超長(zhǎng)混凝土無(wú)縫施工技術(shù)

張 占 軍

(河南萬(wàn)佳建設(shè)工程有限公司，河南 鄭州 450000)

?

超長(zhǎng)混凝土無(wú)縫施工技術(shù)

張 占 軍

(河南萬(wàn)佳建設(shè)工程有限公司，河南 鄭州 450000)

結(jié)合工程實(shí)例，從補(bǔ)償混凝土配置、膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置、混凝土施工工藝三方面，闡述了超長(zhǎng)混凝土無(wú)縫施工方法，并將其與傳統(tǒng)后澆帶設(shè)置施工作了對(duì)比，指明了無(wú)縫施工技術(shù)在質(zhì)量、進(jìn)度、成本等方面所具有的優(yōu)勢(shì)。

混凝土，無(wú)縫施工技術(shù)，膨脹加強(qiáng)帶，后澆帶

0 引言

隨著當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展，大體量混凝土結(jié)構(gòu)越來(lái)越多，施工過(guò)程中為了防止因溫度應(yīng)力的影響而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)收縮干裂，常采用設(shè)置后澆帶的方式。但傳統(tǒng)后澆帶的設(shè)置給工程施工帶來(lái)許多麻煩，輕者會(huì)造成周轉(zhuǎn)材料周轉(zhuǎn)次數(shù)降低，施工工期延長(zhǎng)，施工過(guò)程中地下降水和施工管理費(fèi)增加，重者會(huì)由于后澆帶混凝土與先澆混凝土的結(jié)合部位比較薄弱，容易造成漏水，更嚴(yán)重的甚至影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性和安全性。

結(jié)合當(dāng)今的實(shí)際情況，以及針對(duì)無(wú)縫設(shè)計(jì)的應(yīng)力研究和應(yīng)變研究，通過(guò)加入施工外加劑來(lái)配置同結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的膨脹后澆帶混凝土，采用無(wú)縫施工技術(shù)取消傳統(tǒng)后澆帶以防止質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)。

1 工程概況

本工程位于河南省鄭州市新鄭市龍王鄉(xiāng)境內(nèi)，包括地下車庫(kù)、11棟高層住宅樓與5棟商業(yè)及物業(yè)附屬，建筑最高層數(shù)為地上33層，地下3層。地下車庫(kù)與工程單體地下連為整體，地上部分各工程單體相對(duì)獨(dú)立，地塊總建筑面積258 843.5 m2。

本工程地下車庫(kù)外墻長(zhǎng)度達(dá)到237 m，寬度達(dá)到225 m，車庫(kù)筏板面積約48 000 m2，主樓筏板均為大體積施工，如果按照傳統(tǒng)施工方法每30 m留置施工縫及溫度后澆帶，后續(xù)施工漏水隱患大，且對(duì)后續(xù)工序的推展造成很大影響，工程質(zhì)量得不到保證。使用超長(zhǎng)混凝土無(wú)縫施工技術(shù)進(jìn)行施工，對(duì)工程的質(zhì)量、安全、工期、成本以及易操作性均有很大的益處。

2 無(wú)縫設(shè)計(jì)施工原理

混凝土無(wú)縫設(shè)計(jì)技術(shù)是根據(jù)我國(guó)吳中偉院士提出的無(wú)縫設(shè)計(jì)應(yīng)變分析理論來(lái)進(jìn)行指導(dǎo)實(shí)施的，該理論提出：

其中，ε2為限制膨脹率；St為冷縮率；Sd為干縮率；CT為受拉徐變率；SK為極限延伸率。若配置混凝土通過(guò)該公式計(jì)算后滿足要求，可不設(shè)置后澆帶。

根據(jù)規(guī)范及施工設(shè)計(jì)要求，本工程地下車庫(kù)的伸縮縫的最大間距為30m，伸縮后澆帶需要每隔30m設(shè)置一道，以減小混凝土因收縮或溫度變化而引起的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂，影響結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量。通過(guò)摻膨脹劑等外加劑對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償，膨脹劑在凝固過(guò)程中會(huì)通過(guò)水化作用發(fā)生膨脹，但由于會(huì)受到梁板鋼筋及相鄰結(jié)構(gòu)構(gòu)件的約束，會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生0.3MPa～0.6MPa的預(yù)壓應(yīng)力σc，可與后期混凝土收縮變形時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力相互抵消，從而避免混凝土因收縮變形而導(dǎo)致的混凝土開裂。

