超长混凝土结构无缝施工技术的应用
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【摘要】随着我国城市化进程的不断加快，城市的人口数量已经开始急剧上涨，高层建筑作为能够客纳相当数量居民的建筑形式已经越来越受到人们的青昧，在建筑行业，超长混凝土作为建筑工程施工过程中主要应用的材料之一，其混凝土构件是建筑结构最主要荷裁承力的组件。本文基于此首先分析了超长混凝土结构无缝施工中采用膨胀加强带防止混凝土开裂的作用原理，并结合实际，介绍了膨胀混凝土加强带连续（或间歇）浇筑的施工技术。该方法的应用，取得了缩短工期、保证工程质量等显著的经济效益。
【关键词】超长混凝土结构无缝施工技术应用
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
随着我国建筑业的快速发展，超长混凝土结构在建筑工程中得到了广泛的应用，在现代工程建设中，占有重要地位，工业与民用建筑中对超长混凝土结构的需求越来越多，同时对其质量要求也越来越高。目前，超长混凝土结构在建筑施工过程中最易出现的问题是结构裂缝，而导致结构裂缝的最主要原因是因为温度应力超过了混凝土的抗拉强度。因此，对超长混凝土结构无缝施工技术进行探讨十分必要。
一、超长混凝土结构无缝施工的涵义
对于民用建筑地下结构连续结构的施工，超长无缝施工是将结构无缝设计理论与工程施工方法相结合，在结构施工时，把混凝土结构裂缝设定在一定的范围内，从而达到防水抗裂的要求。在民用建筑工程中，无缝施工是释放收缩应力的后浇缝。其设计思路是“抗放兼备’’“以抗为主”的原则。采用补偿收缩或膨胀型外加剂补偿收缩混凝土作结构材料，其在硬化过程中产生膨胀作用，由于钢筋的邻位约束，在结构中建立少量预压应力，从而实现“抗”“放”的原则路线，“抗”的原则是通过对混凝土结构设计，增强混凝土结构的约束，通过膨胀剂的掺入，增强混凝土的限制膨胀，产生预压应力，使其出现抵抗裂缝，在施工时，采取一些附加应力的方法，抵抗混凝土裂缝的出现；另一方面对于混凝土结构产生的干缩与冷缩，在设计时采用低水化热水泥，在施工时采用膨胀加强带的方法，使得在施工过程中出现的应力尽早释放，从而减少裂缝，这是“放”的原则。
二、超长无缝混凝土施工技术
超长无缝混凝土施工过程中，需在混凝土中添加UEA膨胀剂。添加UEA膨胀剂的混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位的约束下，钢筋受拉、混凝土受压，钢筋拉应力与混凝土压应力平衡，其受力平衡方程见（1）式。
（1）
式中Ac—混凝土截面积，m㎡；σc—混凝土预压应力，MPa；As—钢筋截面积，m㎡；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，可使混凝土获得0.2~0.7 MPa的预压应力。在应力大的地方施加较大的膨胀应力σc，而在两侧施加较小的膨胀应力，全面地补偿结构的收缩应力，控制裂缝的出现。
膨胀混凝土施工技术要求
膨胀加强带的设置
（1）膨胀加强带的布置原则
①加强带的数量及位置必须根据公式计算，根据每条加强带的补偿能力确定其数量。
②加强带的宽度不宜太窄，一般控制在2m～3m。
③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部位。
④结构长度达到70m 以上时，无论计算是否需要加强带，都均要设置加强带。
膨胀加强带的构造形式
①连续式膨胀加强带构造
