂縫發生概率。在案例高層建筑地下室膨脹加強帶混凝土施工養護期間，借助專業測溫儀對混凝土內外溫差進行測量，要求測量持續進行，并根據混凝土結構狀態定點記錄內外部溫度數據，要求內外溫差低于25℃，且養護期間混凝土溫度降幅低于10℃，若超出標準范圍，則需及時處理。在直觀化呈現混凝土內外溫差及每日降幅程度，以真實測量數據為依據繪制曲線圖，以便施工人員及時發現潛在風險。在整個養護過程中，需重點注意養護初期的收縮變形程度，同時對混凝土膨脹率進行檢測，要求在養護前7d 之內，水中狀態下的混凝土膨脹率至少為80%。此外，混凝土結構澆筑15h 后，必須采用保濕及保溫措施進行全方位的養護處理，在精細化控制混凝土結構內部與外部的溫度差異基礎上，還需將混凝土相對濕度控制在80%以上，用于杜絕干縮裂縫。在此期間，主要采用覆蓋濕水麻袋、塑料薄膜的方式進行養護處理。進入養護第二周后，則改用噴霧養護方式，對混凝土溫度變化情況加以監督控制，以防裂縫等常見病害的發生。在案例工程項目施工期間，因科學化養護作業的落實，膨脹加強帶混凝土結構尚未出現裂縫問題。要保留混凝土養護過程中原始的檢測數據，為后續質量評估提供詳細的數據參考。

3 結語

綜上所述，相較于傳統施工技術，膨脹加強帶施工技術的優勢更為顯著，在高層建筑地下室設計期間，應基于工程概況優先選用膨脹加強帶施工技術。在案例高層建筑地下室工程施工中，為降低滲漏概率、預防裂縫病害而積極運用膨脹加強帶施工技術，規范化完成前期準備工作后，科學設計膨脹加強帶結構的配合比，有序綁扎鋼筋結構，并從混凝土拌制、澆筑、養護3 個方面精細化開展混凝土施工作業，盡可能提升膨脹加強帶在高層建筑地下室中的運用效果。