通過(guò)使用膨脹劑或復(fù)合纖維膨脹抗裂劑配置補(bǔ)償收縮混凝土，后澆縫的間距延長(zhǎng)至80m甚至更長(zhǎng)是安全的。

2.1 補(bǔ)償混凝土的配置

補(bǔ)償混凝土在配置過(guò)程中添加膨脹劑與復(fù)合纖維抗裂劑等外加劑，外加劑的原材選擇必須符合規(guī)范GB23439—2009混凝土膨脹劑標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，這是因?yàn)槿魪?fù)合纖維膨脹抗裂劑或膨脹劑的品種和摻量不同，在混凝土試配中，其與水泥、化學(xué)外加劑和摻合料會(huì)存在適應(yīng)性問(wèn)題，對(duì)配比結(jié)果產(chǎn)生影響。

在混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，需參照規(guī)范中的要求進(jìn)行配置。鑒于當(dāng)前混凝土的施工配置拌料過(guò)程中普遍摻入礦渣粉、沸石粉及粉煤灰等摻合料，可將膨脹劑或復(fù)合纖維膨脹抗裂劑視為特殊摻合料，為了與混凝土的施工配合比設(shè)計(jì)相適應(yīng)，規(guī)定補(bǔ)償收縮混凝土的最低膠凝材料用量(水泥、膨脹劑或復(fù)合纖維膨脹抗裂劑和摻合料的總量)不應(yīng)低于300 kg/m3。

其次，當(dāng)摻入粉煤灰、礦粉等摻合料時(shí)，使用膨脹劑或復(fù)合纖維膨脹抗裂劑分別取代水泥和摻合料，應(yīng)與混凝土其他原材料按照混凝土拌合要求有序地投入攪拌機(jī)中，其摻入量應(yīng)符合混凝土配合比要求，不得少摻或多摻。為保證混凝土的和易性，用于膨脹加強(qiáng)帶的混凝土因外加劑的摻入，拌制時(shí)間應(yīng)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行延長(zhǎng)。

確保配制的膨脹混凝土達(dá)到相應(yīng)的限制膨脹率要求是保證補(bǔ)償收縮混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)混凝土限制膨脹率嚴(yán)格控制，保證質(zhì)量滿足要求。

2.2 膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置

根據(jù)規(guī)范相關(guān)要求的規(guī)定，用于膨脹加強(qiáng)帶的混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)比兩側(cè)混凝土提高一個(gè)等級(jí)，在施工過(guò)程中應(yīng)用密孔鋼絲網(wǎng)對(duì)膨脹加強(qiáng)帶混凝土與補(bǔ)償收縮混凝土進(jìn)行分隔。補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率取值詳見(jiàn)表1。

表1 補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率取值表

2.3 混凝土施工工藝

膨脹加強(qiáng)帶混凝土施工澆筑工藝與一般混凝土的澆筑工藝大致相同，其施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→材料運(yùn)輸→澆筑與振搗→混凝土養(yǎng)護(hù)。

2.3.1 施工準(zhǔn)備

混凝土澆筑施工前需要對(duì)混凝土配比進(jìn)行試配，并根據(jù)混凝土施工技術(shù)交底要求做出樣板進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)其抗?jié)B效果及強(qiáng)度要求。配置過(guò)程中施工方、商混站與實(shí)驗(yàn)室密切配合聯(lián)系溝通，確保混凝土抗?jié)B效果的同時(shí)，確保混凝土強(qiáng)度滿足混凝土結(jié)構(gòu)要求。

混凝土澆筑確保材料、機(jī)械正常并滿足要求，現(xiàn)場(chǎng)施工人員經(jīng)過(guò)交底，了解施工工序及施工方法。

2.3.2 混凝土的澆筑與振搗

混凝土澆筑過(guò)程中分層澆筑、振搗，振動(dòng)棒插入點(diǎn)間距為振動(dòng)棒作用半徑的1.25倍，插入深度為插入已振下層混凝土5 cm～10 cm為宜，振搗時(shí)間以混凝土不再沉落，表面呈現(xiàn)浮漿為度量標(biāo)準(zhǔn)，一般為20 s～30 s，防止出現(xiàn)過(guò)振、漏振等現(xiàn)象。

2.3.3 混凝土加強(qiáng)帶施工

目前施工過(guò)程中根據(jù)澆筑方式的不同來(lái)劃分主要有連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶、間歇式膨脹加強(qiáng)帶以及后澆式膨脹加強(qiáng)帶三種。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，膨脹加強(qiáng)帶的位置一般可設(shè)在原設(shè)計(jì)圖留有后澆帶的部位，加強(qiáng)帶寬度為2 m，若使用普通混凝土一次性澆筑會(huì)使得該處收縮應(yīng)力過(guò)大，故此部位需要采用補(bǔ)償收縮混凝土澆筑，通過(guò)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力對(duì)加強(qiáng)帶兩側(cè)進(jìn)行強(qiáng)化補(bǔ)償。