在收缩应力集中的位置，设置膨胀加强带，其宽度2m～3m，带两侧架设密孔铁丝网，目的是为防止两侧混凝土流入加强带。施工时，带外侧用小膨胀混凝土，到加强带时改用大膨胀混凝土，到加强带另一侧时，又改为小膨胀混凝土。如此循环下去，可连续浇筑100m～150m 的超长混凝土结构，不留硬结茬，并在不同结构部位使用不同膨胀性能的混凝土。
②底板间歇式膨胀加强带构造
当混凝土供应或施工力量达不到连续作业要求而无法连续施工时，可采用间歇式膨胀加强带做法。为提高底板后浇加强带部位的防水效果，留置阶梯缝，即先浇混凝士留置阶梯口(绑扎两道钢板网)，硬茬需做附加防水处理：底板两头端口竖向加橡胶止水条或钢板，该止水条或钢板应从垫层竖向一直延伸到与外墙钢板相接，防止水平方向水的渗入。下次施工需间隔3 d 以上，待混凝土达到足够强度后，再浇膨胀加强带大膨胀混凝土，紧接着浇小膨胀混凝土。
③后浇膨胀加强带构造
当混凝土无法连续施工时，也可以先浇筑加强带两侧的小膨胀混凝土，两边硬茬均留置阶梯缝。间隔3d 以上，待混凝土达到足够强度再浇加强带大膨胀混凝土。浇带两头端口竖向加橡胶止水条或钢板，该止水条或钢板应从垫层竖向一直延伸到与外墙钢板相接，防止水平方向水的渗入。
2、绑扎钢筋的注意事项
膨胀加强带(后浇膨胀加强带)部分要增加部分温度应力的补偿钢筋。增加的补偿钢筋的位置垂直于加强带，设置间距为水平构造筋的两倍。补偿钢筋要延伸到加强带两侧50cm，其材质与构造筋相同，直径要小于构造筋1~2 个规格。顶板上膨胀加强带部分的补偿钢筋直接绑扎在其对应的面筋上，而墙板后浇膨胀加强带部分的补偿钢筋须绑扎在其对应的面筋和底筋上。加强带的两侧用免拆模板网或密孔铁丝网拦起，并采用钢筋绑扎牢固，其中墙体的后浇膨胀加强带的两侧设钢板止水板或橡胶止水带。铺设的铁丝网搭接部分不超过5cm。
膨胀混凝土施工
（1）膨胀混凝土配合比，原材料计量
膨胀混凝土的配合比（见表1）。水泥、砂、石、外加剂、膨胀剂、粉煤灰、水必须经过计量后才能投入搅拌机，计量误差应符合下列要求：水泥、外加剂、膨胀剂、粉煤灰、水为1%； 砂、石为2%。
（2）混凝土搅拌
混凝土搅拌时间，用自落式搅拌机比不掺外加剂的普通混凝土延长30 S 以上，用强制式搅拌机则延长10 S 以上，应严格控制搅拌时间，确保混凝土搅拌均匀。
（3）混凝土的浇筑
混凝土浇筑时，注意严防其他部位混凝土进人膨胀后浇带内，以免影响效果。浇筑混凝土前的润管砂浆必须弃置，拆管排除故障或其他原因造成的废弃混凝土严禁进人工作面，以免形成潜在的冷缝或薄弱点。混凝土的浇筑由中心向两边浇筑，先浇筑粱混凝土，且粱高度大于1 m 时要分两次浇筑完成，两次浇筑的时间不得超过混凝土初凝时间。浇筑顺序由膨胀带沿板的边长方向分别向两侧浇筑，混凝土要平行轴线摊铺，布料要均匀。先浇筑膨胀带两侧的混凝土，在带外混凝土初凝后终凝前浇筑完成膨胀带内的混凝土，并严格控制膨胀带内混凝土的浇筑时间。
（4）混凝土的养护
采用膨胀剂制备补偿收缩混凝土，早期在潮湿条件下发挥膨胀能量，在钢筋和邻位的限制作用下膨胀能转化成预压应力，可抵消混凝土收缩产生的拉应力．从而防止和减小了混凝土因收缩产生的裂缝。因而超长混凝土结构无缝施工的质量最重要的是早期保湿养护，按GB 50119—2003 的规定，早期14 d 内严格保湿养护，否则难以达到预期的效果。混凝土终凝后，混凝土面全部覆盖毛毡保湿养护，各期安排专人负责，定期浇水，保证混凝土的湿度。
总结
超长混凝土结构的裂缝大部分是由于混凝土的收缩造成的。利用膨胀混凝土的补偿收缩性能，可以减少甚至抵消混凝土的收缩应力，从而减少收缩裂缝的产生。因此，随着限制膨胀率的增大，后浇缝的间距可以逐渐加大，直至大于结构总长，即实现无缝施工。因此膨胀混凝土的设置即是超长混凝土结构无缝施工的要点。
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