超长无缝混凝土结构在施工中的应用

罗　骥

(四川省第三建筑工程公司，四川成都 610051)

在混凝土工程设计、施工中，常规后浇带施工，工序繁多，时间跨度长，施工成本高，而且难以保证整体质量，给建筑装饰也带来隐患。我们在工程施工实践中，利用UEA混凝土补偿收缩的原理，采用膨胀加强带替代后浇带，实现了超长钢筋混凝土的无缝施工，为同类的工程施工提供了可借鉴的经验。

1　基本原理

UEA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为混凝土预压应力(MPa)；As为钢筋截面积；μ为配筋率(%)；Ac为混凝土截面积；Es为钢筋弹性模量(MPa)；ε2为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，根据水平法向力σx分布曲线，设想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，控制有序裂缝的出现。

由于钢筋混凝土结构长大化和复杂化，取消后浇带的超长无缝混凝土结构施工必须根据结构特点灵活运用，沉降缝不能取消，具有沉降性质的后浇带也不能取消。UEA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，它可以取消后浇带。加强带的间距可控制在40～60 m，一般可连续浇注100～200 m超长结构。

2　工程应用实例

某工程大剧场部分为框架-剪力墙结构，筏板基础，地下二层，地上高约30 m，最长边约80 m，最短边约50 m，筏板厚度为1.2 m，混凝土强度等级为C35～C40。

本工程观众厅部分与舞台部分基础埋深差别较大，后浇带既起沉降作用，又起伸缩作用，故不可用膨胀加强带来代替，因而观众厅与舞台之间仍存在后浇带。舞台部分原设计也是考虑后浇带，但是由于工程工期很紧，根据实际情况，设计改用UEA补偿性混凝土来代替伸缩缝，实现无缝施工，在地下室筏板、墙体、地上各楼层设置二道2 m宽限的膨胀带加强带(成“十”字形布置，将建筑分为四部分)，以控制混凝土温度、收缩裂缝。

2.1　混凝土试配

膨胀混凝土的试配，重点解决超长无缝混凝土施工中UEA掺量控制和降低混凝土水化热。

根据产品的技术参数和多次实验，我们确定普通部位膨胀混凝土掺11 %UEA；膨胀加强带部位混凝土掺14 %UEA。

2.2　筏板膨胀加强带施工

(1)混凝土浇筑方向。首先根据现场实际情况，混凝土供应能力，浇筑能力，确定筏板混凝土浇筑方向。施工时浇筑采用斜向推进、分层连续浇筑方法，膨胀加强带外掺11 %UEA的C35、P8小膨胀混凝土，浇筑到加强带时，浇掺14 %UEA的C40、P8大膨胀混凝土，到另一侧时，又改为浇筑掺11%UEA的C35、P8小膨胀混凝土。

(2)确定膨胀加强带的设置。膨胀加强带宽为2 m，两侧架双层钢丝网，为防止混凝土压破双层钢丝网，在上下层主筋之间点焊φ25@200的双向钢筋加强网。

(3)膨胀加强带处的浇筑方向。3台混凝土泵加一条溜槽从一条边开始向同一方向浇筑，浇筑整个过程中，应保证退泵连续浇筑超长无缝筏板混凝土，保证1台泵机动配合塔吊吊斗进行膨胀加强带和墙体混凝土浇筑。

(4)主要技术措施

1)混凝土浇筑时，注意严防其它部位混凝土进入膨胀加强带内，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。

2)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钢丝网保持距离不小于30 cm，并不得过振。

3)膨胀加强带处混凝土采取塔吊吊斗吊运和混凝土输送管泵并用。加强带处超长无缝筏板混凝土浇筑在一侧混凝土浇筑完毕后进行，墙体混凝土待该部位超长无缝筏板混凝土初凝后终凝前浇筑。膨胀带混凝土，振捣棒可靠近密目钢丝网，但不得碰撞。

4)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。底板浇筑至标高后，在终凝前反复抹压多次，防止混凝土表面的沉缩裂缝出现。

5)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。混凝土浇筑完毕后即应保湿养护14 d。混凝土收平后，用塑料膜严密覆盖，再盖草袋一层。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。

2.3　墙体膨胀加强带施工

为释放部分收缩应力，在墙体施工中采用了“后浇膨胀加强带”的施工方法，即以膨胀加强带为界，分段浇筑掺11 %UEA的C35、P8小膨胀混凝土，养护7 d后(因工期紧，达不到28 d)，用掺14 %UEA的C40、P8大膨胀混凝土回填膨胀加强带。后浇筑膨胀加强带可按照传统后浇带设置。

在混凝土浇筑2 d后，松动模板1～2 mm，在墙体顶部设置花管淋水养护，拆模后继续淋水养护至14 d。

2.4　楼板膨胀加强带施工

楼板膨胀加强带用密目钢丝网隔开，固定方法同筏板。浇筑时采用齐头并进、连续浇筑的方法，膨胀加强带外用掺11 %UEA的小膨胀混凝土，浇筑到加强带时，用掺14 %UEA的大膨胀混凝土，到另一侧时，又改为浇筑掺11 %UEA混凝土。

3　应用效果

3.1　工期对比

按常规设计要求，每30～40 m设一道后浇带，等主体结构封顶一个月且月沉降量小于0.05 mm后，再浇筑膨胀混凝土，将延长工期60 d左右。本工程采用超长无缝混凝土结构后，每楼层混凝土实现连续浇筑施工，缩短了工期。

3.2　经济效益分析

本工程膨胀加强带与楼层板同时浇筑，省去保护后浇带而砌筑的砖墙及上面盖板，同时省去后浇带的清理工作，每道膨胀加强带与板同时浇筑，省略脚手架的后期搭设，降低了工程造价。

3.3　工程质量

按照施工前编制的详细可行性的施工方案、技术交底、严格执行，温度控制的结果表明，混凝土内外温差未超过25 ℃；实现了筏板混凝土浇筑的连续施工；浇筑完成后，经过一段时间的观察，未发现裂缝；取得了超长无缝结构筏板混凝土浇筑的成功。

5　总结

超长无缝混凝土结构是以UEA补偿收缩混凝土为结构材料，以加强带取代后浇带连续浇筑超长钢筋混凝土结构的一种工艺。在本工程中，对底板和楼板采用加强带取代后浇带并取得成功，证明采用超长无缝混凝土结构施工技术是一种有效的施工工艺，有利于满足工程质量要求和建筑造型的要求，简化了施工工序、缩短了工期，降低了工程成本。