膨脹加強(qiáng)帶替代后澆帶的施工技術(shù)研究

馮斌超

上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200120

在過去的十幾年，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會生產(chǎn)力的快速發(fā)展，人們對建筑的多功能、長久性要求不斷提高，工程結(jié)構(gòu)形式與工藝技術(shù)越來越復(fù)雜，建設(shè)規(guī)模也越來越龐大。超大結(jié)構(gòu)及大體積混凝土建筑的應(yīng)用逐漸普遍化，施工難度也越來越大。因此而產(chǎn)生的裂縫問題嚴(yán)重困擾著工程施工。

裂縫的存在，一方面影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，另一方面也影響了結(jié)構(gòu)的自防水性能和美觀。針對此類問題，多數(shù)工程依靠設(shè)置后澆帶來解決混凝土收縮和溫度變化問題，但在實(shí)際工程施工中，后澆帶經(jīng)常會由于無法封閉、因工況限制局部不能清理到位等原因造成工程進(jìn)度推遲和滲水隱患，對工程連續(xù)施工和質(zhì)量均有較大的影響。因此，在面對底板和頂板的超大體積混凝土施工時(shí)，如何有效預(yù)防溫度變化過大和混凝土收縮，防止有害裂縫的產(chǎn)生，避免結(jié)構(gòu)防水性能下降，對大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工具有極其重要的意義[1-3]。

本文以合肥科技館新館（自然博物館）項(xiàng)目中地下室底板及頂板采用膨脹加強(qiáng)帶為例，探討在連續(xù)施工的大體積混凝土中運(yùn)用膨脹加強(qiáng)帶技術(shù)，以增強(qiáng)混凝土抵抗收縮應(yīng)力的能力，并進(jìn)一步探索通過膨脹加強(qiáng)帶在實(shí)際工程中的合理設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對施工區(qū)域的合理規(guī)劃，同各分包專業(yè)進(jìn)行流水設(shè)計(jì)與施工，從而進(jìn)一步提升施工現(xiàn)場生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

1 后澆帶改為膨脹加強(qiáng)帶的總體設(shè)想

合肥科技館新館（自然博物館）原設(shè)計(jì)采用溫度后澆帶，但溫度后澆帶會有60 d封閉期，若后澆帶不封閉，則砌筑、機(jī)電管線無法全面連續(xù)進(jìn)行，雨水將沿著后澆帶進(jìn)入地下室，導(dǎo)致地下室積水，給后期施工帶來不便，影響工期。同時(shí)，后澆帶導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)被分為相對獨(dú)立的小區(qū)塊，無法形成整體受力體系，當(dāng)出現(xiàn)后澆帶未封閉而地下室土方回填工況時(shí)，土側(cè)壓力可能造成周邊區(qū)塊位移、傾斜或后澆帶位置鋼筋受壓變形。

膨脹加強(qiáng)帶可以多塊區(qū)域同時(shí)施工，從而縮短工期，能盡早使結(jié)構(gòu)形成整體受力體系，降低因土側(cè)壓力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形的風(fēng)險(xiǎn)，有利于抗震。綜合考慮以上情況，決定將地下室底板、外墻及頂板溫度后澆帶在原位置調(diào)整為膨脹加強(qiáng)帶，帶寬由800 mm調(diào)整為2 000 mm，采取優(yōu)化配合比、嚴(yán)格控制澆筑順序、使用多次抹壓、增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等措施進(jìn)行裂縫控制。

經(jīng)過探討，以類似工程為對比，在長度和寬度方向上每隔30～60 m設(shè)置1條加強(qiáng)帶，為使加強(qiáng)帶內(nèi)部的混凝土與外部的混凝土隔開，用密孔鋼絲網(wǎng)設(shè)置在加強(qiáng)帶兩側(cè)的上下鋼筋之間，兩端分別與上下鋼筋相連。

2 膨脹加強(qiáng)帶的原理

膨脹加強(qiáng)帶的技術(shù)原理[4]是在對應(yīng)部位的混凝土中加入一定量的膨脹劑，加入的膨脹劑與混凝土內(nèi)原有的水化物產(chǎn)生對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生膨脹現(xiàn)象。

高效混凝土膨脹劑UEA的主要化學(xué)成分是無機(jī)鋁酸鹽以及硫酸鹽，當(dāng)膨脹劑加入到普通硅酸鹽水泥混凝土中并遇水后，會與之發(fā)生對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，從而生成大量的水化硫鋁酸鈣，水化硫鋁酸鈣是一種能使混凝土產(chǎn)生膨脹反應(yīng)的化學(xué)產(chǎn)物。

3 施工材料

設(shè)計(jì)原則：在確?；炷琳w滿足受力要求的前提下，最大限度提升其抗拉以及抗折強(qiáng)度，另一方面通過降低水泥和水的成分比例，達(dá)到減少混凝土收縮的目的。

