摘要：本文闡述了建筑施工中對超長鋼筋混凝土結構無縫施工技術和自防水技術，用膨脹加強帶代替后澆帶，實現超長鋼筋混凝土結構的無縫施工。

　　關鍵詞：膨脹加強帶,UEA混凝土,施工技術

　　1前言

　　在超長、超寬鋼筋混凝土結構施工中，一般每30-40設一道后澆帶，等40-50天后再后澆膨脹混凝土，這種常規(guī)后澆帶施工，工序繁多，時間跨度長，施工成本高，而且難以保證整體質量，給建筑裝飾也帶來隱患。我們在工程施工實踐中，利用UEA混凝土補償收縮的原理，采用膨脹加強帶替代后澆帶，實現了超長鋼筋混凝土的無逢施工，為同類的工程施工提供了可借鑒的經驗。

　　2后澆帶施工存在的問題及應用膨脹混凝土膨脹帶的優(yōu)勢

　　一種采用比澆筑混凝土高一等級的膨脹混凝土,設置在建筑物混凝土收縮應力發(fā)生的最大部位,來增加混凝土的密實度,提高連續(xù)澆筑混凝土的強度及抗裂、防滲性能的超長混凝土整澆澆筑技術.

　　用于替代后澆帶的連續(xù)澆筑無縫施工技術,

　　2.1后澆帶在施工中存在的問題

　　(1)留于基礎底部結構的后澆帶,將歷經整個結構施工過程,直至結構封頂,對于高層建筑需要幾個月甚至幾年的時間,在這段時間內,后澆帶中將不可避免地落進各種各樣的垃圾雜物,由于底部結構鋼筋較粗較密,使得清理工作非常艱難。

　　(2)后澆帶貫穿整個地下、地上結構,所到之處遇梁斷梁,遇板斷板,給施工帶來很多不便,影響施工進度。

　　(3)在后澆帶灌充混凝土前,需將兩側混凝土鑿毛,施工非常困難,而有些結構混凝土與后澆帶混凝土澆筑時間間隔數月,新老混凝土的粘結強度很難保證,又由于澆筑時間差,造成這些結構的混凝土的干縮大部分已于后澆帶灌充前完成。因此,后澆帶混凝土的干縮極易在新老混凝土的連接處產生裂縫。設置施工后澆帶的初衷是防止混凝土裂縫的產生,而后澆帶處理不好卻人為地在每條后澆帶處造成兩條貫穿裂縫,引起漏水。

　　2.2膨脹混凝土加強帶的應用

　　如果取消或盡早灌充后澆帶混凝土,將基本上克服這些諸多困難,給施工帶來很多便利。采用以膨脹混凝土加強帶取代后澆帶的連續(xù)澆筑無縫施工技術,通過在某工程的應用,不僅消除了這些問題,還增加混凝土的密實度,提高了混凝土的強度及抗裂、防滲性能。同時縮短工期,效果顯著。

　　2.3膨脹加強帶的設置

　　膨脹加強帶要求設置在混凝土收縮應力發(fā)生的最大部位,一般也就是長度方向的中間位置,在頂板長度和寬度方向上各每間隔30m設一條加強帶,帶寬1.5m,帶的兩側上下層鋼筋之間設置Ф6mm鋼絲網,網格尺寸為35×35mm,兩端分別綁扎在上下層鋼筋上,將帶內混凝土與帶外的分隔開。

　　3 工程概況

　　某工程為框架--剪力墻結構，筏板基礎，底下一層，地上十二層，主樓長為122.8m，最寬為21m，筏板厚度為1.5m，樓板厚度為250㎜、120㎜，地下室墻體厚度為350㎜，砼強度等級為C40-C55.工程主樓層數為十二層，裙樓層數為四層，主裙樓之間由于層數差別較大，后澆帶既起沉降作用，又起伸縮作用，故不可用膨脹加強帶來代替，因而主裙樓之間仍存在后澆帶，而主樓全長層數無變化，若設置后澆帶僅是起到收縮作用。采用UEA補償性混凝土來代替伸縮縫，實現無縫施工，在地下室筏板、墻體、主樓各樓層按60m左右設置一道2m寬限的膨脹帶加強帶(共二道)，以控制混凝土溫度、收縮裂縫。

