膨脹加強帶在超長超寬建筑工程中的運用技術

0 引言

現(xiàn)代建筑設計單體樓層平面超長超寬，滿足多種功能需要，建筑體量大。以往設計設置后澆帶，不僅整體性差，主體結(jié)構(gòu)工期長而且會給施工帶來很多不便。后澆帶混凝土一般設計要求在兩側(cè)混凝土澆完42d后才能澆筑[1]，相隔時間太長，新舊混凝土之間的粘結(jié)強度難以保證，易產(chǎn)生裂縫。為實現(xiàn)工程進度需要、保證結(jié)構(gòu)混凝土連續(xù)澆筑施工，新的設計采用連續(xù)澆筑式膨脹加強帶。依據(jù)《補償收縮混凝土應用技術規(guī)程》JGJ/T 178-2009混凝土摻入膨脹劑產(chǎn)生適度膨脹，抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的干縮拉應力、溫差應力，防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫。利用加強帶內(nèi)配置細密筋及補償收縮混凝土中摻入“ZY”膨脹劑，其產(chǎn)生的后期膨脹足以抵消混凝土的收縮減少結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，從而保證結(jié)構(gòu)施工安全。本文以汽博中心改擴建項目名車廣場擴建工程為例，重點對膨脹加強帶在設置部位、施工技術操作上作相應闡述。

1 連續(xù)澆筑式膨脹加強帶代替后澆帶的設計要求

1.1 鋼筋混凝土的極限拉伸值計算[2]

混凝土和鋼筋混凝土的極限拉伸值是指這種材料的最終相對拉伸變形。普通混凝土的極限拉伸值為1.0×10-4，一般鋼筋混凝土在0.7×10-4～1.6×10-4?；炷恋臉O限拉伸與配筋有關，工程實踐證明，適當、合理地配置細密筋及摻入“ZY”膨脹劑（例如配筋細而密或摻入膨脹劑配制補償收縮混凝土），可以提高混凝土的極限拉伸和抗裂性。鋼筋混凝土不考慮徐變影響的極限拉伸值，可以按以下經(jīng)驗公式計算：

其中，εpa為鋼筋混凝土的極限拉伸值；ft為混凝土的抗拉設計強度（C40，取值2.39N/mm2）；ρ為截面配筋率ρx100，（ρ=0.42%x100，則ρ=0.42）；d為鋼筋直徑（d=0.8cm）；將數(shù)據(jù)代入公式計算得：εpa=1.82x10-4＞1.6x10-4。

由上面計算結(jié)果可以看出，連續(xù)澆筑膨脹加強帶混凝土適當配置細而密的加強鋼筋后，其混凝土抗拉能力得到適當提高，能抵抗對超長超寬結(jié)構(gòu)體系混凝土變形開裂的影響，能夠保證梁板結(jié)構(gòu)安全。

1.2 連續(xù)澆筑式膨脹加強帶的設置部位及要求

1）連續(xù)澆筑式膨脹加強帶的設置按建筑平面水平及豎向20～25m設置膨脹加強帶，盡量避開柱或平行梁內(nèi)，膨脹加強帶寬度為2.0m。

2）補償收縮混凝土中水泥水化發(fā)生體積收縮，混凝土中的水分蒸發(fā)產(chǎn)生干燥收縮，水泥水化產(chǎn)生大量水化熱和結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差變化引起收縮，這些收縮都會導致混凝土的裂縫，并且危害結(jié)構(gòu)的使用安全。膨脹劑的主要功能是補償混凝土硬化過程中的早期干縮裂縫和中期水化熱引起的溫差收縮裂縫，減少收縮開裂。結(jié)合該工程結(jié)構(gòu)設計要求，梁板膨脹加強帶兩側(cè)采用小膨脹混凝土，其指標性能混凝土在補償水中養(yǎng)護14d的限制膨脹率見表1。

表1 指標性能混凝土在補償水中養(yǎng)護14d的限制膨脹率

3）補償收縮混凝土配合比應達到設計要求的限制膨脹率，同時滿足設計的強度等級和抗?jié)B指標，應事先經(jīng)預拌混凝土供應廠商按設計要求進行配合比試驗，優(yōu)化混凝土配合比設計。同時現(xiàn)場必須精心施工和強調(diào)后期養(yǎng)護，加強現(xiàn)場監(jiān)督與管理。

