地下室超長鋼筋混凝土結構無縫施工技術
摘要:通過工程實例介紹超長鋼筋混凝土結構采用膨脹加強帶替代后澆帶的施工技術要點，證明只要設計合理，規(guī)范施工，超長鋼筋混凝土結構實現無縫施工是可行的。
關鍵詞:超長鋼筋混凝土結構方案設計措施
1工程概況
該商住樓(A、B)工程系框架剪力墻結構，建筑面積約50858㎡，其中地下室建筑面積約13602.74㎡，地下1層，A座地上25層，B座地上19層，地下室總長度為109m，寬78m。
按照常規(guī)做法，在這種超長鋼筋混凝土結構施工中，為防止混凝土受溫度應力和干縮應力而引起開裂，施工中通長采用設置后澆帶的方法加以處理。一般每30～40m設一道后澆帶，等40～50天后再澆筑膨脹混凝土。這種常規(guī)的后澆帶施工，工序復雜，施工時間長，質量不易保證�？紤]到工期及結構整體性的要求，業(yè)主不希望本工程地下室留置后澆帶，未解決此問題，本工程2層地下室通過設置膨脹加強帶，從而實現了超長鋼筋混凝土結構的無縫施工。
2地下室砼無縫施工方案設計
2.1無縫施工原理
無縫設計的思路是“抗放兼施,以抗為主”的原則;無縫施工的基本原理是根據收縮應力的分布，用相應的膨脹應力予以補償。在收縮應力較大的部位摻加膨脹劑做成膨脹加強帶，其它部位拌制微膨混凝土從而取消后澆帶，實現無縫施工。
根據《工程結構裂縫控制》書中提出的伸縮縫間距計算公式可知，要完全不需設置伸縮縫，就必須降低混凝土溫差和混凝土的收縮，或提高混凝土的極限拉伸值;但要提高混凝土的極限位伸值是十分困難的，因而只能靠設法降低混凝土的水化熱和收縮，控制混凝土因溫差或收縮引起的拉應變不大于混凝土的極限拉伸，則混凝土可以不設伸縮縫而不開裂。根據該文獻資料和近年來的科研成果、有關工程施工實踐經驗，通過在混凝土內摻加適量膨脹劑而成的補償收縮混凝土，通過水泥的化學反應，使混凝土產生適量膨脹，在鋼筋和鄰位約束下，在鋼筋混凝土中建立0.2MPa～0.7MPa預壓應力，可大致抵消混凝土硬化過程中產生的干縮和水化熱冷縮出現的拉應力，從而減免混凝土出現開裂。同時，水化生成的鈣礬石晶體起到填充、切斷和堵塞毛細孔縫的作用，使混凝土的密實度大為提高達到結構自防水的效果。另外，在混凝土中加入優(yōu)質粉煤灰和緩凝型外加劑，可以降低水化熱引起的溫度梯度，可以協(xié)調溫度應力與混凝土的初期結構強度，從而減少和防止溫度裂縫的出現，提高混凝土的體積穩(wěn)定性。
膨脹加強帶所建立的預壓應力，與混凝土抵抗收縮變形所產生的拉應力能達到補償平衡，這是無縫設計的關鍵。
2.2膨脹加強帶的設置
膨脹加強帶的位置宜布置在拉應力較大、配筋變化及截面突變的部位及應力集中的部位。根據工程平面形式，本工程長邊方向上設置2條膨脹加強帶，短邊方向上設置1條膨脹加強帶，膨脹加強帶寬度均為2米，膨脹加強帶設置見圖1。
2.3混凝土配合比設計
膨脹混凝土用于超長結構無縫施工，其限制膨脹率設計和設定非常重要，膨脹率偏小，則補償收縮能力不足，無縫施工難以實現，膨脹率過大，對混凝土強度有明顯的影響。