　　按照規(guī)范規(guī)定，后澆帶需42d以后(待混凝土收縮基本穩(wěn)定)，有時甚至是整個建筑施工的全過程、直至結構封頂，對于高層或超高層建筑，需要幾個月甚至幾年的時間，才能用膨脹混凝土回填，這樣就會延長工期;而且后澆帶的清理、灌縫非常麻煩，且由于后澆帶處混凝土澆筑的時間差，在新老混凝土連接處常常產生塑性收縮或干燥收縮裂縫。設置后澆帶的初衷是防止結構產生裂縫，但常常是人為地在后澆帶處造成兩條貫穿裂縫，易引起漏水，造成鋼筋銹蝕，進而影響結構安全，處理不好常常會成為滲漏的隱患;此外后澆帶混凝土與先澆混凝土的結合非常薄弱，將嚴重影響結構的整體性和安全性。再則，后澆帶不回填，降水就不能停止，增加大量的降水費用。

　　為加快施工進度、縮短工期、提高結構的整體性，保證工程的防水質量，業(yè)主和設計院要求該工程地下車庫采用中國建筑材料科學研究院的超長鋼筋混凝土結構無縫施工技術和自防水技術，用膨脹加強帶代替后澆帶，實現超長鋼筋混凝土結構的無縫施工。

　　4膨脹混凝土

　　膨脹混凝土是解決混凝土開裂比較理想的材料，在混凝土中摻加適量的低堿U型砼膨脹劑(簡稱UEA)，UEA混凝土的應用是我國結構自防水技術重大突破。根據工程需要，UEA膨脹劑可分為UEA(普通型)摻量10—12%;UEA—N(高效型)摻量8—10%，以及UEA系列多功能復合膨脹劑。通過水泥的化學反應，使混凝土產生適量膨脹，UEA—N加入五大水泥中，可拌制成補償收縮砼，拌水后生成大量的膨脹性水結晶水化物——水化硫鋁酸鈣(C3A3CaSO432H20即鈣礬石)，在鋼筋，鄰位的約束下它產生的膨脹能轉變成0.2—0.7MPa預壓應力，這一壓力大致可抵消砼干縮產生的拉應力，防止或減少砼收縮開裂，并使砼密實化。提高混凝土結構的抗裂防滲能力。根據結構不同的部位，調整UEA—N摻加量，在結構收縮應力最大的部位采用大膨脹混凝土(即用膨脹加強帶)，在結構收縮應力較小的部位采用微膨脹混凝土，以使混凝土的收縮拉應力得到大小適宜的補償(膨脹加強帶示意圖見圖1)。采用這種辦法，不留后澆帶，實現混凝土連續(xù)澆筑，可以大大加快施工進度，減少后澆帶處理給施工帶來的麻煩和給工程質量帶來的隱患，提高結構的整性和安全性，并節(jié)約工期、降水費用和施工管理費用。

　　圖1膨脹加強帶示意圖

　　

 

　　同時，水化反應生成的鈣釩石晶體屬針狀、棒狀晶體，填充、切斷、堵塞混凝工的毛細孔，使混凝土的抗?jié)B能力大大提高，抗?jié)B標號可達P30，從而達到混凝土結構自防水的目的。

　　5UEA性能特點簡述

　　5.1UEA的基本原理

　　UEA加入五大水泥中，可拌制成補償收縮砼，拌水后生成大量的膨脹性水結晶水化物——水化硫鋁酸鈣(C3A3CaSO432H20即鈣礬石)，在鋼筋，鄰位的約束下它產生的膨脹能轉變成0.2—0.7MPa預壓應力，這一壓力大致可抵消砼干縮產生的拉應力，防止或減少砼收縮開裂，并使砼密實化。提高混凝土結構的抗裂防滲能力。

　　5.2UEA的物化性能和堿含量：

　　(1)化學成份和堿含量

　　堿含量R20=Na20+0.658k20=0.4%UEA-N膨脹劑細度<10%，比重2.90，為灰白粉末，膨脹能大且穩(wěn)定，含堿量低(見表1、表2)符合北京市建委京建科(1995)5號“關于使用砼外加劑有關規(guī)定”的通知，“凡橋梁、地下鐵道、人防、自來水廠大型水池、承壓輸水管、水壩、深基礎、基樁等到外露或地下結構以及經常處于潮濕環(huán)境的建筑結構工程包括構筑物，必須選用低堿外加劑，每立方米砼因摻外加劑帶入的堿量不得超過1千克”。我廠生產的高效低堿型膨脹劑(簡稱UEA-N)，能有效防止堿—骨科反應帶來的危害，提高砼的耐久性。

　　(2)物理性能

　　試驗表明，高效低堿型膨脹劑的膨脹效能高，高效低堿膨脹劑在水泥中內摻8%的膨脹率相當于第二代UEA的標準摻量12%而早期和后期強度有較大提高。

　　(3)摻UEA—N砼的性能

　　以UEA—N為母料與特制化學外加劑復合而成多功能UEA，該系列產品技術指標均達到和超過國家有關標準.

