浅谈超长大体积钢筋砼无缝施工技术在地下室底板结构中的应用

摘要：本文通过工程实例首先对超长大体积钢筋砼传统做法产生裂缝进行原因分析，根据裂缝原因提出无缝施工设计原理，利用该技术运用于地下室底板超长大体积钢筋砼结构中达到了预期的效果，并且进行了总结，充分论述了这项技术替代传统的砼后浇带施工技术而实现超长大体积钢筋砼地下室底板结构的无缝施工，证明该技术能够有效地控制地下室底板钢筋砼裂缝问题，同时还具有许多优点。

关键词：超长大体积钢筋砼 无缝施工技术 后浇带 膨胀加强带

一、工程概况

某写字楼工程采用框架剪力墙结构，建筑面积约44052㎡，地下室部分设计为人防地下室，地下室建筑面积约12901.8㎡，地下室总长度为112m，宽76m，地下室底板厚度为600mm，是典型的超长大体积钢筋砼结构。本工程地下室底板原设计设置两道后浇带，从工期及结构整体性的要求上考虑，建设单位要求设计单位变更设计，采用无缝施工新技术，因为这种传统的后浇带施工，工序复杂，施工时间长，质量不易保证，要等50天后才能再浇筑混凝土，对工程进度和工程质量影响较大。通过设计变更，本工程地下室钢筋砼底板通过设置膨胀加强带，每个膨胀加强带宽为2m，进行超长大体积钢筋混凝土结构的无缝施工。

二、超长大体积钢筋砼结构裂缝的原因分析

超长大体积钢筋砼结构的裂缝是建筑工程长期困扰的一个技术难题，采用传统的后浇带施工技术一直未能很好地解决。超长大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的，各类裂缝产生的主要影响因素有两种：一是温度应力产生的裂缝，混凝土水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝。二是混凝土收缩产生的裂缝，收缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果，混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。因此防止混凝土出现有害裂缝是超长大体积钢筋砼结构无缝施工技术的关键问题。

三、无缝施工设计原理

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。要完全不需设置后浇带（主要为伸缩缝），就必须降低混凝土温差和混凝土的收缩，或提高混凝土的极限拉伸值；但要提高混凝土的极限位伸值是十分困难的，因而只能靠设法降低混凝土的水化热和收缩，控制混凝土因温差或收缩引起的拉应变不大于混凝土的极限拉伸，则混凝土可以不设伸缩缝而不开裂。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0.2MPa～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。考虑到膨胀作用会使强度降低，膨胀加强带的混凝土强度等级应该提高，用这样的方法进行施工达到超长大体积钢筋砼无缝结构的目的。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。

四、无缝技术的施工应用

1.膨胀加强带的设置及做法

膨胀加强带的位置宜布置在拉应力较大、配筋变化及截面突变的部位及应力集中的部位。根据工程平面形式，本工程长边方向上设置2条膨胀加强带，短边方向上设置1条膨胀加强带。在膨胀加强带混凝土内掺入铝酸钙膨胀剂，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快易收口网分隔。

2.膨胀混凝土膨胀剂的掺入量

膨胀混凝土用于超长大体积结构无缝施工，其限制膨胀率设计和设定非常重要，膨胀率偏小，则补偿收缩能力不足，无缝施工难以实现，膨胀率过大，对混凝土强度有明显的影响。膨胀剂掺量一般为胶结材料的8%～12%，将其掺到水泥中，拌成的补偿收缩混凝土，利用收缩膨胀测定仪测定，在限制条件下产生的膨胀率为0.02%～0.04%，在配筋率μ=0.2～0.8%时，在钢筋的约束下，可在混凝土中产生0.2～0.7MPa的预压应力，这一预压应力大致可抵消混凝土硬化过程中产生的收缩拉应力，从而使结构不裂或把裂缝控制在无害范围内。

本工程膨胀加强带的膨胀混凝土采用C35P12，铝酸钙膨胀剂掺量为胶结材料的12%，膨胀率0.03%，不替代水泥，保证了其强度，水灰比为0.47，混凝土的坍落度为18～20cm.。

3.无缝施工的技术要点

3.1施工中以膨胀加强带为界分段施工，释放热量。按照膨胀加强带的位置确定混凝土浇筑方向。第一段混凝土浇筑时，用小膨胀混凝土向膨胀加强带方向浇筑，浇筑完第一段混凝土后3 天才能进行第二段混凝土的浇筑，第二段混凝土浇筑时，采用二台泵进行，先用小膨胀混凝土向第一段膨胀加强带方向浇筑，在接近膨胀加强带位置时，提前1.5小时用一台泵配合塔吊进行膨胀加强带混凝土浇筑，等膨胀加强带混凝土浇筑完毕后，再用小膨胀混凝土浇筑加强带两侧；其余段按照第二段方法施工。在混凝土浇筑至膨胀加强带附近时，应注意使振动棒插捣点与快易收口网保持距离不小于30cm，并不得过振。

3.2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。

3.3膨胀混凝土浇筑完毕后的养护工作十分重要，是保证混凝土质量的重要措施之一。膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥铝酸钙膨胀剂混凝土的膨胀效能，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。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。

3.4加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人，要切实落实施工方案。

4.无缝技术的施工效果和施工总结

在本工程地下室底板超长大体积钢筋砼施工应用中，采用无缝技术替代后浇带成功地解决了超长大体积钢筋砼的裂缝问题，实现了地下室底板结构的无缝施工。为此有必要进行施工总结，以便该技术的推广和应用。

4.1膨胀加强带的设置及做法是实现无缝施工的关键。

4.2加强带中膨胀混凝土的质量是实现无缝施工的重要保证。

4.3做好混凝土终凝前的二次抹压，是实现无缝施工的重要施工工序。

4.4膨胀加强带中膨胀混凝土养护工作，是实现无缝施工的重要环节。

4.5膨胀混凝土终凝后应避免外界施加荷载，是实现无缝施工的重要成品保护工作。

4.6膨胀混凝土中铝酸钙膨胀剂的掺入量，是实现无缝施工的重要影响。

五、结束语

利用无缝施工的设计原理，对地下室底板超长大体积钢筋砼采用膨胀加强带取代后浇带，实现了超长大体积钢筋混凝土结构的无缝施工，基本上克服了混凝土裂缝问题， 同时采用无缝施工技术可以简化施工工艺，用其取代后浇带，避免了后浇带部位长期占用周转材料器具及模板，也避免在砌体施工期间因后浇带脚手架而影响进度，省去后浇带的清缝、凿毛、钢筋除锈等复杂工序，节省了人工，同时解决了因施工不当而造成的结构渗漏等隐患，值得推广应用，但是与采用后浇带工艺相比造价相对较高，应综合考虑。■