浅谈混凝土无缝施工技术的应用

王林庆

中图分类号：TU753.7

随着我国社会经济的快速发展，建筑物逐步向大型化和多功能化发展，超长（即超过温度伸缩缝间距）高层或大柱网建筑不断出现，混凝土强度等级的提高，施工中泵送混凝土工艺的应用，使超长混凝土结构易出现的温度收缩裂缝有逐渐增多的趋势。虽然这类裂缝一般不致影响构件承载力和结构安全，但却影响结构的耐久性和整体性，尤其是给一些防渗要求较高的建筑带来了严重的渗漏隐患。

为防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝，我国混凝土设计规范最初采用留伸缩缝的方法，具有简便易行的优点，但对于现代的超大型建筑物却不易做到，一是因为设缝会出现双梁、双柱、双墙，使平面布局受局限，影响了建筑物使用功能和外立面美观；二是设置伸缩缝人为地将结构分割成几部分，也削弱了结构的整体性；三是在抗震设防地区，伸缩缝还要满足抗震缝的要求，增加了地震时建筑物各块相互碰撞的危险，使整体抗震能力下降，弊大于利。伸缩缝之后，又出现了目前常用的砼后浇带施工方法，它利用了混凝土早期收缩量大的特性，思路是“以放为主”，既有效的防治了混凝土的收缩和温度变形，同时又解决了建筑美观问题，但如果设计施工处理不好，不仅起不到预期的效果，还会留下结构隐患。另外，由于后浇带延长工期，钢筋断后的搭、焊接和清理凿毛均给填缝施工带来一定麻烦，因此防渗效果不理想，尤其是地铁、隧道、水池、地下室等工程所不允许的。

为满足建筑物逐步朝大型化和多功能化发展的要求，特别是充分解决超长混凝土结构抗裂防渗的技术难题，一种代替以往施工中采用的伸缩缝和后浇带的新的施工技术随之出现，这就是混凝土结构无缝施工技术。现就这种新技术的设计、施工措施及应用情况简要论述如下：

一、无缝设计的思路和基本原理

无缝设计的思路是“抗放兼施，以抗为主”，利用UEA（混凝土膨胀剂）补偿收缩混凝土在硬化过程产生的膨胀作用，在结构中产生少量预压应力用来补偿混凝土在硬化过程中产生的温度和收缩拉应力，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。无缝设计的基本原理是：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，达到保证结构整体性，消除渗漏隐患，快速施工，确保安全的目的；

二、无缝施工膨胀加强带的设置要求

1、无防水要求的结构，每隔２５～３０ｍ设置一条膨胀加强带，宽度2m，该带的两侧砼为普通砼；有防水要求的结构，每隔４０～５０ｍ设置一条膨胀加强带，宽度2m，该带的两侧砼为微膨胀率砼，加强带间距一般沿建筑物长向每50m设置一道，宽度2 m。

2、加强带的两侧架设密孔钢丝网，网孔5mm，以防止带外混凝土流入加强带，

3、在带内增加水平构造钢筋8@100，钢筋规格同原设计的配筋，加强带混凝土强度等级比两侧混凝土提高一级。

三、无缝施工的主要技术措施

混凝土结构无缝施工是一项先进的施工技术，必须做好浇筑前的各项准备工作，充分考虑浇筑过程中可能出现的问题，做好混凝土浇筑完成后的养护工作。

(一) 施工机械要求

为避免因设备故障造成施工冷缝，开工前对搅拌设备、运输罐车、输送泵、泵管进行全面的检修、保养，及时排除故障和隐患，保证设备完好投入使用，同时配备一定数量的备用设备。

(二) 进场原材料质量要求

1、水泥和外加剂等原材料进场必须有出厂合格证和进场检验报告，并需符合质量要求。

2、黄砂级配符合要求的中砂，含混量≤3％。

3、石子粒径严格控制，含泥量≤1％。

4、水：饮用水

(二) 生产工艺要求

1、严格控制混凝土配合比，必须作到逐盘计量，各种原材料必须控制在计量误差范围以内，计量装置要定期检查。

2、装料顺序：石子—水泥—外加剂—砂—水。

3、严格控制搅拌时间；先干搅一分钟，再加湿拌二分钟。

4、严格控制混凝土出机坍落度；出机坍落度控制在200±20mm。

5、加强带设置操作要细致，加强带两边放置的孔径 Ф 5mm钢丝网要固定好。

(三) 混凝土浇筑要求

1、为确保混凝土质量，其混凝土最低浇筑温度宜≥5℃；夏季施工一般不宜超过35℃。

2、浇筑速度：根据现有设备的搅拌能力、初凝时间来确定混凝土浇筑速度，且保证在初凝前实施混凝土的第二次浇注，以确保新旧混凝土无接茬、无施工缝。

3、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，以免影响设计效果。浇筑混凝土前的润管砂浆必须弃置，拆管排除故障或其它原因造成的废弃混凝土严禁进入工作面。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。对作业面散落的混凝土，拆管倒出的混凝土，润管浆等应吊出作业面外。

4、混凝土从一边推进，浇到膨胀加强带时，用强度高一级的膨胀砼，该带浇毕后，再改用原配比混凝土，如此连续浇注，实现无缝施工。膨胀加强带处混凝土宜采取塔吊吊斗吊运和混凝土输送管泵并用。

