膨胀加强带施工.doc

超长钢筋混凝土结构无缝施工技术
绥芬河酒店项目部
【摘要】介绍超常结构施工的基本原理，通过工程实例介绍超常结构采用膨胀加强带替代加强带的施工技术要点
【关键词】超长钢筋混凝土结构、施工技术
在超长钢筋混凝土结构施工中，为防止混凝土受温度应力和干缩应力而引起开裂，施工中通长采用设置后浇带的方法加以处理。一般每30～40m设一道后浇带，等40～50天后再浇筑膨胀混凝土。这种常规的后浇带施工，工序复杂，施工时间长，质量不易保证。在该工程施工中，利用UEA膨胀混凝土补偿收缩的原理，采用膨胀加强带代替后浇带，实现了超长钢筋混凝土结构的无缝施工，为类似工程积累了经验。
1、工程概况
中俄绥-波互市贸易区五星级酒店工程位于黑龙江省绥芬河市中俄边境贸易区内，框架剪力墙结构，建筑面积49000㎡，由主楼和裙楼组成。主楼为矩形，地下一层，地上八层，局部九层，主楼总长度为178.0m，宽25.5m，高40.05m。
在主体施工期间正值7、8月份，多风季节，昼夜温差大，环境条件比较恶劣，加之工期及结构整体性的要求，施工单位及业主希望不留置后浇带。为了满足施工要求，施工中利用UEA混凝土补偿收缩的原理，采用膨胀加强带替代后浇带，178.0m的超长结构通过设置膨胀加强带解决超长结构无缝施工技术。
2、技术措施
2.1利用膨胀混凝土补偿收缩原理，控制裂缝出现
无缝设计的思路是“抗放结合，以抗为主”的原则。UEA混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时：
则：Ac·σc=As·Es·ε2
设：μ=As/Ac，
则σc=μ·Es·ε2……（1）
式中σc—混凝土预压应力（Mpa），As—钢筋截面积，μ—配筋率（%），Ac—混凝土截面积，Es—钢筋弹性模量(Mpa),ε2—混凝土的限制膨胀率(%)。
由（1）式可见，σc与ε2成正比例关系，而限制膨胀率ε2随UEA的掺量增加而增加，所以，通过调整UEA的掺量，可使膨胀加强带混凝土获得0.2～0.7MPa的预压应力。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。
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，实现连续浇捣。
2.2合理设置膨胀加强带
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。该工程主楼层数八层，裙楼层数一层，主裙楼之间由于层数、荷载等差别较大而采用后浇带，后浇带既起沉降作用，又起伸缩作用，不能取消；主楼长度178.0m，2～7层楼层长度及宽度无变化，荷载、地基土质均匀，不设计沉降缝。在1～T4轴、T4～12轴、12～T9轴和T9～22轴之间分别用膨胀加强带代替后浇带，加强带宽2.0m，增加膨胀加强带内纵向钢筋，混凝土标号提高一个等级，并增加UEA膨胀剂的掺量。
膨胀加强带设置见下图

2.3膨胀加强带做法
在膨胀加强带混凝土内掺入UEA-H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。根据工程实际情况，膨胀加强带每隔40m设置一个，加强带两侧采用快易收口网封堵（成品），为防止混凝土压坏收口网，在上下主筋之间焊接Φ8@400双向钢筋骨架加强。

