超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土結(jié)構(gòu)在施工中的應(yīng)用

羅　驥

(四川省第三建筑工程公司，四川成都 610051)

在混凝土工程設(shè)計(jì)、施工中，常規(guī)后澆帶施工，工序繁多，時(shí)間跨度長(zhǎng)，施工成本高，而且難以保證整體質(zhì)量，給建筑裝飾也帶來(lái)隱患。我們?cè)诠こ淌┕?shí)踐中，利用UEA混凝土補(bǔ)償收縮的原理，采用膨脹加強(qiáng)帶替代后澆帶，實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)鋼筋混凝土的無(wú)縫施工，為同類的工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

1　基本原理

UEA混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生膨脹作用，在鋼筋和鄰位約束下，鋼筋受拉，而混凝土受壓，當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時(shí)，

則：Ac·σc=As·Es·ε2

設(shè)：μ=As/Ac，

則σc=μ·Es·ε2

(1)

式中：σc為混凝土預(yù)壓應(yīng)力(MPa)；As為鋼筋截面積；μ為配筋率(%)；Ac為混凝土截面積；Es為鋼筋彈性模量(MPa)；ε2為混凝土的限制膨脹率(%)。

由(1)式可見(jiàn)，σc與ε2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，通過(guò)調(diào)整UEA的摻量，可使混凝土獲得0.2～0.7 MPa的預(yù)壓應(yīng)力，根據(jù)水平法向力σx分布曲線，設(shè)想在應(yīng)力大的地方施加較大的膨脹應(yīng)力σc，而在兩側(cè)施加較小的膨脹應(yīng)力，全面地補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制有序裂縫的出現(xiàn)。

由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)大化和復(fù)雜化，取消后澆帶的超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土結(jié)構(gòu)施工必須根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)靈活運(yùn)用，沉降縫不能取消，具有沉降性質(zhì)的后澆帶也不能取消。UEA加強(qiáng)帶的性質(zhì)是以較大膨脹應(yīng)力補(bǔ)償溫差收縮應(yīng)力集中的地方，所以，它可以取消后澆帶。加強(qiáng)帶的間距可控制在40～60 m，一般可連續(xù)澆注100～200 m超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。

2　工程應(yīng)用實(shí)例

某工程大劇場(chǎng)部分為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，地下二層，地上高約30 m，最長(zhǎng)邊約80 m，最短邊約50 m，筏板厚度為1.2 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35～C40。

本工程觀眾廳部分與舞臺(tái)部分基礎(chǔ)埋深差別較大，后澆帶既起沉降作用，又起伸縮作用，故不可用膨脹加強(qiáng)帶來(lái)代替，因而觀眾廳與舞臺(tái)之間仍存在后澆帶。舞臺(tái)部分原設(shè)計(jì)也是考慮后澆帶，但是由于工程工期很緊，根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)改用UEA補(bǔ)償性混凝土來(lái)代替伸縮縫，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫施工，在地下室筏板、墻體、地上各樓層設(shè)置二道2 m寬限的膨脹帶加強(qiáng)帶(成“十”字形布置，將建筑分為四部分)，以控制混凝土溫度、收縮裂縫。

2.1　混凝土試配

膨脹混凝土的試配，重點(diǎn)解決超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土施工中UEA摻量控制和降低混凝土水化熱。

根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)和多次實(shí)驗(yàn)，我們確定普通部位膨脹混凝土摻11 %UEA；膨脹加強(qiáng)帶部位混凝土摻14 %UEA。

2.2　筏板膨脹加強(qiáng)帶施工

(1)混凝土澆筑方向。首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，混凝土供應(yīng)能力，澆筑能力，確定筏板混凝土澆筑方向。施工時(shí)澆筑采用斜向推進(jìn)、分層連續(xù)澆筑方法，膨脹加強(qiáng)帶外摻11 %UEA的C35、P8小膨脹混凝土，澆筑到加強(qiáng)帶時(shí)，澆摻14 %UEA的C40、P8大膨脹混凝土，到另一側(cè)時(shí)，又改為澆筑摻11%UEA的C35、P8小膨脹混凝土。

(2)確定膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置。膨脹加強(qiáng)帶寬為2 m，兩側(cè)架雙層鋼絲網(wǎng)，為防止混凝土壓破雙層鋼絲網(wǎng)，在上下層主筋之間點(diǎn)焊φ25@200的雙向鋼筋加強(qiáng)網(wǎng)。

(3)膨脹加強(qiáng)帶處的澆筑方向。3臺(tái)混凝土泵加一條溜槽從一條邊開(kāi)始向同一方向澆筑，澆筑整個(gè)過(guò)程中，應(yīng)保證退泵連續(xù)澆筑超長(zhǎng)無(wú)縫筏板混凝土，保證1臺(tái)泵機(jī)動(dòng)配合塔吊吊斗進(jìn)行膨脹加強(qiáng)帶和墻體混凝土澆筑。

(4)主要技術(shù)措施

1)混凝土澆筑時(shí)，注意嚴(yán)防其它部位混凝土進(jìn)入膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)，以免影響設(shè)計(jì)效果。澆筑混凝土前的潤(rùn)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(yán)禁進(jìn)入工作面。嚴(yán)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(diǎn)。對(duì)作業(yè)面散落的混凝土，拆管倒出的混凝土，潤(rùn)管漿等應(yīng)吊出作業(yè)面外。