5、混凝土浇到面层时，表面应抹平压实，以提高混凝土的密实度，防止混凝土表面的沉缩裂缝出现。

(四) 混凝土振捣要求

1、插入式振动棒应采用垂直振捣，行列式排列，振点布置均匀，要做到”快插慢拔”，不能“漏振”或“欠振”。

2、由于泵送混凝土的自由流淌，形成混凝土的分层浇注。在振捣上一层时，应插入下一层中50～100mm，以消除两层中间的接缝，上一层混凝土的自然形成厚度不能超过振动棒长的1.25倍。

3、振捣时间：泵送混凝土的振捣时间不宜过长，一般为8～10秒，以混凝土表面的呈现浮浆和不再冒气泡为度，防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。

4、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孔钢丝网保持距离不小于30cm，并不得过振。

5、超长无缝筏板板面上的板面粗钢筋处，容易在振捣后、初凝前出现早期塑性裂缝和沉降裂缝，必须通过控制下料和二次振捣予以消除，以免成为混凝土的缺陷，导致应力集中，影响温度收缩裂缝的防治效果。

(五)混凝土养护要求

为确保膨胀剂效能的充分发挥，混凝土浇注后必须进行充分的养护。

1、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，必须提高养护意识，设立专职养护人员，建立严格的混凝土养护制度。

2、采取切实可靠的保温、保湿养护措施。混凝土浇注完毕收水后应及时覆盖一层塑料布密封保湿，塑料布要搭接严密不得有混凝土裸露现象，养护不少于14d，相对湿度在80%以上，以减少混凝土干缩，防止混凝土早期失水过快。冬期施工或气温变化较大的施工季节，为保证混凝土保持一定的硬化膨胀速度，或防止混凝土表面温差过大而造成开裂，在塑料布上覆盖两层草袋进行保湿养护保证混凝土表面温度＞0℃，

3、混凝土侧墙采用塑料布和草袋覆盖保湿养护，草袋要与侧模固定严密，以使形成不透风的养护层。

4、混凝土顶板下部和塑料布难以覆盖处，应喷洒二次养护剂进行养护。

5、控制降温速度，拆除模板和草袋时要保证混凝土内外之间的温差不得超过20℃，避免由于温度骤变而引起混凝土开裂。

四、无缝施工掺用混凝土膨胀剂的注意事项

UEA是以补偿收缩为主要功能的混凝土膨胀剂，加入到普通水泥混凝土中，与水泥组份共同作用，生成大量膨胀结晶水化物--水化硫铝酸钙（钙矾石），使混凝土产生适度膨胀，在钢筋和邻位的约束下，在混凝土结构中建立0.2--0.7Mpa预压应力，这一预压应力可大致抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力，使混凝土致密化，从而防止或减少混凝土收缩开裂,提高混凝土结构的抗裂、防渗能力。目前,在我国广泛应用于地下停车库、人防工程、高速公路、桥梁、大坝、水池、游泳池、防水屋面板等抗裂、防渗要求高的混凝土工程。

混凝土掺适量的UEA与未掺UEA的普通混凝土相比，凝固前的流变性质相近。但掺UEA混凝土的坍落度损失比普通混凝土稍快，凝结时间缩短。在采用混凝土无缝施工技术时，外加剂的使用要注意以下以点：

1、UEA混凝土的配合比、UEA的掺用量，要严格按照设计部门规定的执行。

2、UEA与其它材料一起投入搅拌机中。搅拌时间，用强制式搅拌机比普通混凝土延长30秒以上，用自落式搅拌机时要延长1分钟以上。搅拌达到均匀状态才能出料。UEA的称量要有专人负责，宜采用误差应小于0.5%。

3、UEA混凝土施工温度低于5℃时，要采取保温措施。工作环境长期处于80℃以上的工程不能使用UEA。

4、混凝土外加剂---UEA的质量好坏，对混凝土工程的抗裂、防渗效果影响很大。因此，必须选用正规厂家生产的，有质保书的优质UEA产品。混凝土外加剂---UEA用内塑料袋外编织袋包装，每袋净重50±1kg。适宜存放于干燥处，层堆不宜超过10袋，搬运中注意轻搬轻放，防止内袋破损受潮。

五、无缝施工技术在工程中的应用

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，如果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。采用本技术，突破了传统的设计施工规范，用“膨胀加强带”替代了原来的后浇带，减少了设计与施工的麻烦，大大加快施工进度，提高了结构的整体防水性能，深受设计、施工和建设单位的欢迎。近年来，国内一些大型工程、超长结构和地下工程已开始广泛用混凝土无缝施工技术，并以取得了较好的实践效果，如2003年，武汉体育中心主体育场观众看台就采用了预应力超薄超长钢筋混凝土结构无缝施工技术，当时在国内已建成的体育场中属首例；2005年度中建五局三公司承建的长沙卷烟厂“十五”技改项目一期工程联合工房荣获“鲁班奖”，该项目的多层面超大面积钢筋混凝土地面无缝施工技术达到了国际先进水平，并获国家级工法。可以看出，采用混凝土无缝施工技术能够带来较好的社会效益和经济效益。

由于钢筋混凝土结构复杂性，因此，应用混凝土无缝施工技术代替后浇带必须根据结构特点灵活运用，把握好两个原则，一是沉降缝不能取消，无缝技术不能替代沉降缝；二是具有沉降性质的后浇带也不能取消。

六、结语

实践证明，采用以膨胀混凝土加强带取代后浇带的连续浇筑无缝施工技术，既能增加混凝土的密实度，确保混凝土结构的抗裂防渗功能，还能提高混凝土强度、增强抗渗性和抗冻性，同时简化了施工工序、缩短了工期，降低了工程成本。还有利于满足工程质量要求和建筑造型的要求，确实是一种切实可行和值得推广的新型施工工艺。

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