超长钢筋混凝土结构无缝施工技术
发表时间：2016-01-08T10:56:04.067Z 来源：《基层建设》2015年18期供稿 作者： 王余胜
[导读] 江苏建科建设监理有限公司 介绍超常结构施工的基本原理，通过工程实例介绍超常结构采用膨胀加强带替代加强带的施工技术要点。
江苏建科建设监理有限公司 江苏南京 210000
摘要：介绍超常结构施工的基本原理，通过工程实例介绍超常结构采用膨胀加强带替代加强带的施工技术要点。关键词：超长钢筋混凝土结构；施工技术
在超长钢筋混凝土结构施工中，为防止混凝土受温度应力和干缩应力而引起开裂，施工中通长采用设置后浇带的方法加以处理。一般每30～40m设一道后浇带，等40～50天后再浇筑膨胀混凝土。这种常规的后浇带施工，工序复杂，施工时间长，质量不易保证。在该工程施工中，利用江苏博特公司生产的JM-Ⅲ外加剂，采用膨胀加强带代替后浇带，实现了超长钢筋混凝土结构的无缝施工，为类似工程积累了经验。
1、工程概况
苏州某工程位于苏州市旺墩路与钟原路交界处，靠近圆融时代广场南面，本工程总用地面积为30257m2，总建筑面积为294854.18m2，地下室筏板面积约28000平方，地下4层、地上裙房4层，两栋公寓楼28层，为框架-剪力墙结构，一栋办公楼33层，为筒体结构。裙房建筑高22.4m，公寓塔楼高99.9m，办公塔楼高147.25米，地上计容建筑面积为196598.18平方米，地下室建筑面积为98256平方米，首层建筑面积为167.15m。
在地下室结构施工期间处于冬季，属于冬季施工，需加强表面覆盖养护工作。另外地下室筏板面积比较大，为了很好的控制裂缝，除在三栋塔楼与裙房筏板带设置三条沉降后浇带以外，在三栋塔楼的筏板区域各设置了一条膨胀加强带来控制裂缝，为了满足施工要求，施工中利用JM-PCA混凝土补偿收缩的原理，采用膨胀加强带替代后浇带，178.0m的超长结构通过设置膨胀加强带解决超长结构无缝施工技术。
2、技术措施
2.1利用膨胀混凝土补偿收缩原理，控制裂缝出现
无缝设计的思路是“抗放结合，以抗为主”的原则。JM-Ⅲ混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时：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—混凝土的膨胀率（%）。
由（1）式可见，σc与ε2成正比例关系，而膨胀率ε2随JM-Ⅲ的掺量增加而增加，所以，通过调整JM-Ⅲ的掺量，可使膨胀加强带混凝土获得0.2～0.7MPa的预压应力。膨胀加强带所建立的预压应力，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。
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。2.2合理设置膨胀加强带
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的部位。该工程地下室四层，裙房四层，三栋塔楼各自，在三栋塔楼与裙房交界处设置三条沉降后浇带，在裙房区域内又设置五条伸缩后浇带，既保证了塔楼与裙房之间的沉降，又保证了裙房内部之间的伸缩，因三栋塔楼的楼层面积较小，故塔楼内部不设置后浇带，因塔楼区域对应的筏板厚度分别为2.3m和2.8m，外墙厚度为600mm，属于大体积混凝土，混凝土抽缩比较大，因此在三栋塔楼区域的筏板和外墙上各设置一条膨胀加强带，加强带宽度为2m，混凝土标高提高一个等级，有效解决因大体积混凝土收缩而产生的裂缝，并增加JM-Ⅲ膨胀剂的掺量。 2.3膨胀加强带做法
在膨胀加强带混凝土内掺入JM-PCA膨胀剂，提高混凝土的抗伸缩能力及强度。膨胀加强带宽度2.0m，加强带内钢筋连通，且上下另附加15%的附加纵向钢筋，钢筋两端伸出加强带2.0m，混凝土强度提高一个等级，以增强加强带的刚性。根据工程实际情况，膨胀加强带每隔40m设置一个，加强带两侧采用快易收口网封堵（成品），为防止混凝土压坏收口网，在上下主筋之间焊接Φ8@400双向钢筋骨架加强。
2.4混凝土试配