2.4混凝土试配
2.4.1膨胀混凝土的试配。膨胀混凝土用于超长结构无缝施工，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。根据试配经验，UEA掺量占胶结材料的10%～12%之间，同时利用收缩膨胀测定仪测定，其膨胀率ε2=2～4×10-4，在配筋率μ=0.2～0.8%时，可在结构中建立0.2～0.7MPa的预压应力，这一预压应力可补偿混凝土在硬化过程中产生温差和干缩的拉应力。
根据上述条件，配合比在满足施工工艺的情况下尽量减小混凝土的坍落度以减少混凝土的收缩。
2.4.2微膨胀混凝土的设计，主要是在混凝土的配比中掺入适量的外加剂、添加剂，将混凝土在凝固过程中产生温度应力和收缩应力降到最低。
本工程微膨胀混凝土采用C30。水泥采用牡丹江产po32.5水泥，掺加一级粉煤灰，减少水泥用量，降低水化热；泵送剂选用黑龙江低温建筑研究所产LNC-58型，掺量为水泥用量的2.0%；膨胀剂选用黑龙江低温建筑研究所产UEA-H型，掺量8%，膨胀率>（3～4）×10-4。膨胀混凝土采用C35，UEA-H掺量为胶结材料的12%，不替代水泥，保证了其强度。
2.5加强构造配筋
该工程楼板板厚120mm和150mm，经与设计院协商，板筋采用连续式配筋，其中纵向板筋为Φ14@150。对特殊部位，如转角、弧形板均采用上下两层放置放射筋，加强结构抗震力。
3、施工过程控制措施
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。混凝土浇筑时采用两台泵分两组对向浇筑，先用小膨胀混凝土从两侧浇筑，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。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密目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在混凝土浇筑期间，要注意当地气候条件。本工程因当地温度昼夜温差较大，加之白天风力较强，为保证施工质量，混凝土浇筑尽量安排在夜间进行。
3.4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UEA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（达到全过程淋水保湿要求）。混凝土收抹平整后及时用塑料膜或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、施工体会
3.1施工前的技术准备及质量控制
超长混凝土结构无缝施工是一项先进的施工技术，要做好浇筑前的各项准备工作。施工前针对工程结构特点编制详细可行的施工方案、技术交底，并落实到施工班组、到操作工人。提前抓好各种原材料的质量控制，现场机械设备的选用和检修，同时要充分考虑浇筑过程中可能出现的问题，以及混凝土浇筑完成后的养护工作。
3.2要根据工程特点合理选用
超长混凝土结构无缝施工的前提是采用膨胀后浇带替代后浇带，后浇带仅是释放收缩应力的伸缩缝，要根据工程结构特点灵活选用。若图纸设计的后浇带既考虑释放收缩应力，又考虑地基的沉降，这样的后浇带就不能取消。
3.3提高结构防水性
取消伸缩缝与后浇带，提高了结构的整体性能，特别是对有防水要求的结构混凝土，提高了结构的整体防水性能。
3.4考虑构造配筋
在超长混凝土结构无缝设计施工中，不仅利用膨胀混凝土补偿收缩原理，同时也要考虑从构造配筋上提高钢筋混凝土的抗拉强度，使之与补偿收缩混凝土共同发挥作用，以杜绝墙体或楼板开裂。
4、实施效果
4.1工程质量
由于采用上述措施，超长混凝土结构无缝设计在该工程取得了很好的效果，主体结构施工完毕后未出现裂缝、渗漏等质量问题，该结构被牡丹江市质检站评为优质结构。
4.2工期对比
按照原设计要求，每隔50.0m设置一道后浇带，等主体结构封顶一个月后，再浇筑混凝土将延长工期35天左右。本工程通过超长结构无缝施工技术，缩短了每层结构的施工时间，仅用85天完成了主楼结构施工。
4.3经济效益分析
由于本工程取消主楼后浇带，避免了后浇带部位长期占用周转料具及模板，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。省去了后期重新调整脚手架及重新安装模板的费用，降低了工程造价。
5、结束语
现代建筑或构筑物越来越多地采用了超长或双向超长结构无缝施工技术，如按传统技术每个工程须留置少则几条多则数十条后浇带，拖延工期，给施工带来麻烦，且结构整体(防水)性不好。采用膨胀加强带替代了原来的后浇带，不但减少了施工的麻烦，而且大大加快施工进度，同时也提高了结构的整体防水性能，受到建设单位和质量监督部门的认可。

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