連續(xù)式澆筑方式：施工中先澆帶外的補(bǔ)償伸縮混凝土，澆筑至混凝土加強(qiáng)帶部位改用根據(jù)無(wú)縫設(shè)計(jì)施工原理配置的膨脹加強(qiáng)帶混凝土澆筑，帶內(nèi)澆筑完成后繼續(xù)澆筑帶外補(bǔ)償伸縮混凝土。施工過(guò)程中不存在間歇，一次性連續(xù)施工，施工便捷，同時(shí)防止施工冷縫造成的后續(xù)質(zhì)量問(wèn)題(見(jiàn)圖1)。

間歇式澆筑方式：與連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶澆筑方式的區(qū)別在于對(duì)先澆筑的補(bǔ)償伸縮混凝土靜置至初凝，而后澆筑膨脹加強(qiáng)帶混凝土及后續(xù)的補(bǔ)償伸縮混凝土。該方法因存在間歇需要對(duì)先澆筑的混凝土中預(yù)埋止水鋼板，防止因施工縫導(dǎo)致的混凝土滲水等質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)(見(jiàn)圖2)。

后澆式澆筑方式：指使用補(bǔ)償伸縮混凝土對(duì)膨脹加強(qiáng)帶以外的混凝土進(jìn)行澆筑，澆筑前對(duì)兩側(cè)混凝土均應(yīng)預(yù)埋止水鋼板，待兩側(cè)混凝土靜置初凝后澆筑加強(qiáng)帶混凝土(見(jiàn)圖3)。

經(jīng)過(guò)對(duì)三種施工方式的分析與比較，為保證施工便捷、工程效益最大化，本工程決定采用連續(xù)式澆筑施工方法。

3 與傳統(tǒng)工藝的對(duì)比

傳統(tǒng)后澆帶設(shè)置施工存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

1)影響工程質(zhì)量：傳統(tǒng)留置的后澆帶，至少需要留置40 d以上，特殊情況下需要留置到工程完工后方可進(jìn)行澆筑，不可避免會(huì)出現(xiàn)夾雜、鋼筋銹蝕等現(xiàn)象的出現(xiàn)，且后澆帶處鋼筋密集、不易清理，存在質(zhì)量隱患。同時(shí)先后澆筑的混凝土之間銜接會(huì)形成施工縫，不利于結(jié)構(gòu)整體安全性。

2)影響工程進(jìn)度：傳統(tǒng)留置后澆帶會(huì)對(duì)整個(gè)工程進(jìn)度造成影響，對(duì)后續(xù)施工的順利開展影響很大。

3)增加工程成本：基礎(chǔ)筏板后澆帶填充之前，因地下水位過(guò)高，地下室往往處于滲水狀態(tài)，需要進(jìn)行降水，同時(shí)車庫(kù)頂板需要砌筑防水臺(tái)，定制蓋板防止雨水流入。后澆帶處需設(shè)置獨(dú)立支撐，模板工程施工工藝復(fù)雜，同時(shí)不利于周轉(zhuǎn)。

通過(guò)采用該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)工程的質(zhì)量、進(jìn)度及成本均有極大的受益。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程通過(guò)采用超長(zhǎng)混凝土無(wú)縫施工技術(shù)的施工工藝及施工方法，取得了很好的效果，并得到了社會(huì)各界的普遍好評(píng)，在質(zhì)量、進(jìn)度、成本等方面優(yōu)勢(shì)明顯，建議推廣使用。

[1] GB 23439—2009,混凝土膨脹劑[S].

[2] JGJ 55—2011,普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S].

[3] GB 50204—2015，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

The seamless construction technology of super long concrete

Zhang Zhanjun

(HenanWanjiaConstructionEngineeringLimitedCompany,Zhengzhou450000,China)

Combining with the engineering example, from the compensation concrete configuration, expansion strengthening belt setting, concrete construction technology three aspects, this paper elaborated the seamless construction method of super long concrete, compared with traditional post-cast strip setting construction, pointed out the seamless construction technology had advantages in quality, progress, cost and other aspects.

concrete, seamless construction technology, expansion strengthening belt, post-cast strip

1009-6825(2017)14-0084-03

2017-03-09

張占軍(1980- ),男,碩士，工程師

TU755

A