　　摻UEA—N多功能復合膨脹劑砼主要性能：

　　(1)工作性良好，緩凝減水，保水保濕性好，易于流動，坍落度損失較小，適用于商品砼和現場泵送砼。

　　(2)抗裂防滲性能好，膨脹效能較高，抗?jié)B標號大于S30，補償收縮的抗裂防滲性能優(yōu)于市售防水劑。

　　(3)降低水化熱、推遲水化熱高峰期和收縮起始時間，從而削弱砼溫差收縮，抑制砼結構開裂。

　　(4)采用多功能UEA，不需要外加任何外加劑，操作工序少，減少差錯，好計量，與水泥相容性好，利于砼攪拌和現場使用。

　　6膨脹混凝土施工技術要求

　　6.1膨脹加強帶的設置

　　所謂“無縫設計”是個相對概念，根據結構情況，可無縫或少縫，以摻加UEA膨脹劑的補償收縮混凝土為基本材料，以加強帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長混凝土結構。根據本工程混凝土結構的應力分析并結合設計要求，確定膨脹加強帶與設計圖紙上的后澆帶位置相同，用2m寬加強帶代替后澆帶，實現連續(xù)澆筑(圖2)。考慮加強帶混凝工的強度須提高0.5個等級，配合比不同膨脹劑的摻量也加大，可用間歇式后澆膨脹加強帶施工方法，后澆膨脹加強帶須在兩側混凝土澆筑完畢7d后才能回填(圖3、4)。膨脹加強帶邊緣每側設密孔鐵絲網，目的是防止不同配比的混凝土流入加強帶內。施工時，先澆注帶外小膨脹混凝土(摻12%UEA的C40、P8)，澆到加強帶時，改用大膨脹混凝工(摻量14—15%UEA)。

　　6.2綁扎鋼筋的注意事項

　　膨脹加強帶(后澆膨脹加強帶)部分要增加部分溫度應力的補償鋼筋。增加的補償鋼筋的位置垂直于加強帶，設置間距為水平構造筋的兩倍。補償鋼筋要延伸到加強帶兩側50cm，其材質與構造筋相同，直徑要小于構造筋1～2個規(guī)格。

　　頂板上膨脹加強帶部分的補償鋼筋直接綁扎在其對應的面筋上，而墻板后澆膨脹加強帶部分的補償鋼筋須綁扎在其對應的面筋和底筋上。

　　加強帶的兩側用免拆模板網或密孔鐵絲網攔起，并采用鋼筋綁扎牢固，其中墻體的后澆膨脹加強帶的兩側設鋼板止水板或橡膠止水帶。鋪設的鐵絲網搭接部分不超過50cm。

　　6.3膨脹混凝土施工技術

　　經多次試驗，UEA替代水泥量在10～12%范圍內，對混凝土強度不影響，同時利用收縮膨脹測定儀測定，其膨脹率ε2=2-3×10-4，在鋼筋率μ=0.2-0.8%時，可在結構中建立0.2-0.7Mpa的預壓應力，這一預壓應力可補償混凝土在硬化過程中產生溫差和干縮的拉應力。

　　可見，σc與ε2成正比例關系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，我們通過調整UEA的摻量，可以使混凝土獲得不同的預壓應力。

　　根據以上條件和設計要求，我們確定普通部位膨脹混凝土摻10-12%UEA;膨脹加強帶部位混凝土摻量14—15%UEA.混凝土試配的配合比如下：UEA混凝土配合比砼標號及抗?jié)B等級每m3砼材料用量(kg/m3)

　　6.3.1筏板膨脹加強帶施工

　　(1)混凝土澆筑方向。首先根據現場實際情況，商品混凝土供應能力，澆筑能力，確定筏板混凝土澆筑方向。施工時澆筑采用斜向推進、分層連續(xù)澆筑方法，膨脹加強帶外摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土，澆筑到加強帶時，摻15%UEA的C45、P8大膨脹混凝土，到另一側時，又改為澆筑摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土。

　　(2)確定膨脹加強帶的設置。膨脹加強帶寬為2m，兩側架快易收口網，為防止混凝土壓破快易收口網，在上下層主筋之間點焊的雙向鋼筋加強網

　　(3)膨脹加強帶處的澆筑方向。4臺混凝土泵分兩組對向進行，澆筑整個過程中，每組中應保證1臺泵退泵連續(xù)澆筑超長無縫筏板混凝土，另外1臺則機動配合塔吊吊斗進行膨脹加強帶和墻體混凝土澆筑。