本工程選用AEA型膨脹劑，根據試配經驗，AEA以取代水泥率8%～12%的量內摻到水泥中，拌成的補償收縮混凝土，利用收縮膨脹測定儀測定，在限制條件下產生的膨脹率為0.02%～0.04%，在配筋率μ=0.2～0.8%時，在鋼筋等的約束下，可在混凝土中產生0.2～0.7MPa的預壓應力，這一預壓應力大致可抵消混凝土硬化過程中產生的收縮拉應力，從而使結構不裂或把裂縫控制在無害范圍內。AEA摻入水泥中拌成混凝土后，其膨脹作用主要發(fā)生在14d以前，用于補償混凝土的干縮，但在中后期仍有小量膨脹，其產生的預壓應力不但可抵消混凝土冷縮產生的拉應力，同時還可提高混凝土的強度。
根據上述條件，配合比在滿足施工工藝的情況下盡量減小混凝土的坍落度以減少混凝土的收縮。
本工程微膨脹混凝土采用C30。水泥采用PⅡ42.5R水泥，摻加二級粉煤灰，減少水泥用量，降低水化熱;泵送劑選用LS-300，摻量為水泥用量的1.7%;膨脹劑選用瑞安建材科技有限公司產的AEA，摻量10%，膨脹率>(0.03～0.04)%。膨脹混凝土采用C35，AEA摻量為膠結材料的12%，不替代水泥，保證了其強度。
3地下室砼施工技術措施
3.1膨脹加強帶做法
在膨脹加強帶混凝土內摻入AEA膨脹劑，提高混凝土的抗伸縮能力及強度。膨脹加強帶寬度2.0m，加強帶內鋼筋連通，且上下另附加15%的附加縱向鋼筋，鋼筋兩端伸出加強帶2.0m，混凝土強度提高一個等級，以增強加強帶的剛性。地下室底板加強帶用鍍鋅鋼板混凝土快易收口網分隔(快易收口網一是防止混凝土流入帶，二則限制2邊混凝土的預應力)。考慮到底板厚度較大，為防止混凝土壓壞收口網，采用通長Φ16鋼筋和Φ14@500加勁鋼筋箍加強。
由于地下室面積較大，整個地下室底板采取一次性澆筑，在工期和造價上都不合理，因此，采用間歇式無縫施工的方法，既在施工中，依據加強帶位置，采用分段施工，各施工段混凝土在其相鄰的施工段混凝土澆筑后三天方可澆筑，在加強帶位置留置施工縫，施工縫設置遇水膨脹橡膠止水帶，地下室底板加強帶接口做法見圖2，施工縫模板做法見圖3。
3.2施工中以膨脹加強帶為界分段施工，釋放熱量。按照膨脹加強帶的位置確定混凝土澆筑方向。第一段混凝土澆筑時，用小膨脹混凝土向膨脹加強帶方向澆筑，澆筑完第一段混凝土后3天才能進行第二段混凝土的澆筑，第二段混凝土澆筑時，采用二臺泵進行，先用小膨脹混凝土向第一段膨脹加強帶方向澆筑，在接近膨脹加強帶位置時，提前1.5小時用一臺泵配合塔吊進行膨脹加強帶混凝土澆筑，等膨脹加強帶混凝土澆筑完畢后，再用小膨脹混凝土澆筑加強帶兩側;其余段按照第二段方法施工。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快易收口網保持距離不小于30cm，并不得過振。
3.3在混凝土澆筑時，注意嚴防其它部位混凝土進入膨脹后澆帶內，以免影響混凝土結構質量。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。澆筑混凝土前的潤管砂漿采用灰斗集中收集，拆管排除故障或其它原因造成的廢棄混凝土及時清理干凈，嚴禁進入工作面。
3.4膨脹混凝土澆筑完畢后的養(yǎng)護工作十分重要，是保證混凝土質量的重要措施之一。膨脹混凝土只有充分濕養(yǎng)護才能發(fā)揮AEA混凝土的膨脹效能，為確保養(yǎng)護效果，派專人養(yǎng)護，建立嚴格的混凝土養(yǎng)護制度�；炷翝仓戤吅髴訌娗�14d保濕養(yǎng)護(達到全過程淋水保濕要求)�；炷潦漳ㄆ秸蠹皶r蓋麻袋片嚴密覆蓋一層。在養(yǎng)護期噴灑霧狀水保持環(huán)境相對濕度在80%以上，以減少混凝土干縮。
