无缝施工在超长钢筋混凝土地下室结构中的技术应用:什么钢筋混凝土

　　摘 要：本文阐述了超长钢筋混凝土无缝设计施工技术的应用情况，并提出其有效的解决方法。　　关键词：超长钢筋混凝土结构；无缝施工；技术应用　　　　在工程建设中，出现了许多具有地下室的超长混凝土结构的建筑物。这些建筑物的结构单元长度均超过了现行的《混凝土结构设计规范》所规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的要求。为解决这一问题，中国建筑材料科学研究院研发出了超长钢筋混凝土结构的无缝设计施工新技术。今结合工程实例阐述其应用情况。
　　1 无缝施工原理
　　无缝设计的思路是“抗放兼施，以抗为主”的原则；无缝施工的基本原理是根据收缩应力的分布，用相应的膨胀应力予以补偿。在收缩应力较大的部位掺加膨胀剂做成膨胀加强带，其它部位拌制微膨混凝土从而取消后浇带，实现无缝施工。根据该文献资料和近年来的科研成果、有关工程施工实践经验，通过在混凝土内掺加适量膨胀剂而成的补偿收缩混凝土，通过水泥的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和邻位约束下，在钢筋混凝土中建立0.2～0.7MPa预压应力，可大致抵消混凝土硬化过程中产生的干缩和水化热冷缩出现的拉应力，从而减免混凝土出现开裂。同时，水化生成的钙矾石晶体起到填充、切断和堵塞毛细孔缝的作用，使混凝土的密实度大为提高达到结构自防水的效果。另外，在混凝土中加入优质粉煤灰和缓凝型外加剂，可以降低水化热引起的温度梯度，可以协调温度应力与混凝土的初期结构强度，从而减少和防止温度裂缝的出现，提高混凝土的体积稳定性。膨胀加强带所建立的预压应力，与混凝土抵抗收缩变形所产生的拉应力能达到补偿平衡。这是无缝设计的关键。
　　2 工程概况
　　武警北京总队亮马河2#住宅楼，单体建筑面积11898㎡，地上12层，短肢剪力墙结构。地下室为2层，主楼主体高度为46.71m，长60.6m，宽13.8m。地下室混凝土标号C30P8；外墙厚度分别为180mm，内墙厚度为180mm、100mm、60mm，全截面配筋率分别为0.77%，0.68%.0.7%。地下室长度超过了规范规定的45m。
　　3 无缝设计施工技术的理论依据
　　超长混凝土结构的裂缝主要是由于温差和收缩变形所致。无缝设计施工技术，即是以混凝土收缩的整体补偿为基础，通过结构内应力(应变)的实验、分析与计算，确定了采用“膨胀加强带”的方法消除伸缩缝和后浇缝，实行超长钢筋混凝土连续施工的方法。按照“抗放结合，以抗为主”的原则来释放收缩应力，即采用补偿收缩混凝土为结构材料，在硬化过程中产生的膨胀作用，受钢筋和邻位约束，在结构中建立一定的预压应力来补偿混凝土在硬化过程中产生的温差和干缩的拉应力，从而防止产生裂缝。
　　4 无缝设计施工技术的应用
　　本工程为提高工程质量、缩短工期、降低造价，采用了铝酸钙膨胀剂(以下简称AEA)作为补偿收缩混凝土及膨胀加强带进行无缝施工。在长度方向共设置了三条宽各2m的膨胀加强带，把长度方向分成4个区段单元。
　　4.1 原材料和AEA膨胀混凝土配合比设计
　　（1）本工程混凝土设计要求：C30/P8，膨胀加强带内C35。
　　（2）混凝土拌合形式：商品混凝土，直接泵送。
　　（3）原材料情况：水泥用425#普通硅酸盐水泥；砂子用中砂，细度模数不小于217，含泥量小于3%；碎石为连续级配，粒径1～3cm，含泥量小于110%；粉煤灰为II级灰；膨胀剂用铝酸钙膨胀剂AEA，符合国家建材行业混凝土膨胀剂JG476298标准。
　　（4）AEA掺量：小膨胀补偿收缩混凝土为内掺6%AEA；大膨胀补偿收缩混凝土(用于膨胀加强带)为内掺8%AEA 。
　　
　　（5）混凝土配合比见表1。
　　4.2 施工方法
