浅谈超长混凝土结构膨胀加强带施工工艺

【摘要】笔者通过对膨胀加强带的原理进行分析，并对某工程采用以超长混凝土结构膨胀混凝土加强带施工技术进行探讨，该方法大大提高了混凝土的密实度,混凝土的强度及抗裂、防渗性能。同时缩短工期,效果显著。

【关键词】超长混凝土；膨胀加强带；工程设计；施工工艺

随着大型化和多功能建筑越来越多，同时也出现不少的变形、开裂问题，所以必须解决由于超长混凝土结构收缩和温度变化产生变形、开裂等问题，而膨胀加强带具有保持结构的整体性好、构造简单、施工方便、施工周期短等优势，膨胀加强带的应用越来越普及。

1 工程设计

某工程总建筑面积约42000m2，地下2层，地上4层。本工程为框架剪力墙结构，南北长223.8m，东西宽为49.8m，高18.7m。结构安全等级为一级，防水等级为一级。地下室底板混凝土强度等级为C30P8，底板厚为450mm；外墙混凝土强度等级为C40P8。

1.1 原后浇带设计

根据《混凝土结构设计规范》GB 50010－2002，该项工程共设计了5 横1 纵共6 条后浇带，把结构平面划分为12 块。后浇带混凝土浇筑时间为两侧混凝土浇筑完成后2 个月。

1.2 后浇带变更原因

1.2.1 后浇带的保护、清理与凿毛给后期施工无形中增添了一定的工程量；

1.2.2 地下工程设计防水等级为一级，采用后浇带施工，增加了渗漏隐患；

1.2.3 结构工期为180d，施工工期紧，而设计要求后浇带的浇筑时间需待两侧结构混凝土浇筑后2 个月，影响总工期。

1.3 部分后浇带变更为膨胀加强带

鉴于以上原因，依据超长无缝结构技术，膨胀加强带和后浇膨胀加强带的间距可控制在50～60m，经与设计单位、监理单位沟通协商，他们同意将1条纵向后浇带和5条横向后浇带中的2 条（间隔）变更为膨胀加强带，与结构地板、墙体和楼板混凝土同时浇筑。

2 超长混凝土结构膨胀加强带的设计施工新技术

2.1 基本原理

膨胀混凝土的原理是，混凝土在膨胀时其中的钢筋（或相邻边界）对它的膨胀产生限制作用，同时在混凝土中产生相应的压应力。这种压应力能够抵消导致混凝土开裂的全部或部分拉应力，从而避免或大大减轻混凝土结构的裂缝。

HEA 膨胀剂，是以高铝熟料为主要原料生产的具有良好膨胀源的混凝土膨胀剂。其特点是膨胀能量大，干缩小，掺入到混凝土中能补偿混凝土的收缩，从而达到抗渗防裂的目的。所谓超长混凝土结构，是指混凝土长度超过现行《混凝土结构设计规范》GB 50010－2002规定的伸缩缝最大间距的混凝土结构。在混凝土中掺入HEA 膨胀剂，以膨胀加强带取代后浇带，可实现超长混凝土结构的连续浇筑。其原理是：HEA膨胀剂在混凝土硬化过程中产生膨胀作用，由于钢筋和临位约束，在结构中建立起0.2～0.7MPa 的少量预压应力（通过调整混凝土中HEA 膨胀剂掺量，可使不同区段获得不同的预压应力），以此来补偿混凝土在硬化过程中因温差和干缩产生的拉应力，从而防止裂缝出现，起到抗渗、防水的作用。使用这种方法可连续浇筑100～200m的超长结构。根据抗裂原理，只要控制混凝土的收缩与膨胀保持在一个相对的范围内，就能做到结构无缝或裂缝控制在规范允许范围内，满足工程的使用功能。

在应力集中的膨胀加强带两侧设临时隔挡措施，防止混凝土流入加强带，底板加强带间适当增加水平构造钢筋10%～15%。施工时，加强带外用掺8%～10%HEA 的小膨胀混凝土；浇筑到加强带时，用掺12%～13%HEA 的大膨胀混凝土，其强度等级比两侧混凝土高一级，即5MPa；到另一侧时，又改为浇筑掺8%～10%HEA 的小膨胀混凝土。如此循环下去，连续浇筑HEA 混凝土，实现无缝施工。通过HEA 的不同掺量，可使混凝土结构在长度方向获得相应大小的补偿收缩的膨胀应力。