　　(4)主要技術措施

　�、倩炷�土澆筑時，注意嚴防其它部位混凝土進入膨脹后澆帶內，以免影響設計效果。澆筑混凝土前的潤管砂漿必須棄置，拆管排除故障或其它原因造成的廢棄混凝土嚴禁進入工作面。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。對作業(yè)面散落的混凝土，拆管倒出的混凝土，潤管漿等應吊出作業(yè)面外。

　　②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。

　�、叟蛎浖訌妿�處混凝土采取塔吊吊斗吊運和混凝土輸送管泵并用。加強帶處超長無縫筏板混凝土澆筑在一側混凝土澆筑完畢后進行，墻體混凝土待該部位超長無縫筏板混凝土初凝后終凝前澆筑。膨脹帶混凝土，振搗棒可靠近密目快易收口網，但不得碰撞。

　�、艹�長無縫筏板板面上的板面粗鋼筋處，容易在振搗后、初凝前出現早期塑性裂縫和沉降裂縫，必須通過控制下料和二次振搗予以消除，以免成為混凝土的缺陷，導致應力集中，影響溫度收縮裂縫的防治效果。底板澆筑至標高后，在終凝前用磨光機反復抹壓多次，防止混凝土表面的沉縮裂縫出現。

　　⑤膨脹混凝土只有充分濕養(yǎng)護才能發(fā)揮UEA混凝土的膨脹效能，必須提高養(yǎng)護意識，設立專職養(yǎng)護人員，建立嚴格的混凝土養(yǎng)護制度。混凝土澆筑完畢后即應保濕養(yǎng)護14d.混凝土收平后，即應灑水潤濕，再用塑料膜嚴密覆蓋，如蓋麻袋一層。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。

　　6.3.2墻體膨脹加強帶施工為釋放部分收縮應力，在墻體施工中采用了“后澆膨脹加強帶”的施工方法，即以膨脹加強帶為界，分段澆筑摻12%UEA的C50、P8小膨脹混凝土，養(yǎng)護28d后，用摻15%UEA的C55、P8大膨脹混凝土回填膨脹加強帶。后澆筑膨脹加強帶可按照傳統(tǒng)后澆帶設置。

　　在混凝土澆筑2天后，松動模板1-2㎜，在墻體頂部設置花管淋水養(yǎng)護，拆模后繼續(xù)淋水養(yǎng)護至14d.

　　6.3.3樓板膨脹加強帶施工樓板膨脹加強帶用密目快易收口網隔開，固定方法同筏板。澆筑時采用齊頭并進、連續(xù)澆筑的方法，膨脹加強帶外用摻12%UEA的小膨脹混凝土，澆筑到加強帶時，用摻15%UEA的大膨脹混凝土，到另一側時，又改為澆筑摻12%UEA混凝土。

　　圖4邊墻后澆膨脹加強帶示意圖

　　

 

　　7實施效果

　　7.1工程質量按照施工前編制的詳細可行性的施工方案、技術交底、嚴格執(zhí)行，溫度控制的結果表明，混凝土內外溫差未超過25°C.實現了筏板混凝土澆筑的連續(xù)施工，取得了超長無縫結構筏板混凝土澆筑的成功，目前地下室超長無縫結構筏板經試水未發(fā)現滲漏現象，地下室結構已被質檢站定為優(yōu)良。

　　7.2經濟效益分析本工程地下室至十二層共計二十八道膨脹加強帶，與樓層板同時澆筑，省去保護后澆帶而砌筑的磚墻及上面預制混凝土蓋板，同時省去后澆帶的清理工作，后澆帶處鋼筋加強部分亦省略，每道膨脹加強帶與板同時澆筑，省略腳手架的后期搭設，降低了工程造價。

　　7.3工期對比按常規(guī)設計要求，每30-40m設一道后澆帶，等主體結構封頂一個月且月沉降量小于0.05㎜后，再回填膨脹混凝土，將延長工期60天左右。本工程采用超長無縫混凝土結構后，每樓層混凝土實現連續(xù)澆筑施工，縮短了工期，僅用了128天時間就完成了36000平方米的結構施工。

　　8結束語

　　超長無縫混凝土結構是以UEA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，對底板和樓板采用加強帶取代后澆帶，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，有利于滿足工程質量要求和建筑造型的要求，簡化了施工工序、縮短了工期，降低了工程成本。

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