圖1 連續(xù)式膨脹加強帶構(gòu)造詳圖

2 連續(xù)澆筑式膨脹加強帶的施工方法

2.1 連續(xù)澆筑式膨脹加強帶設計構(gòu)造

在膨脹加強帶兩側(cè)設置雙層0.6厚網(wǎng)孔徑5mm×5mm的鋼絲網(wǎng)作為分隔帶，并采用Ф20短鋼筋@100焊于板頂和板底水平鋼筋上予以固定，鋼絲網(wǎng)須與上下水平鋼筋、豎向加固筋綁扎牢固，不得松動，以免澆筑混凝土時被沖開，引起兩種混凝土混合，影響膨脹加強帶的效果。細部詳圖做法見圖1。

2.2 連續(xù)澆筑式膨脹加強帶施工方法

1）施工工藝流程

2）施工方法

①連續(xù)澆筑式膨脹加強帶定位

根據(jù)設計施工圖紙確定膨脹加強帶的位置，預先在模板上彈線做出標記,寬度按設計要求為2m。

②綁扎膨脹加強帶鋼筋

先按設計要求綁扎成型梁、板鋼筋，再按膨脹加強帶構(gòu)造詳圖綁扎梁、板的附加鋼筋。

③連續(xù)澆筑式膨脹加強帶兩側(cè)分隔帶施工

先在膨脹加強帶的兩側(cè)立豎向短鋼筋Φ20＠100，鋼筋長度為樓板設計厚度扣除上下保護層。并與板上下層筋綁扎焊接牢固，然后在豎向短鋼筋上掛鐵絲網(wǎng)，規(guī)格0.6厚網(wǎng)孔徑5×5mm的鋼絲網(wǎng)兩層。梁截面內(nèi)仍用Φ20鋼筋沿梁配筋空余處利用箍筋與水平筋焊接牢固（必要時可用木條從鋼筋縫中插入至梁底待臨側(cè)混凝土澆筑時拆除）。目的是澆筑混凝土時增強接縫處的側(cè)壓力，保證混凝土在接縫處振搗密實。

④澆筑框架柱混凝土

混凝土開始澆筑時，按照事先擬定的施工方案分段澆筑框架柱（C50高標號）混凝土至頂面。

⑤先澆梁板大面混凝土（小膨脹混凝土）

按澆筑梁板大面積的小膨脹混凝土施工順序，連續(xù)澆筑至膨脹加強帶一側(cè)。該工程梁板混凝土強度C40。

⑥連續(xù)澆筑加強帶混凝土（大膨脹混凝土）

沿加強帶設置寬度澆筑加強帶梁板大膨脹混凝土，使用提高一級混凝土標號[3]（該工程連續(xù)澆筑式膨脹加強帶混凝土強度等級為C45），直至該加強帶澆筑完畢。注意混凝土施工接縫處理不能超過混凝土初凝時間，一般商品混凝土接縫須在2～3h內(nèi)完成。

⑦機械抹壓收面，覆膜養(yǎng)護

專用混凝土抹壓機械進行收面（圖2），必須保證混凝土剛初凝硬化時，對加強帶兩側(cè)混凝土抹壓接縫密實。梁板混凝土收面完成及時用一層塑料薄膜覆蓋保溫、保濕養(yǎng)護（圖3），保持塑料薄膜下始終有凝結(jié)水，普通膨脹混凝土養(yǎng)護時間不少于7d，膨脹加強帶混凝土養(yǎng)護時間至少14d。設置連續(xù)式膨脹加強帶后梁板實體效果見圖4。

圖2 專用機械收面

圖3 混凝土覆膜養(yǎng)護

圖4 設置連續(xù)式膨脹加強帶后梁板實體效果

3 結(jié)語

通過設置連續(xù)澆筑式膨脹加強帶替代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設置的后澆帶，不僅施工操作簡便，更會節(jié)省勞動力，縮短工期。經(jīng)過該工程實體框架結(jié)構(gòu)成型后長時間的觀測，未發(fā)現(xiàn)梁板開裂或局部出現(xiàn)樓板少許裂縫，實測裂縫寬度均在0.2mm以內(nèi)，后期只需將裂縫用環(huán)氧樹脂進行修補即可。實踐表明，對建筑平面超長超寬結(jié)構(gòu)設置連續(xù)澆筑式膨脹加強帶施工技術會收到非常好的效果。