連續膨脹加強帶在大型盛水構筑物中的施工技術應用

張智勇 史永強 盛青文

中國建筑一局（集團）有限公司西北分公司 陜西 西安 710000

本工程大型盛水構筑物設置連續型膨脹型加強帶代替后澆帶，并且在膨脹加強帶內創新使用DMA高效減縮抗裂防水劑，通過膨脹加強帶的補償收縮能力，結合DMA高效的減縮抗裂和自防水功能，能有效抑制混凝土溫度變形收縮及水化反應產生的干縮、塑性收縮等不利應力變化，并且能有效提高盛水構筑物結構抗滲能力。

同時通過在大型盛水構筑物中應用高效抗裂防水膨脹加強帶，極大的提升了現場施工質量及生產效率，工期優化效果明顯。

1 工程概況

本項目霍爾果斯經濟開發區兵團分區污水資源化利用項目為新建污水廠（規模3萬m3/d，采用“水解池+AAO/MBR”工藝預處理，“反滲透”工藝深度處理），出水要求達到一級A標準。污水廠的建成將推進污水處理廠的再生水利用工程及配套管網設施的建設，提高了屬地再生水綜合供水能力。

工程包含事故池和調節池、水解酸化池、AAO池及膜生物反應池、清水池等大型盛水構筑物，對結構抗滲能力要求高，如何避免盛水構筑物池體開裂并提高結構抗滲能力是本工程建設的關鍵點。

2 工程重點及難點

1）本工程大型盛水構筑物基本為地下或半地下池體結構，地下水位較高，部分池體常年位于地下水環境中，對池體的抗滲提出了很高的要求，防止池體滲漏是工程施工的重點環節。

2）本工程所屬區域霍爾果斯屬溫帶大陸性干旱半干旱荒漠氣候，夏季炎熱，冬季寒冷，且冬歇期持續時間長，實際可利用有效施工時間較短，且甲方為盡快將污水廠投入使用對工期進行壓縮，導致工期非常緊張，如何在確保工程質量的情況下按期交付是工程的重點與難點。

3 膨脹加強帶應用原理

膨脹加強帶通過在施工過程中用來處理收縮反應較大的部位來提高結構的耐受性和抗裂性，防止滲漏的技術措施，同時能有效提高混凝土密實性。

膨脹加強帶按照澆筑方式分為連續式、間歇式和后澆式三種，根據本工程情況，膨脹加強帶的技術原理是在混凝土拌和過程中，通過優化配合比在混凝土中加入一定劑量的DMA高效抗裂減縮防水劑，摻入抗裂防水劑的膨脹帶混凝土在水化及硬化過程中，使結構產生適量膨脹，膨脹由于受到鋼筋和鄰位的約束，建立了一定的預壓應力，從而在一定程度上抵消了混凝土硬化過程中產生的溫度和干縮應力，使構件的收縮應力進行了合理的補償，弱化了混凝土收縮裂縫的同時提高了結構整體抗滲能力，加強帶通常設定于混凝土收縮應力產生較大的區域，同時由于收縮應力比較集中，應采用自應力較大的補償收縮混凝土對加強帶兩側混凝土進行強化補償[1]。

4 關鍵施工技術

4.1 主要材料參數

4.1.1 DMA高效減縮抗裂防水劑應用

DMA減縮抗裂防水劑謀求在低摻量的前提下，適當降低混凝土的14天水中限制膨脹率指標，增強混凝土的后期收縮補償能力，以保證混凝土后期的限制干縮率符合標準，從而達到免驗開裂的目的。首先，DMA膨脹源抗裂組份的引入使混凝土早期、中期和后期的收縮均能得到有效的補償，特別是保證了混凝土后期的限制干縮值控制在安全的范圍之內，避免了混凝土裂縫的產生；其次，能夠降低孔隙水的表面張力，從而減小毛細孔失水時產生的收縮應力。第三，能夠參與水泥水化反應，生成絮狀膠體，填充于內部的毛細孔縫中，提高混凝土的抗滲標號。