4結束語
超長無縫混凝土結構是以補償收縮混凝土為結構材料，以加強帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長鋼筋混凝土結構的一種新工藝。在本工程中，利用AEA膨脹混凝土補償收縮的原理，對2層地下室采用膨脹加強帶取代后澆帶，實現了超長鋼筋混凝土結構的無縫施工，基本上克服了砼表面收縮裂縫問題,達到了預期的效果，證明采用超長無縫混凝土結構施工技術是一種有效的新型施工工藝。通過對這個項目的實踐,為類似工程積累了經驗，取得了以下收獲：
4.1AEA膨脹劑補償收縮混凝土的防水本質是：①生成的水化產物填充混凝土的空隙，改善孔結構，降低孔隙率;②限制狀態(tài)可以改善混凝土的應力狀態(tài)，補償收縮產生的應力，使結構更為致密。而不是對宏觀裂縫、孔洞漏水的補償。對混凝土振搗不密實、蜂窩、施工縫處理欠缺、各種節(jié)點處理不好造成的漏水無能為力。因此，保證混凝土施工質量是實現無縫施工的重要保證。
4.2加入AEA膨脹劑的混凝土比不摻膨脹劑的混凝土表面的保水性和泌水性要好，一旦水分蒸發(fā)過快，由于毛細管的水之間作用力在終凝前大于漿體的粘合力，特別是在大氣流動很大或炎熱天氣的情況下表現更為突出，而出現裂縫。因此，做好終凝前的二次抹壓工序，是減少出現裂縫的重要措施之一。
4.3AEA膨脹劑混凝土要求起始養(yǎng)護時間較普通混凝土早，按普通混凝土的養(yǎng)護方法養(yǎng)護是出現龜裂的重要原因之一;因此，AEA膨脹砼施工時應注意掌握好抹壓的時機和力度,充分灑水養(yǎng)護。
4.4AEA膨脹混凝土施工中凝結后應避免攪動，一旦攪動可能會產生順筋開裂，降低鋼筋與混凝土的握裹力，同時也降低其防水及其它性能。
4.5設置加強帶時，首先是選定在收縮最大的部位，2種混凝土膨脹率不同，膨脹劑摻量不同，功能也不同，要用鋼絲網隔離，不互相摻合，目的是為了使之發(fā)揮不同的功能。
4.6無縫施工主要遵循原則是“以抗為主，抗放兼?zhèn)洹�，因此�?0%～15%的溫度抗裂鋼筋不能不要，加強帶膨脹劑摻量必須提高。
4.7對于各區(qū)域混凝土界面隔離必須清晰，薄的地方可用木板隔離，厚的地方應用鋼絲網隔離并固定牢靠，使加強帶對兩邊的混凝土起到“木楔塊”作用。
4.8采用無縫施工技術可以簡化施工工藝，加快施工進度，但相應會增加投資;而取消后澆帶，采用無縫施工技術，避免了后澆帶部位長期占用周轉料具及模板，也避免在砌體施工期間因后澆帶腳手架而影響進度;省去后澆帶的清縫、鑿毛、鋼筋除銹等復雜工序，節(jié)省了人工，同時解決了因施工不當而造成的結構滲漏等隱患，省去了后期重新調整腳手架及重新安裝模板的費用，降低了工程造價。因此，采用無縫施工技術時要綜合考慮。
4.9AEA膨脹劑不能1：1替代水泥,當其摻量超過12%時要慎重,必須通過配比試驗確定砼強度能達到要求后才能采用。因為AEA膨脹劑摻量越大，其砼降低越多。