2.4.1膨胀混凝土的试配。膨胀混凝土用于超长结构无缝施工，其膨胀率设计和设定非常重要，膨胀率偏小，则补偿收缩能力不足，无缝施工难以实现，膨胀率过大，对混凝土强度有明显的影响。根据试配经验，JM-Ⅲ掺量占胶结材料的10%～12%之间，同时利用收
缩膨胀测定仪测定，其膨胀率ε2=2～4×10-4，在配筋率μ=0.2～0.8%时，可在结构中建立0.2～0.7MPa的预压应力，这一预压应力可补偿混凝土在硬化过程中产生温差和干缩的拉应力。
根据上述条件，配合比在满足施工工艺的情况下尽量减小混凝土的坍落度以减少混凝土的收缩。
2.4.2微膨胀混凝土的设计，主要是在混凝土的配比中掺入适量的外加剂、添加剂，将混凝土在凝固过程中产生温度应力和收缩应力降到最低。
本工程混凝土厂家选用苏州福星混凝土制品有限公司，微膨胀混凝土采用C45，高于筏板混凝土强度C40，水泥采用盘固产po42.5水泥，掺加Ⅱ级粉煤灰，减少水泥用量，降低水化热；矿粉采用江阴华西生产的S95矿粉，膨胀剂选用江苏博特公司所产JM-Ⅲ型，掺量为37Kg/m3，膨胀率>（3～4）×10-4。膨胀混凝土采用C45，JM-Ⅲ掺量为胶结材料的10.3%，不替代水泥，保证了其强度。 2.5加强构造配筋
该工程办公楼区域筏板厚度为2.8m，公寓楼筏板厚度为2.3m，经与设计院协商，板筋采用连续式配筋，其中纵向钢筋为Φ36@150（双层双向），中间夹层钢筋为Φ14@300，对特殊部位，如承台四角加设放射筋，承台部位、坑中坑部位加设二至五层的附加钢筋，加强结构抗震力。
3、施工过程控制措施
3.1施工中以伸缩后浇带、沉降后浇带为界分段施工，释放热量。按照膨胀加强带的位置确定混凝土浇筑方向。混凝土浇筑时采用五台泵（因场地所限，3台汽车泵和2台固定泵）分五组对向浇筑，先浇筑膨胀加强带内的C45强度混凝土约40cm高，再浇筑两侧的C40强度混凝土，来回浇筑，并保证大体积混凝土的分层、分段来回浇筑，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目快易收口网保持距离不小于30cm，并不得过振。
3.2在混凝土浇筑时，注意严防其它部位混凝土进入膨胀后浇带内，以免影响混凝土结构质量。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。浇筑混凝土前的润管砂浆采用灰斗集中收集，拆管排除故障或其它原因造成的废弃混凝土及时清理干净，严禁进入工作面。
3.3因处于冬季施工，在混凝土浇筑期间，加强混凝土的振捣，因每一块区域的混凝土浇筑量比较大，浇筑时间比较长，大体积混凝土浇筑所需的准备物资应充分，薄膜布具备条件时随时覆盖，防止大体积混凝土表面混凝土散失过大，确保大体积混凝土施工质量。
3.4膨胀混凝土浇筑完毕后的养护工作十分重要，是保证混凝土质量的重要措施之一。膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥JM-Ⅲ混凝土的膨胀效能，为确保养护效果，派专人养护，建立严格的混凝土养护制度。大体积混凝土浇筑完毕后应加强前14d保湿覆盖养护（达到全面薄膜布覆盖保温效果）。混凝土收抹平整后及时用塑料膜或盖麻袋片严密覆盖一层。在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80%以上，以减少混凝土干缩。4、施工体会
4.1施工前的技术准备及质量控制
超长混凝土结构无缝施工是一项先进的施工技术，要做好浇筑前的各项准备工作。施工前针对工程结构特点编制详细可行的施工方案、技术交底，并落实到施工班组、到操作工人。提前抓好各种原材料的质量控制，现场机械设备的选用和检修，同时要充分考虑浇筑过程中可能出现的问题，以及混凝土浇筑完成后的养护工作。4.2要根据工程特点合理选用
超长混凝土结构无缝施工的前提是采用膨胀加强带替代部分后浇带，后浇带仅是释放收缩应力的伸缩缝，但根据本工程面积比较大，楼层比较高，地下室深度比较大（为地下四层），本工程图纸设计的后浇带既考虑释放收缩应力，又考虑地基的沉降，因此本工程的后浇带不能取消，在三栋