　　（1）底板、顶板采用连续浇注膨胀加强带的施工方法。浇注前，在2m宽的膨胀加强带两侧各挂设密孔铁丝网，网孔直径l 0mm，并用立筋ф<8@50加固，目的是防止带外混凝土流入带内。带内增加10～15%的温度钢筋，要求分布均匀，且伸入两侧各lm。浇注时，从一边推进，当小膨胀混凝土浇注至膨胀加强带时，立即改用大膨胀混凝土，待加强带浇毕至另一侧时，再改用小膨胀混凝土。如此连续浇注，不留伸缩缝或后浇缝，一次施工完毕。
　　（2）墙体采用后浇膨胀加强带的施工方法。
　　由于墙体特别是侧墙一般拆模早，薄而暴露面积大，养护困难，受风和大气温度影响大，水分蒸发速率快，容易出现收缩裂缝。因此，与底板、顶板连续浇注所不同的是在浇注前，还需在增设钢板止水带后分区段先浇注小膨胀混凝土，待养护14d后，再用大膨胀混凝土浇注膨胀加强带。这样，比传统的后浇缝还缩短工期30d以上。
　　4.3 膨胀加强带做法
　　在膨胀加强带混凝土内掺入AEA膨胀剂，提高混凝土的抗伸缩能力及强度。膨胀加强带宽度2.0m，加强带内钢筋连通，且上下另附加15%的附加纵向钢筋，钢筋两端伸出加强带2.0m，混凝土强度提高一个等级，以增强加强带的刚性。地下室底板加强带用镀锌钢板混凝土快易收口网分隔(快易收口网一是防止混凝土流入带，二则限制2边混凝土的预应力)。考虑到底板厚度较大，为防止混凝土压坏收口网，采用通长ф16钢筋和ф14@500加劲钢筋箍加强。由于地下室面积较大，整个地下室底板采取一次性浇筑，在工期和造价上都不合理，因此，采用间歇式无缝施工的方法，既在施工中，依据加强带位置，采用分段施工，各施工段混凝土在其相邻的施工段混凝土浇筑后3d方可浇筑，在加强带位置留置施工缝，施工缝设置遇水膨胀橡胶止水带。
　　4.4 严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位
　　在混凝土浇筑时，注意严防其它部位混凝土进入膨胀后浇带内，以免影响混凝土结构质量。严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位，以免形成潜在的冷缝或薄弱点。浇筑混凝土前的润管砂浆采用灰斗集中收集，拆管排除故障或其它原因造成的废弃混凝土及时清理干净.严禁进入工作面。
　　4.5 施工设计中应注意的问题
　　（1）无缝设计必须根据结构特点灵活运用，沉降缝不能取消，对于具有沉降性质的后浇缝也不能取消。
　　（2）浇注混凝土前，必须清理干净加强带内的所有杂物。
　　（3）严格控制设计配合比：设计配合比要求准确，一般由实验室试配确定，实验室试配初凝时间不小于l0h，现场控制初凝时间不小于6h，且搅拌时间要比一般混凝土延长30～60s。
　　（4）浇注混凝土时，必须振捣密实，不能漏振、欠振或过振，且要避免钢筋、模板、预埋件、止水带的移位变形。
　　（5）浇注混凝土后，当混凝土初凝后终凝前，必须用抹子抹压表面2～3遍，以有效消除表面的干缩裂缝和塑性沉降裂缝，抹压后尽早进行养护。
　　（6）作好混凝土的养护工作：施工养护是确保混凝土质量的重要环节，养护时间均不得少于14d。对于底板、顶板可采用覆盖2层草袋，以每天浇水2～3次进行养护；对于墙体和膨胀加强带，浇注后不少于7d才可拆模，且喷涂2次养护液或采用喷淋水管进行养护。
　　4.6 养护
　　膨胀混凝土浇筑完毕后的养护工作十分重要。膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥AEA混凝土的膨胀效能，为确保养护效果，派专人养护，建立严格的混凝土养护制度。混凝土浇筑完毕后应加强前14d保湿养护(达到全过程淋水保湿要求)。混凝土收抹平整后及时盖麻袋片严密覆盖一层。在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80%以上.以减少混凝土干缩。
　　5 结 语
　　超长无缝混凝土结构是以补偿收缩混凝土为结构材料，以加强带取代后浇带连续浇筑超长钢筋混凝土结构的一种新工艺。通过确立“膨胀加强带”的设置进行无缝设计施工技术，消除了施工后浇缝与伸缩缝，提高了整体防水性能，取消了繁琐的防水措施，简化了施工程序，缩短了施工周期，加快了施工进度并节省了工程造价。