2)在混凝土澆筑至膨脹加強(qiáng)帶附近時(shí)，應(yīng)注意使振動(dòng)棒插搗點(diǎn)與密目鋼絲網(wǎng)保持距離不小于30 cm，并不得過(guò)振。

3)膨脹加強(qiáng)帶處混凝土采取塔吊吊斗吊運(yùn)和混凝土輸送管泵并用。加強(qiáng)帶處超長(zhǎng)無(wú)縫筏板混凝土澆筑在一側(cè)混凝土澆筑完畢后進(jìn)行，墻體混凝土待該部位超長(zhǎng)無(wú)縫筏板混凝土初凝后終凝前澆筑。膨脹帶混凝土，振搗棒可靠近密目鋼絲網(wǎng)，但不得碰撞。

4)超長(zhǎng)無(wú)縫筏板板面上的板面粗鋼筋處，容易在振搗后、初凝前出現(xiàn)早期塑性裂縫和沉降裂縫，必須通過(guò)控制下料和二次振搗予以消除，以免成為混凝土的缺陷，導(dǎo)致應(yīng)力集中，影響溫度收縮裂縫的防治效果。底板澆筑至標(biāo)高后，在終凝前反復(fù)抹壓多次，防止混凝土表面的沉縮裂縫出現(xiàn)。

5)膨脹混凝土只有充分濕養(yǎng)護(hù)才能發(fā)揮UEA混凝土的膨脹效能，必須提高養(yǎng)護(hù)意識(shí)，設(shè)立專職養(yǎng)護(hù)人員，建立嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護(hù)制度?；炷翝仓戤吅蠹磻?yīng)保濕養(yǎng)護(hù)14 d?；炷潦掌胶?，用塑料膜嚴(yán)密覆蓋，再蓋草袋一層。在養(yǎng)護(hù)期噴灑霧狀水保持環(huán)境相對(duì)濕度在80 %以上，以減少混凝土干縮。

2.3　墻體膨脹加強(qiáng)帶施工

為釋放部分收縮應(yīng)力，在墻體施工中采用了“后澆膨脹加強(qiáng)帶”的施工方法，即以膨脹加強(qiáng)帶為界，分段澆筑摻11 %UEA的C35、P8小膨脹混凝土，養(yǎng)護(hù)7 d后(因工期緊，達(dá)不到28 d)，用摻14 %UEA的C40、P8大膨脹混凝土回填膨脹加強(qiáng)帶。后澆筑膨脹加強(qiáng)帶可按照傳統(tǒng)后澆帶設(shè)置。

在混凝土澆筑2 d后，松動(dòng)模板1～2 mm，在墻體頂部設(shè)置花管淋水養(yǎng)護(hù)，拆模后繼續(xù)淋水養(yǎng)護(hù)至14 d。

2.4　樓板膨脹加強(qiáng)帶施工

樓板膨脹加強(qiáng)帶用密目鋼絲網(wǎng)隔開(kāi)，固定方法同筏板。澆筑時(shí)采用齊頭并進(jìn)、連續(xù)澆筑的方法，膨脹加強(qiáng)帶外用摻11 %UEA的小膨脹混凝土，澆筑到加強(qiáng)帶時(shí)，用摻14 %UEA的大膨脹混凝土，到另一側(cè)時(shí)，又改為澆筑摻11 %UEA混凝土。

3　應(yīng)用效果

3.1　工期對(duì)比

按常規(guī)設(shè)計(jì)要求，每30～40 m設(shè)一道后澆帶，等主體結(jié)構(gòu)封頂一個(gè)月且月沉降量小于0.05 mm后，再澆筑膨脹混凝土，將延長(zhǎng)工期60 d左右。本工程采用超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土結(jié)構(gòu)后，每樓層混凝土實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑施工，縮短了工期。

3.2　經(jīng)濟(jì)效益分析

本工程膨脹加強(qiáng)帶與樓層板同時(shí)澆筑，省去保護(hù)后澆帶而砌筑的磚墻及上面蓋板，同時(shí)省去后澆帶的清理工作，每道膨脹加強(qiáng)帶與板同時(shí)澆筑，省略腳手架的后期搭設(shè)，降低了工程造價(jià)。

3.3　工程質(zhì)量

按照施工前編制的詳細(xì)可行性的施工方案、技術(shù)交底、嚴(yán)格執(zhí)行，溫度控制的結(jié)果表明，混凝土內(nèi)外溫差未超過(guò)25 ℃；實(shí)現(xiàn)了筏板混凝土澆筑的連續(xù)施工；澆筑完成后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察，未發(fā)現(xiàn)裂縫；取得了超長(zhǎng)無(wú)縫結(jié)構(gòu)筏板混凝土澆筑的成功。

5　總結(jié)

超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土結(jié)構(gòu)是以UEA補(bǔ)償收縮混凝土為結(jié)構(gòu)材料，以加強(qiáng)帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一種工藝。在本工程中，對(duì)底板和樓板采用加強(qiáng)帶取代后澆帶并取得成功，證明采用超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是一種有效的施工工藝，有利于滿足工程質(zhì)量要求和建筑造型的要求，簡(jiǎn)化了施工工序、縮短了工期，降低了工程成本。