试论膨胀加强带在超长地下室工程中的应用

陈锦洪

（福建省闽地建筑设计院龙岩分院）

试论膨胀加强带在超长地下室工程中的应用

陈锦洪

（福建省闽地建筑设计院龙岩分院）

目前大面积混凝土结构在地下室、车库、商场等建筑中的应用越来越广泛，这类结构的平面尺寸一般不在规范规定的不设伸缩缝极限值的范围内。对伸缩缝进行设置，如果以规范规定的标准为依据，往往会对建筑物的美观和使用功能造成影响。如果不按照规范规定的标准对伸缩缝进行设置，在施工的过程中很容易受到温差的影响造成楼板产生较大的收缩裂缝，而混凝土结构会因为这些裂缝降低使用功能，并且混凝土出现裂缝后进行修复是十分困难的。我国目前对混凝土结构的研究还不够深入，尤其是对裂缝机理的系统研究还不到位，因此，在实际的过程施工过程中，对伸缩缝进行设置一般采用的是伸缩后浇带。因为温差产生的收缩裂缝，仅仅通过设置伸缩后浇带不能完全解决问题，依然会有渗漏的隐患存在。近年来越来越多的工程取消伸缩缝而采用连续浇注混凝土方式获得成功，本文将着重介绍一下超长无缝施工技术的原理与应用。

膨胀加强带；超长地下室；后浇带

1　补偿收缩混凝土抗裂的基本原理

在超长结构的构件中部都会出现温度收缩应力和干燥收缩应力，很容易使超长结构的中间部位出现裂缝，一般施工单位会通过设置膨胀加强带来防止裂缝的产生，利用膨胀加强带产生的膨胀应力对温差收缩应力和干燥收缩应力进行补偿，在对超长结构进行连续施工的时候一般都会采用膨胀加强带，施工人员要根据施工现场的实际情况选择混凝土浇筑的方式。在硬化的过程中，补偿混凝土会产生一定的膨胀作用，钢筋和邻位对混凝土产生约束作用，钢筋受到拉力的影响，会使混凝土承受压力，如果钢筋的拉应力与混凝土压应力达到平衡的时候。

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随膨胀剂的掺量增加而增加，所以，通过对膨胀剂的掺量进行适当调整，使混凝土获得的预压应力控制在0.2～0.7MPa的范围内，以水平法向力σx分布曲线为依据，设想将较大的膨胀应力σc施加在应力大的地方，将较小的膨胀应力施加在两侧，对结构的收缩应力进行全面的补偿，将结构出现有效裂缝的发生率进行有效控制。

钢筋混凝土的结构十分复杂，并且具有长大化的特点，对超长无缝混凝土结构进行取消后浇带施工的时候，要对其混凝土结构进行详细的分析，以结构特点为依据来进行施工，但是在施工的过程中，不能取消沉降缝，也不能取消带有沉降性质的后浇带施工。补偿收缩混凝土加强带的性质是以较大膨胀应力补偿温差收缩应力集中的地方，所以它可以取消伸缩后浇带。膨胀加强带的间距可控制在40～60m，一般可连续浇注100～120m超长结构。无缝设计是相对的，根据工程结构具体情况，可无缝或少缝，其设计思路是“抗放兼施，以抗为主”。

在超长结构无缝施工过程中，要实现抗裂的效果，一般会采用膨胀混凝土，施工人员需要对膨胀混凝土的限制膨胀率（ε2）进行设定，这个过程非常重要，如果限制膨胀率ε2设置的偏小，会造成补偿收缩能力不能达到规范要求，不能够实现无缝施工；如果限制膨胀率ε2设置的过大，会影响到混凝土的强度。经过专业的技术人员对大量实际过程案例进行分析研究，根据目前的实际情况，确定在结构中可以将补偿收缩混凝土的预压应力控制在0.2～0.7MPa范围内，这一预压应力大致可以抵消混凝土在硬化过程中因温度和干缩产生的拉应力，从而防止混凝土收缩开裂，也可以实现将裂缝控制在合理的范围内，即无害裂缝不大于0.1mm。

以“抗”的原理为依据，将补偿收缩混凝土利用到施工过程中，对后浇缝的间距进行控制，后浇缝的安全间距一般为60m，比规范20～40m增加l倍左右。体现了无缝设计概念中的“少缝”含义，已成功应用于结构设计中。我国建筑不断发展，逐渐呈现出长大化和多功能的特点，很多混凝土超长结构已经超过100m，面积超1万m2以上的建筑越来越多。楼层数十层，设置后浇缝以防止结构收缩开裂成为必要措施。然而，它给结构设计和施工带来很多麻烦，工期延长，模板周转、降水和施工管理费都增加，能否取消后浇缝这具有技术经济意义。根据上述理论，用膨胀剂配制补偿收缩混凝土进行超长无缝施工，可以克服常规后浇带施工留缝的诸多缺点，其综合经济技术优势如表1。

