補償收縮混凝土在超長地庫筏板中的應用

何均輝

（東莞洪信混凝土有限公司，廣東　東莞　523160）

補償收縮混凝土在超長地庫筏板中的應用

何均輝

（東莞洪信混凝土有限公司，廣東東莞523160）

本文介紹了補償收縮混凝土在基礎筏板施工中的應用。采用補償收縮混凝土技術，取消后澆帶，設置膨脹加強帶，提高結構抗裂防滲能力，實現地下車庫基礎筏板混凝土結構自防水和超長結構連續施工。

補償收縮混凝土；HCSA 膨脹劑；膨脹加強帶

摻加膨脹劑制備補償收縮混凝土是控制和減少混凝土干縮裂縫的有效技術手段，其原理在于膨脹劑水化生成的膨脹性水化產物——氫氧化鈣或鈣礬石，可以在約束作用下在混凝土內部建立一定的預壓應力，從而補償干縮應力[1]。目前，補償收縮混凝土廣泛應用于地下空間工程、體育場館、隧道、橋梁等工程的結構自防水[2]、超長結構施工[3]和大體積混凝土抗裂[4]。本文以某住宅地下車庫為例，介紹了補償收縮混凝土在超長基礎筏板施工中的應用。

1　工程概況

本工程為一限價房住宅小區，配套地下車庫。車庫地下一層，框架減力墻結構，長156.9m，寬134.9m，筏板基礎，屬于超長超寬結構。基礎筏板厚400mm，下翻梁，混凝土強度等級 C35，抗滲等級 P8。后澆帶混凝土強度等級 C40。本工程場地地下水對混凝土結構具弱腐蝕性，在長期浸泡條件下對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性。

2　設計變更

本工程結構超長超寬，干燥收縮應力較大，易開裂。為了釋放應力，每隔30m 左右設置一條后澆帶。原設計地下結構防水做法為抗滲鋼筋混凝土結構自防水+自粘聚合物改性瀝青防水卷材+找平層、保護層。原防水工藝施工復雜、工期長、造價高，整體質量和效果難以控制，再加上地下主體結構施工按計劃處于雨季，存在諸多不利因素。結合以往工程實踐，本工程將地下結構防水變更為補償收縮混凝土結構自防水，以達到：（1）提高混凝土性能和增強防水效果，做到與主體結構同壽命；（2）縮短工期，節省工期25天左右，減少天氣、溫度、下雨對混凝土品質的影響；（3）減少后澆帶設置，降低后澆帶處理難度和潛在滲漏隱患，增強結構整體耐久性；（4）節約造價，綜合考量可節約直接防水費用、附屬工藝費用和降水費、管理費等間接費用，每方費用節約50元左右。

2.1補償收縮混凝土

限制膨脹率是補償收縮混凝土的關鍵技術指標，它反映了混凝土的補償收縮能力，決定著混凝土的抗裂防滲能力。依據 JGJ/T178—2009《補償收縮混凝土應用技術規程》，結合工程實際情況，本工程不同部位補償收縮混凝土的限制膨脹率見表1。

表1　補償收縮混凝土技術要求

2.2膨脹加強帶設置

考慮干燥收縮應力和沉降變形的影響，原設計每隔30m設置了一條伸縮后澆帶，用以釋放溫度和干縮應力。并且在樓座周圍與車庫之間留設了沉降后澆帶，釋放沉降差。后澆帶的設置破壞了結構的整體性，后期處理麻煩、費工費時，并且極易滲漏。

本工程采用補償收縮混凝土技術，利用膨脹加強帶取消伸縮后澆帶，在應力集中位置，通加使用更大限制膨脹率的膨脹混凝土，在該處產生較大的膨脹應力，用于抵消溫度、收縮應力，從而實現超長結構連續施工。此外，優化了部分沉降后澆帶，具體參見圖1。

圖1　膨脹加強帶設置

2.3膨脹劑

研究表明，膨脹劑的限制膨脹率約是補償收縮混凝土限制膨脹率的2倍左右。本工程底板混凝土限制膨脹率為0.015% 以上，膨脹加強帶混凝土的限制膨脹率則為0.025%以上。因此，膨脹劑自身的限制膨脹率必須在0.05% 以上，也就是國標Ⅱ型膨脹劑。參考 GB23439—2009《混凝土膨脹劑》，本工程使用膨脹劑的技術指標見表2。

表2　混凝土膨脹劑性能指標要求

3　補償收縮混凝土

3.1原材料

水泥：P·O42.5普通硅酸鹽水泥，性能滿足 GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》規定的指標要求。