3.1 混凝土原材料控制

根據(jù)調(diào)研與攪拌站推薦，原材料品牌與性能如下：

1）水泥品種選用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，摻加適量粉煤灰等摻合料，避免混凝土早期熱量集中釋放，降低混凝土熱量釋放峰值，充分利用混凝土后期強(qiáng)度。

2）砂采用優(yōu)質(zhì)中砂。

3）碎石采用合肥當(dāng)?shù)禺a(chǎn)優(yōu)質(zhì)碎石，防水劑采用復(fù)合防水劑。

3.2 混凝土入模溫度控制

1）降低入模溫度。

2）合理布置混凝土運(yùn)輸線路，盡可能減少運(yùn)輸時(shí)間，從而減少混凝土發(fā)熱。

3）在施工現(xiàn)場設(shè)置混凝土車專用通道，清理場地周邊，確保泵車及混凝土罐車的順利通行，從而縮短混凝土澆筑時(shí)間。

4）罐車與泵管有隔熱覆蓋，降低環(huán)境溫度對混凝土泵送過程中的影響。

5）要求攪拌站對粗、細(xì)骨料進(jìn)行遮陽覆蓋，避免陽光直射。

6）拌和用水采用低于常溫的市政管道水。

7）混凝土進(jìn)場澆筑時(shí)測量入模溫度，根據(jù)所測溫度通知攪拌站實(shí)時(shí)調(diào)整拌和溫度，控制混凝土入模溫度不高于環(huán)境溫度5 K。

3.3 混凝土下料、振搗控制

1）根據(jù)混凝土量來確定混凝土澆筑時(shí)間，從而進(jìn)一步明確對應(yīng)的所需混凝土泵車和罐車數(shù)量，制定詳盡合理的澆筑計(jì)劃。

2）對混凝土作業(yè)班組開展專題交底學(xué)習(xí)會議，并落實(shí)到人。在施工過程中，全程監(jiān)管，控制混凝土澆筑質(zhì)量，同時(shí)確?；炷翝仓^程中的施工安全。

3）對于混凝土振動(dòng)棒的使用，作出以下要求：在澆筑過程中，混凝土振動(dòng)棒秉承“快插慢拔”的原則，并均勻布置振點(diǎn)；對于施工縫和存在預(yù)埋件的部位，加大振搗力度、延長振搗時(shí)間；對于大體積的底板混凝土，需進(jìn)行二次復(fù)振，并確保在混凝土終凝前2 h內(nèi)完成振搗作業(yè)。

4）泵送混凝土入模時(shí)，端部軟管均勻移動(dòng)，使每層布料均勻，不成堆澆筑。

5）對于墻體部位的混凝土，要控制澆筑厚度進(jìn)行分層澆筑，一般情況下分層澆筑厚度不大于1 m。振動(dòng)棒需插入墻體內(nèi)部，從而最大限度地消除墻體混凝土裂縫，且不可多振和漏振。

6）在混凝土澆筑過程中，正確使用振動(dòng)棒是重中之重。對于振動(dòng)棒的振搗時(shí)間和插入深度的控制必須嚴(yán)格按照要求執(zhí)行。對于混凝土流淌的最近點(diǎn)和最遠(yuǎn)點(diǎn)要重點(diǎn)控制，且須振搗2次，從而提高混凝土的密實(shí)度。

7）為防止混凝土離析現(xiàn)象發(fā)生，在混凝土澆筑過程中要嚴(yán)格控制其自由傾倒高度，必須控制在2 m以內(nèi)。

8）振動(dòng)棒在振搗過程中要避免觸碰鋼筋以及預(yù)埋件，同時(shí)要安排專人在振搗過程中隨時(shí)敲擊模板。

9）混凝土澆筑施工開始前，需安排專人對模板進(jìn)行灑水濕潤作業(yè)，避免混凝土因缺水而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

3.4 混凝土收光與養(yǎng)護(hù)

1）混凝土澆筑完成后，安排專人使用刮杠對其進(jìn)行整體表面找平作業(yè)。收光完成后要設(shè)置警戒線，在混凝土終凝前2 h以內(nèi)，使用混凝土提漿機(jī)對其進(jìn)行二次收光。

2）樓板和底板的混凝土養(yǎng)護(hù)：安排人員進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，并大面積覆蓋土工織物或草簾，對混凝土進(jìn)行保護(hù)。

3）墻、柱的混凝土養(yǎng)護(hù)：在模板拆除后，使用塑料薄膜將其覆蓋，從而確?；炷两Y(jié)構(gòu)中的水分不會發(fā)生大規(guī)模流失。

4）養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。

4 施工方案

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的要求，底板各施工倉區(qū)按后澆帶劃分。為了進(jìn)一步增強(qiáng)防水效果，在置留于底板上500 mm處的地下室外墻施工縫內(nèi)增加厚度為3 mm的止水鋼板，將地下室內(nèi)墻水平施工縫直接留在基礎(chǔ)底板或樓板的上表面處。在施工過程中，混凝土的輸送以汽車泵和車載泵相結(jié)合的方式進(jìn)行，在底板澆筑混凝土?xí)r不可中斷，每個(gè)倉段部分的混凝土根據(jù)計(jì)劃一次性連續(xù)澆筑完成。