表1　

2　无缝施工技术

2.1膨胀加强带

膨胀加强带是一种旨在提高混凝土构件抗裂性能的技术措施，施工中采用膨胀加强带的目的是减免伸缩后浇带。设置的膨胀加强带条数及形状应依工程构造与尺寸确定，当长、宽比较大或构造复杂时，相邻加强带、后浇带的间距应适当减小。为了有效发挥膨胀效果，增加长度方向的膨胀绝对量，所以其宽度应该比后浇带更宽一些。膨胀加强带的带宽宜为2m，其它构造与后浇带基本相同，在带的两侧用密孔铁丝网将带内混凝土与带外混凝土分开。膨胀加强带是一种“抗”的措施，所以在连续施工的混凝土构件中，为提高其抵御收缩应力的能力，增设一些附加筋。建议膨胀加强带内底板（墙）中增设φ10@150水平温度钢筋（垂直于加强带长度方向），并均匀布置在上下层钢筋上，两端各伸出膨胀带LaE（约1000mm），并固定在上下层（或内外层）钢筋上，配筋参见图1～2。

图1　板式膨胀加强带做法（连续式）

图2　膨胀加强带做法（后浇式）

膨胀加强带带宽宜设置为2m。膨胀加强带的两侧采用5mm密目钢丝网（快易收口网），为防止混凝土压坏钢丝网，并用立筋φ8@150及水平筋φ16@200骨架加固，防止混凝土流入加强带，影响抗裂性能，这样就可以实现混凝土连续浇筑或称无缝施工。

2.2膨胀加强带的浇筑方式

膨胀加强带浇筑方式有连续式、间歇式或后浇式三种，《补偿收缩混凝土应用技术规程》（JGJ/T178-2009）规定：对膨胀加强带进行浇筑宜按表2进行选择（具体可参照图3～5进行）。

膨胀加强带三种浇筑方法如图3～5。

3　施工控制

3.1混凝土浇灌

（1）在计划浇筑区段内连续浇筑混凝土，不得中断；混凝土浇筑以阶梯式推进，浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。

（2）对补偿收缩自防水混凝土进行振捣操作，必须保证振捣的混凝土非常密实，不能出现漏振、欠振的现象，也不能过度振捣。要实现振捣密实，可以采用高频机械，将振捣时间控制在10s，保证混凝土在振捣后表面出现浮浆，没有气泡出现，保证混凝土不下沉。在施工过程中使用插入式振动器，需要坚持快插慢拔的操作原则，均匀的排列插点，逐点移动，按顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为300～400mm），与模板的距离不应大于其作用半径的0.5倍，并不应碰撞模板、钢筋和预埋件。

表2　

图4　间歇式膨胀加强带

图5　后浇式膨胀加强带

（3）底板、楼板混凝土浇筑完毕，在混凝土终凝前必须用木抹刀或铁抹刀搓压混凝土表面，以防止混凝土表面出现裂缝（主要是沉降裂缝、塑性收缩裂缝和因为表面缺水引起的干缩裂缝），进行2～3遍的抹压。混凝土已经初步固结后，需要马上采取措施进行混凝土养护。

3.2混凝土养护

完成补偿收缩混凝土的浇筑施工后，需要及时采取措施对混凝土进行养护，养护的时间要大于14d。对水平构件通过控制温度来进行养护，通常是将塑料薄膜覆盖在上面，并对其进行定时洒水，也可以在上面铺设湿麻袋来控制温度。地下室底板宜采取直接蓄水养护方式，侧墙墙体浇筑完成后，可在顶端设多孔淋水管，达到脱模强度后，可松动对拉螺栓，使墙体外侧与模板之间有2～3mm的缝隙，确保上部淋水进入模板与墙壁间，带模养护5～7d以后，拆除模板后，用麻袋片紧贴墙体表面，继续淋水养护28d。

4　结束语

建筑工程不断发展，人们要求建筑工程的质量不断提高，在超长地下室过程中对防水防渗漏的问题尤其关注，将膨胀加强带应用到超长地下室工程中，能够很好的解决这一问题，目前我国对膨胀加强带的应用还不够广泛，依然存在一些问题，希望在相关人士的努力下，能够完善膨胀加强带在超长地下室工程中的应用，将膨胀加强带更广泛的应用都建筑工程中，促进我国建筑行业的不断进步。

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TU375

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1673-0038（2015）21-0056-03

2015-5-3