本工程膨脹加強帶中DMA減縮抗裂防水劑依據廠家技術要求及現場試驗對比，確定摻量為1.5%（占膠凝材料總重量），由于DMA減縮抗裂防水劑具有良好的防水性能，使用時通過優化配合比能節約水泥用量，同時由于DMA自身良好的減縮抗裂及防凍性能，使用時不用額外摻加防凍劑，且能節省部分膨脹劑用量，整體外加劑使用摻量得以優化。

高效減縮抗裂防水劑性能指標如下：

表1 高效減縮抗裂防水劑性能

同時在實際應用過程，對DMA減縮抗裂防水劑進行型式檢驗，檢驗指標如下：

表2 減縮抗裂防水劑檢驗指標

4.1.2 混凝土配合比

依據《補償收縮混凝土應用技術規程》JGJ/T178—2009規定，用于后澆帶和膨脹加強帶的混凝土設計強度等級應比兩側混凝土提高一個等級，本工程盛水構筑物結構混凝土強度等級為C30P10F200，膨脹加強帶內采用C35P10F200混凝土[2]。

4.2 施工工藝

4.2.1 施工工藝流程

膨脹加強帶位置確定→膨脹加強帶補強鋼筋安裝→支設鋼絲網→膨脹加強帶混凝土澆筑→兩側混凝土澆筑→混凝土養護→施工縫處理→循環過程至板頂

4.2.2 施工工藝

1）膨脹加強帶位置確定

依據設計圖紙要求，確定膨脹加強帶設計位置并用紅油漆或記號筆在結構鋼筋處做出標記，本工程膨脹加強帶寬度2m，采用橫縱向交錯布置。

2）膨脹加強帶補強鋼筋安裝

膨脹加強帶內除按照設計要求正常布置貫通主筋外，一般還需設置補強鋼筋，補強鋼筋與結構主筋需間隔放置，補強鋼筋直徑大于結構主筋一級，需注意的是，當結構主筋間距已經為100時，補強鋼筋應置于主筋下層。

3）支設鋼絲網

為保證膨脹加強帶內混凝土與帶外混凝土分開，防止帶外混凝土流入帶內，需在加強帶兩側面用密孔鐵絲網進行分隔處理，并用鐵絲與結構主筋綁扎連接，為確保鐵絲網剛度，防止澆筑過程受混凝土擠壓變形或撕裂，密孔鐵絲網用φ8鋼筋固定，間距500mm。

需要注意的是，實際混凝土澆筑過程中由于澆筑方法不對易使密孔鐵絲網被撕裂或破壞，兩側往往會采用雙層或多層鐵絲網封閉，但此種做法操作不當時會導致兩側縫內混凝土無法填充密實，形成滲漏點，尤其是底板與池壁交接處，鐵絲網搭接布置層數過多會形成澆筑盲區，混凝土無法密實，影響結構質量。

針對此類情況，在實際施工中可選用快易收口鋼板網進行分隔處理，其優勢在于便于支設，且材料自身剛度大，能有效避免澆筑過程被破壞或撕裂，同時在澆筑后通過網口能自動形成毛茬，確保與兩側混凝土交接密實[3]。

4）混凝土澆筑

本工程膨脹加強帶寬度2m，筏板最大厚度為950mm，實際澆筑過程按照大體積混凝土考慮，澆筑時優先澆筑帶內混凝土，當現場能滿足多點澆筑時，可同時澆筑帶內及帶外混凝土，帶內混凝土澆筑沿加強帶長方向順向澆筑。

澆筑采用坡度為1：6左右，分層澆筑厚度控制在50cm，由一邊退向另一邊、斜面分層澆搗澆筑方法澆筑。根據混凝土澆筑時自然坡度，在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器，第一道布置在混凝土的卸料點，解決上部混凝土的搗實，第二道布置在混凝土的坡腳處，確保下部混凝土的密實，澆筑方向由前往后退澆，振動器也相應跟上，以確保整個混凝土的澆筑質量。