平面結(jié)構(gòu)板（地下室底板、頂板及樓板）在膨脹加強(qiáng)帶位置采取增強(qiáng)措施，在垂直于施工縫長度方向增加構(gòu)造鋼筋，主要做法為將直徑12 mm、間距200 mm構(gòu)造鋼筋整齊均勻地綁扎在上下層鋼筋上，在跳倉施工縫兩端各伸出的長度不小于1 000 mm，并固定于上下層鋼筋上。

用快易收口網(wǎng)隔開間歇式膨脹加強(qiáng)帶的兩側(cè)，如圖1、圖2所示。

圖1 連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造做法

圖2 間歇式膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造做法

5 混凝土澆筑要求

在澆筑混凝土之前，需要澆水濕透基層和模板，在計(jì)劃澆筑段中進(jìn)行連續(xù)混凝土澆筑，采取整體分層連續(xù)澆筑或者推移式連續(xù)澆筑法施工。澆筑層以300～500 mm厚度為一層進(jìn)行分層整體連續(xù)澆筑。整體分層連續(xù)澆筑或者推移式連續(xù)澆筑法可縮短間歇時(shí)間，保證了混凝土供應(yīng)速度大于混凝土初凝速度，澆筑最長時(shí)間不超過混凝土的初凝時(shí)間。

為方便混凝土的噴霧養(yǎng)護(hù)，在澆筑混凝土?xí)r需要注意澆筑方向?yàn)檠貪仓K的場邊從一頭向另一頭推進(jìn)，此外也保證了第一遍收光覆蓋、第二遍收光覆蓋等工序的流水銜接。澆筑每個(gè)跨度時(shí)，材料從梁柱節(jié)點(diǎn)下料，傾斜平面被層層推至兩端，材料在推進(jìn)到跨度的中間部分后移動(dòng)到梁柱節(jié)點(diǎn)處。

為確?；炷梁褪湛诰W(wǎng)的黏合質(zhì)量，在接縫處的混凝土振搗需要格外小心細(xì)致，在保證混凝土密實(shí)的同時(shí)防止閉合網(wǎng)被破壞。在施工過程中，為避免出現(xiàn)施工冷縫等軟弱結(jié)合面，需格外注意混凝土的澆筑速度。澆筑面及時(shí)進(jìn)行二次抹壓，在初凝階段進(jìn)行第1次抹壓，終凝階段進(jìn)行第2次抹壓。第3次抹壓則是在終凝前采用人工方式或抹面機(jī)器進(jìn)行。

在混凝土澆筑時(shí)，梁、梁柱節(jié)點(diǎn)處振搗密實(shí)，板振搗均勻。噴霧養(yǎng)護(hù)在混凝土進(jìn)入模具并用刮杠刮平后開始。第1次人工抹壓和收光工作在混凝土初凝前后開始，需要一邊壓抹，一邊收光覆蓋薄膜；第2次人工抹壓在混凝土終凝前后進(jìn)行，收光完畢后重新覆蓋薄膜與覆蓋土工織物。

6 結(jié)語

合肥科技館新館（自然博物館）采用連續(xù)澆筑式膨脹加強(qiáng)帶替代傳統(tǒng)后澆帶，提升了現(xiàn)場管理效率，不僅使得施工操作簡便，而且節(jié)省了勞動(dòng)力資源和工期，使地下室后澆帶封閉時(shí)間提前了2個(gè)月，保證后續(xù)的砌體結(jié)構(gòu)和機(jī)電管線作業(yè)順利插入施工。

該工程地板結(jié)構(gòu)成形后經(jīng)過長時(shí)間的連續(xù)測量，基礎(chǔ)底板未出現(xiàn)有害裂縫，未發(fā)現(xiàn)梁板開裂，現(xiàn)場實(shí)測裂縫寬度均控制在0.2 mm以內(nèi)。實(shí)踐表明，對于建筑平面超長超寬結(jié)構(gòu)的施工，應(yīng)用連續(xù)澆筑式膨脹加強(qiáng)帶技術(shù)將取得良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 龍葉天,周佳軍,雷曉勤,等.超厚超長型筏形基礎(chǔ)加強(qiáng)帶的施工技術(shù)[J].混凝土與水泥制品,2011(3):62-66.

[2] 王玉龍.膨脹加強(qiáng)帶替代收縮后澆帶"無縫"施工關(guān)鍵技術(shù)[J].建筑,2020(6):78-80.

[3] 鄧亮.南方夏季高溫條件下的膨脹加強(qiáng)帶施工工藝[J].山西建筑,2007,33(20):148-149.

[4] 中國建筑材料科學(xué)研究總院,長業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司.補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程:JGJ/T 178—2009[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.