粉煤灰：F 類Ⅱ級灰，需水量99%，燒失量5.6%，性能滿足 GB/T51003－2014《礦物摻合料應用技術規范》規定的指標要求。

礦粉：S95粒化高爐礦渣粉，比表面積468m2/kg，28d活性指標103%，性能滿足 GB/T51003－2014《礦物摻合料應用技術規范》規定的指標要求。

膨脹劑：雙膨脹源高性能混凝土膨脹劑 HCSA，水中7d限制膨脹率0.056%，性能滿足 GB23439—2009《混凝土膨脹劑》規定的Ⅱ型產品指標要求。

河砂：含泥量小于3%，含石率21%。

石子：人工碎石，粒徑5～25mm。減水劑，聚羧酸系高性能減水劑，減水率23%。

3.2補償收縮混凝土

工程施工時處于雨季，正好趕上處于夏季施工。受施工場地限制，工程泵送混凝土時需要同時使用地泵和象泵，為了便于施工，同時考慮工程質量，底板混凝土坍落度控制在180～230mm 之間。

補償收縮混凝土配合比和性能見表3。

限制膨脹率測量采用中國建筑材料科學研究總院開發現場混凝土限制膨脹率測量方法[5]進行，見圖2。圖3是底板C35補償收縮混凝土水中限制膨脹率，可以看出，4d 左右時混凝土的限制膨脹率達到0.0175%，隨后緩慢增長，至14d時達到最大值0.019%。該結果說明底板混凝土的限制膨脹率增長速率快，并且性能穩定。由表4和圖3可知，本工程制備的補償收縮混凝土強度性能和限制膨脹率均滿足設計要求。

表3　混凝土配合比和性能結果

圖2　混凝土限制膨脹率測量

圖3　底板補償收縮混凝土限制膨脹率

4　底板補償收縮混凝土施工

4.1澆筑計劃

本工程底板混凝土總方量約為12750m3，依據膨脹加強帶劃分了10塊，每塊澆筑方量和布泵設置見表4。

表4　澆筑計劃

4.2混凝土澆筑

混凝土澆筑時嚴格按照計劃安排人員、機械設備，沿著一個方向向前推進。由于底板厚度只有400mm，再加上屬于下翻梁結構，澆筑時一次澆到位。隨后振搗工人進行振搗操作，振搗時間10s 左右，快插慢拔。對于薄弱部位，如膨脹加強帶止水鋼板處，加強振搗。30cm 高導墻采用二次澆筑多次振搗方式澆筑，防止此處出現因漏振而形成蜂窩、孔洞或施工冷縫。隨后對混凝土表面進行抹壓找平，保證混凝土保護層厚度。待混凝土初凝前再安排工人對混凝土表面進行二次抹壓，然后覆蓋毛氈或麻袋片進行澆水養護。水養護時間為14d，期間保證混凝土表面一直濕潤，見圖4。

圖4　底板混凝土覆蓋澆水養護

5　小結

車庫底板混凝土采用交叉方式澆筑，當施工場地允許時，多個標段同時澆筑。底板混凝土于2016年5月6日開始，5月10日澆筑完成，歷時5天，使用 HCSA 高性能混凝土膨脹劑制備的補償收縮混凝土技術，設置膨脹加強帶，顯著提高結構抗裂防滲能力，實現地下車庫基礎筏板混凝土結構自防水和超長結構連續施工。同時，節約工期，降低工程造價。

[1] 趙順增，游寶坤．補償收縮混凝土裂滲控制技術及其應用[M]．北京：中國建筑工業出版社，2010．

[2] 徐培清，張加奇，賈福杰，等．聊城市民文化中心補償收縮混凝土結構自防水技術的應用[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2012,3:14-16．

[3] 李淑海，方亮，馮壽乾，等．超長無縫施工技術在天津榮翠園人防地下室工程中的應用[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2015,1:17-21．

[4] 趙順增，劉立，武旭南，等．HCSA 高性能混凝土膨脹劑及其應用[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2012,4:7-11．

[5] 趙順增．圖解說明現場檢測補償收縮混凝土限制膨脹率的方法和儀器[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2012,3:28-30．

［通訊地址］廣東省東莞市洪梅鎮鰲少村（523160）

Application of shrinkage compensating concrete in super-long raft foundations construction

He Junhui
(Dongguan Hongxin Concrete Co., Ltd., Guangdong Dongguan523160)

The application of shrinkage compensating concrete in raft foundations construction is introduced in this paper. Expansion reinforcing band successfully substitute for post-pouting joint by using shrinkage compensating concrete. Crack resistance and antiseepage of structure was improved. Finally, concrete structure self-waterproofing and super-length structure seamless construction of underground garage come true.

shrinkage compensating concrete; HCSA expansive agent; expansion reinforcing band

何均輝（1985—），男，工程師。