淺談超長地下室結(jié)構(gòu)中膨脹加強帶的應(yīng)用

綏民 2019-04-08

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發(fā)布時間：2017/2/23 來源：《北方建筑》2016年12月第34期作者：莫隆桂

[導(dǎo)讀] 本文介紹超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)施工的基本原理，介紹了在超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)中采用膨脹加強帶替代后澆帶的技術(shù)要點。

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摘要：我國建筑單位工程的規(guī)模越來越大，高度也不斷刷新，相應(yīng)地，基礎(chǔ)埋深也在增長，為了使地下空間得到充分利用，地下室面積往往很大，出現(xiàn)了長度可觀的超長地下室，這就對廣大建筑工程技術(shù)人員提出了更高的要求。
引言：在超長地下室混凝土結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常發(fā)生不同程度的裂縫。裂縫控制的主要方法是通過設(shè)計、施工等方面綜合技術(shù)措施將裂縫控制在允許范圍內(nèi)。國內(nèi)外在解決超長地下室混凝土結(jié)構(gòu)有害裂縫時，通常采用的方法是設(shè)置后澆帶，再就是設(shè)置膨脹加強帶，前一種方法施工周期長，不適應(yīng)工程全面展開、快速施工的要求，膨脹加強帶可以比后澆帶更有效地解決混凝土裂縫問題，達(dá)到了工程連續(xù)施工，縮短工期，降低投資的目的。本文介紹超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)施工的基本原理，介紹了在超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)中采用膨脹加強帶替代后澆帶的技術(shù)要點。
關(guān)鍵詞：超長地下室；膨脹加強帶；應(yīng)用

        1 后澆帶與膨脹加強帶的設(shè)置
        膨脹加強帶是后澆帶的優(yōu)化做法，在設(shè)置原則上與傳統(tǒng)后澆帶有所不同。
        1.1后澆帶的設(shè)置原則
        后澆帶的設(shè)置遵循的是“抗放兼?zhèn)?，以放為主”的設(shè)計原則。因為普通混凝土存在開裂問題，后澆帶的設(shè)置就是把大部分約束應(yīng)力釋放，然后用膨脹混凝土填縫以抗衡殘余的應(yīng)力。
        后澆帶間距應(yīng)合理，矩形構(gòu)筑物后澆帶間距一般可設(shè)為30～40m，后澆帶的寬度應(yīng)考慮便于施工操作，并按結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求而定，一般寬度以700～1000m為宜。
        對高層建筑筏形基礎(chǔ)與裙房基礎(chǔ)之間的構(gòu)造應(yīng)符合下列要求：當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不設(shè)置沉降縫時，宜在裙房一側(cè)設(shè)置后澆帶，后澆帶的位置宜設(shè)在距主樓邊柱的第2跨內(nèi)；后澆帶混凝土宜根據(jù)實測沉降值并計算后期沉降差能滿足設(shè)計要求后方可進(jìn)行澆注。
        1.2 膨脹加強帶的設(shè)置原則
        膨脹加強帶的數(shù)量及位置必須由設(shè)計院根據(jù)公式計算，根據(jù)每條加強帶的補償能力確定其數(shù)量；膨脹加強帶的寬度不宜太窄，一般控制在2m～3m；膨脹加強帶的位置宜布置在拉應(yīng)力較大、配筋變化及截面突變的部位及應(yīng)力集中部位；結(jié)構(gòu)長度達(dá)到70m以上時，無論計算是否需要膨脹加強帶，都要設(shè)置膨脹加強帶；施工過程中加強帶必須嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行施工。
        2 膨脹加強帶的工藝原理
        以往在較長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中，為防止混凝土受溫度應(yīng)力和干縮應(yīng)力而引起開裂，施工中通長采用設(shè)置后澆帶的方法加以處理。一般每 30～40m設(shè)一道后澆帶，等60天后再澆筑膨脹混凝土。這種常規(guī)的后澆帶施工，工序復(fù)雜，施工時間長，質(zhì)量也不易保證。目前對于超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通常利用UEA膨脹混凝土補償收縮的原理，采用膨脹加強帶代替后澆帶，常?？梢詫崿F(xiàn)超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的無縫施工。
        膨脹加強帶是通過在結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)的后澆帶部位澆筑補償收縮混凝土，減少或取消后澆帶和伸縮縫、延長構(gòu)件連續(xù)澆筑長度的一種技術(shù)措施。其工藝原理是：按“先放后抗、以抗為主”的原則，初期使混凝土溫度變形和自身收縮部分完成，過后利用加強帶中補償收縮混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的微膨脹作用，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力來補償混凝土在硬化過程中因溫度變形和收縮變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止收縮裂縫或把裂縫控制在允許范圍內(nèi)。在收縮應(yīng)力較大的部位設(shè)置膨脹加強帶，使用膨脹率較大的混凝土，其它部位采用膨脹率較小的混凝土，從而取消后澆帶，實現(xiàn)連續(xù)澆搗。
        3 膨脹加強帶的分類
        膨脹加強帶通常分為連續(xù)式、間歇式和后澆式三種。