在膨脹帶澆筑區段內連續澆筑混凝土,不得中斷；混凝土澆筑以階梯式推進，澆筑間隔時間不得超過混凝土的初凝時間。泵送混凝土時，混凝土澆筑層厚度不宜大于500mm。

在澆筑過程中正確控制間歇時間，上層混凝土應在下層混凝土初凝之前澆筑完畢，并在振搗上層混凝土時，振搗棒插入下層 5cm，使上下層混凝土之間更好的結合。為保證插入精度，在距振搗棒端部65cm處捆綁紅色皮筋作為深度標記。當表面浮漿和泌水過多時，及時進行人工清理。混凝土表面用木抹子拍實搓壓兩遍后，再用壓光機進行表面壓光，保證表面的密實度和光潔度，減緩混凝土表面失水速度，防止表面龜裂。表面壓光后稍待收水后，及時覆蓋養護薄膜材料[4]。

5）混凝土養護

混凝土澆筑完成后，應及時養護，若養護不及時，內部的水分蒸發后會使水泥水化反應不完全。從而造成內部毛細管網連通，形成滲漏通道，影響結構抗滲性能，且混凝土由于急劇的收縮變形會出現大量裂縫。

本工程混凝土養護采用蓄水法養護。混凝土終凝前在壓光后表面用木抹子反復壓實，用一層塑料薄膜和一層土工布進行覆蓋，塑料薄膜及土工布之間相互搭接 200mm，以減少水分的散發。養護期間內（含撤出保護層后）混凝土表面應始終保持熱潮濕狀態（塑料薄膜內應有凝結水）。對邊緣、棱角部位的保溫厚度應增加到面部位的2倍，以此降低底板表面與大氣溫差，避免由于溫差過大而造成的溫度裂縫。

保濕養護時間不宜少于14d，應經常檢查塑料薄膜的完整情況，并應保持混凝土表面濕潤。保濕覆蓋層拆除應分層逐步進行，當混凝土表面溫度與環境最大溫差小于20℃時，可全部拆除。冬季有條件施工時應根據熱工計算采用電暖法進行保溫養護。

6）施工縫處理

對于膨脹加強帶，其發揮作用原理與溫度后澆帶一致，均為連續閉環設計，在大型盛水水池施工時，由于無法一次澆筑完成，需留置水平施工縫。以本工程盛水構筑物為例，在底板及導墻施工時，需留置一道水平施工縫，位置為池壁高出底板頂面500mm處，同時施工縫處需設置通長連續的-400×3鍍鋅鋼板止水帶。需要注意的是，由于盛水水池池壁預留有防水套管，在鋼板止水帶安裝過程中，無法連續安裝，為避免形成滲漏節點，需將止水鋼板切割后與套管止水翼環進行焊接，焊縫需飽滿，且不得漏焊、缺焊。

底板及導墻澆筑完成后，及時對施工縫進行處理，清除接縫表面的浮漿、松散砂石、軟弱混凝土層等，鑿毛接縫表面并使之形成凹凸鋸齒狀，用以增強接續面粘結強度，鑿毛完成后用高壓水沖洗接茬面，將浮灰、殘渣清理干凈[5]。

上層混凝土澆筑前保持接茬面濕潤，在接茬面上先鋪一層厚度為1.5～2cm的素水泥漿，確保接縫處有良好的粘接性，再按混凝土澆筑要求澆筑結構混凝土，同時為防止滲漏，在模板縫隙處用防水膠條粘貼封堵。

5 結束語

經本工程實踐證明，對于盛水構筑物池體，使用膨脹加強帶無縫施工技術替代傳統的溫度后澆帶，有效的節約了項目工期，混凝土結構裂縫控制效果明顯，同時能保證結構良好的抗滲性能。

實施過程中，通過在膨脹加強帶內加入DMA減縮抗裂防水劑，應用DMA減縮抗裂和防水功能，能有效抑制混凝土裂縫的產生且提升了盛水構筑物結構抗滲能力。在工程質量可控的同時強化了現場施工效率，縮短了項目整體工期，通過總結大型盛水構筑物膨脹加強帶應用技術，能為后期類似項目及相關領域提供一定的經驗及借鑒。