2.2 超长混凝土结构膨胀加强带的施工

2.2.1 原材料的选择

工程开始施工前同预拌混凝土搅拌站进行协商沟通，要求选用性能较稳定的P.O42.5 普通硅酸盐水泥，以降低水化热。粗骨料选用碎石，级配为5～31.5mm 连续级配，且含泥量、泥块含量、针片状含量、压碎指标等，符合建筑用粗骨料Ⅱ类质量要求；细骨料选用洁净的中砂，连续级配，细度模数为2.3～2.5，含泥量＜1%；外加剂Ⅰ选用高效泵送剂；外加剂Ⅱ选用HEA 高效能膨胀剂；掺和料选用Ⅱ级原状粉煤灰，其各项指标均符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596－1991 中的Ⅱ级粉煤灰技术指标标准，以降低水化热，并且使其均匀缓慢释放，减少早期收缩，增加混凝土后期强度。

2.2.2 地下室底板加强带施工

由于底板所需混凝土量较大，考虑到北京交通现况和搅拌站供应能力不十分充足，底板加强带两侧隔挡措施采用快易收口网，以保证混凝土接槎部位的质量和减少混凝土的剔凿、清扫工作量。若混凝土供应或施工力量达到连续作业要求，采用图1的施工方法；若混凝土供应或施工力量达不到连续作业的要求，则采用“间歇式无缝施工法”，加强带一侧为台阶式。膨胀加强带的混凝土浇筑振捣没有特殊要求。

2.2.3 地下室外墙及剪力墙膨胀加强带施工

对于地下室外墙加强带，由于墙体薄、面积大，养护困难，受风速和大气温度影响大，容易出现收缩裂缝，采用分段浇筑墙体。先用掺8%～10%HEA 的小膨胀混凝土，养护14d 后，再用掺12%～13%HEA 的大膨胀混凝土浇筑加强带。此方法与传统后浇带相同，要用快易收口网和遇水膨胀止水带，可比传统后浇带缩短工期30d 左右。后浇大膨胀混凝土（掺12%～13%HEA）前，应将后浇带两侧的接槎部位（钢丝网或快易收口网）表面清理干净，钢丝网最好剔除。若临时隔挡措施采用竹胶板，则应将接槎部位凿毛，剔凿至漏出混凝土石子，清除干净后用水湿润。外墙防水加做一道防水增强层。

2.2.4 楼板膨胀加强带施工

对于超长结构楼板，采用泵送混凝土的收缩值比现浇混凝土的大20%～30%。为减少有害裂缝，除采用大膨胀混凝土浇筑外，应在膨胀加强带处增加细而密的双向配筋。楼板较薄，混凝土供应容易得到保证，所以楼板混凝土加强带隔挡措施采用竹胶板。施工前将按钢筋间距大小裁好的竹胶板插入楼板钢筋中，并用同一垂直线上的水平钢筋作背楞。当膨胀加强带内外的混凝土均浇筑完毕后，把竹胶板拔出，将插板处重新振捣一遍，以保证混凝土紧密结合。

超长无缝结构混凝土浇筑时，应与预拌混凝土搅拌站加强联系，保证加强膨胀带混凝土能根据现场的浇筑进度得到及时拌制和供应，并严格按配合比和施工组织设计进行施工。对于与两侧小膨胀混凝土同时浇筑的膨胀加强带的混凝土，浇筑工具可根据现场实际情况选用。若膨胀带的混凝土浇筑量较大，且现场情况允许，可采用专用混凝土泵车来浇筑该部分混凝土；若浇筑量不大，一般采用塔吊、灰斗就能满足该部分混凝土浇筑需要。一般不采用加强膨胀带混凝土与其他混凝土同车浇筑，除非有特殊措施，能保证一般混凝土不进入加强膨胀带内。混凝土浇筑完毕，进行混凝土表面处理，及时浇水养护；大体积混凝土还应覆盖一层塑料薄膜及保温被进行保温保湿养护，并加强温度监控。

3 结语

总之，现代建筑采用膨胀混凝土加强带取代后浇带的连续浇筑超长混凝土结构,施工很便利,比预计工期提前了,在后期的施工和使用中没有发现裂纹,经检测混凝土结构的强度、抗裂防渗性能都得到了提高。因此,在超长混凝土结构施工中使用膨胀混凝土是一种切实可行的方法,具有一定的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]邬疆，大面积混凝土连续整体浇筑法结合膨胀加强带施工技术[J].广东土木与建筑, 2009.11

[2]曾国燕, 膨胀加强带施工技术在工程中的应用[J].广西城镇建设,2008.03

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