        3.1連續(xù)式膨脹加強帶
        連續(xù)式膨脹加強帶是指膨脹加強帶部位的混凝土與兩側(cè)相鄰混凝土同時澆筑。施工時，先澆帶外一側(cè)小膨脹混凝土，再澆加強帶部位的大膨脹混凝土，最后澆加強帶外另一側(cè)小膨脹混凝土，這樣便實現(xiàn)了混凝土的無縫澆注。這樣可連續(xù)澆筑100m～150m的超長混凝土結(jié)構(gòu)，不留硬結(jié)茬，也不需要設(shè)置鋼板止水帶，只需在加強帶和帶外使用不同膨脹率的混凝土。
        3.2間歇式膨脹加強帶
        間歇式膨脹加強帶是指膨脹加強帶部位的混凝土與一側(cè)相鄰的混凝土同時澆筑，而另一側(cè)是施工縫。當(dāng)混凝土無法連續(xù)施工時，可采用此做法。間歇式膨脹加強帶需要在施工縫（硬接茬）做附加防水處理，通常在底板和墻板板厚中間設(shè)置鋼板止水帶，以提高施工縫部位的防水效果。底板的鋼板止水帶應(yīng)與墻板的鋼板止水帶連續(xù)設(shè)置，不得斷開。需與先澆混凝土間隔3天以上、待混凝土達(dá)到足夠強度后，方可進(jìn)行下次混凝土澆筑，澆筑順序為：先澆膨脹加強帶大膨脹混凝土，緊接著澆小膨脹混凝土。
        3.3后澆式膨脹加強帶
        后澆式膨脹加強帶是先澆筑加強帶兩側(cè)的小膨脹混凝土，后澆膨脹加強帶大膨脹混凝土。膨脹加強帶與兩側(cè)混凝土接縫均為施工縫（硬接茬）。施工縫（硬接茬）需設(shè)置鋼板止水帶進(jìn)行附加防水處理，設(shè)置方法同間歇式膨脹加強帶。間隔時間同間歇式膨脹加強帶。
        4 膨脹加強帶的優(yōu)點
        超長鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑地下室結(jié)構(gòu)采用膨脹加強帶來取代后澆帶，不僅可以適當(dāng)增大留置間距，增強了結(jié)構(gòu)的整體性，而且通過在鋼筋混凝土中產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力提高了混凝土的抗裂性能，還可以簡化施工工序、加快施工速度、減少清理及安裝止水鋼板等施工時間和成本，具有明顯的優(yōu)越性。
        4.1提高結(jié)構(gòu)防水性
        取消后澆帶，提高了結(jié)構(gòu)的整體性能，特別是對有防水要求的結(jié)構(gòu)混凝土，提高了結(jié)構(gòu)的整體防水性能。
        4.2提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能
        采用膨脹加強帶施工技術(shù)，可提高超長混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能，在實際應(yīng)用中，取得了很好的效果，通過若干工程實踐檢驗，主體結(jié)構(gòu)施工完畢后以及在使用過程中未出現(xiàn)裂縫。
        4.3 縮短了工期
        若采用后澆帶，超長地下室結(jié)構(gòu)（底、頂板）澆筑后60天，再澆筑后澆帶混凝土，將使地下室下一道工序施工開始時間受影響。通過超長結(jié)構(gòu)膨脹加強帶無縫施工技術(shù)，縮短了地下室結(jié)構(gòu)的施工時間，可盡快進(jìn)入下一道工序的施工。
        4.4 經(jīng)濟(jì)效益分析
        地下室頂板若采用膨脹加強帶，避免了后澆帶部位長期占用周轉(zhuǎn)料具及模板；省去后澆帶的清縫、鑿毛、鋼筋除銹等工序，節(jié)省了人工，同時解決了因施工不當(dāng)而造成的結(jié)構(gòu)滲漏等隱患。省去了后期重新調(diào)整腳手架及重新安裝模板的費用，降低了工程造價。
        5 工程實例
        惠州市某商住樓工程地下一層，地上16層，地下室總長78.8m，寬33.8m，地下室底板厚度0.4m，地下室砼墻高4.3m，砼墻厚為0.35m，混凝土設(shè)計強度等級C35，抗?jié)B等級P8；地下室頂板厚0.25m，混凝土設(shè)計強度等級為C35。因該工程業(yè)主趕在年底前收樓，要求趕進(jìn)度。該工程地下室底板屬上述的超長地下室結(jié)構(gòu)，而原設(shè)計是采用常規(guī)的設(shè)置后澆帶，工期無法保證，況且后澆帶還將面臨結(jié)構(gòu)整體性差、防水性能差和收縮裂縫難以控制等質(zhì)量隱患。根據(jù)工程情況，施工方經(jīng)與設(shè)計、監(jiān)理和甲方協(xié)調(diào)，決定將原設(shè)計圖紙在地下室底板和砼外墻設(shè)置普通后澆帶的做法變更為采用膨脹加強帶，在地下室底板和砼外墻長方向1/2處設(shè)置一道膨脹加強帶。所有地下室底板和砼外墻均采用膨脹砼，地下室底板、混凝土外墻和地下室頂板除加強帶外，混凝土膨脹率為0.025%。在砼連續(xù)供應(yīng)量和連續(xù)作業(yè)的勞動力有保證的情況下，經(jīng)過建設(shè)參與各方的考慮，決定采用連續(xù)式膨脹加強帶。地下室底板砼和膨脹加強帶砼一次澆筑完成，節(jié)約了工期。
        6 結(jié)語
        超長地下室混凝土結(jié)構(gòu)采用加強帶取代后澆帶施工技術(shù)，是一種先進(jìn)、有效的施工工藝。可以連續(xù)施工超長混凝土結(jié)構(gòu)而不留縫，簡化了施工工序、縮短了工期、提高了工程質(zhì)量，降低了工程成本。目前膨脹加強帶技術(shù)已廣泛使用，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。