美兰机场二期航站楼超长无变形缝混凝土结构裂缝控制施工技术

郭思壮，梁华站，徐振杰，王磊，田忠贵，王凤然

（中国建筑第八工程局有限公司，上海200000）

1 工程概况

海口美兰国际机场二期扩建工程航站楼中心区为航站楼核心部位，中心区（A 区）主楼采用基础错层隔震，隔震层由铅芯橡胶隔震支座、普通橡胶隔震支座、弹性滑板支座和黏滞阻尼器组成。中心区长456m，宽195m，单层面积约70 000m2，东西向和南北向均未设置变形缝。此外，地下室外挡土墙单段长度分别为172m、641m、1260m，地下室内墙单段最大长度达417m，均属超长混凝土结构，因此，超长无变形缝混凝土结构的裂缝控制是本工程的重点和难点。

2 超长无变形缝混凝土结构控制措施

控制措施主要有：基础底板采用跳仓法；设置加强后浇带；设置墙体诱导缝；施加温度预应力；采用补偿收缩混凝土；采用纤维混凝土等。

3 操作要点

3.1 底板跳仓法施工操作要点

3.1.1 跳仓原则

相邻仓混凝土需要间隔7d 后才能施工相连。

3.1.2 跳仓划分与计划

B2 层相对高程为-9.25m，在原设计后浇带位置设置8 条竖向和3 条横向跳仓施工缝，11 条跳仓施工缝把基础底板和上部框架墙板分为21 块，根据相邻仓7d 后才可连成整体的原则，基础底板共分4 批进行浇筑。

B1 层相对高程为-3.25m，在原设计后浇带位置设置12条竖向和1 条横向跳仓施工缝，13 条跳仓施工缝把基础底板和上部框架墙板分为55 块。根据相邻仓7d 后才可连成整体的原则，基础底板共分8 批进行浇筑。

3.1.3 跳仓施工混凝土浇筑与养护

1）施工缝设计与施工要求

底板跳仓施工缝处使用快易收口网加止水钢板分隔，施工缝处底板附加筋C14mm@200mm，底板施工缝处防水附加层。跳仓施工缝采取快易收口网，施工缝表面粗糙，不需要凿毛，清洗后即可进行第2 次混凝土浇筑，接缝处2 次浇筑混凝土黏接紧密。

2）混凝土浇筑及养护

地下室底板采用补偿收缩和纤维防水抗渗混凝土，混凝土强度C40，抗渗等级P8。在普通混凝土中掺加一定比例的微膨胀剂（根据搅拌站适配，本工程采用SY-G 膨胀剂，掺量为12%，50kg/m3），产生的预压力大致抵消混凝土在收缩时产生的拉应力，从而防止和减少混凝土裂缝的产生。同时，混凝土中掺加聚丙烯纤维（本工程采用SY-A 纤维，掺量0.9kg/m3），有效控制混凝土塑性收缩，改善混凝土的抗渗能力，提高混凝土的抗裂性能。混凝土浇筑后，进行覆膜浇水养护，确保混凝土内外温差在25℃以内，养护时间不少于14d。

3）施工管理裂缝控制

混凝土收面压光时，主管工长做到每30min 巡视一次，及时跟踪检查混凝土裂缝情况。每一养护部位，主管工长在养护时间做到每天有检查，每天有记录，随时跟踪混凝土养护温度和洒水间歇。

3.2 加强后浇带施工要点

3.2.1 加强后浇带设计

与设计院联系，通过深化设计，由设计院计算并同意，确定加强后浇带的位置及间距，加强后浇带取代结构变形缝。航站楼中央大厅长（450m×195m），除设置0.8～1.0m 宽的施工后浇带，每隔约150m 设置了结构加强后浇带（宽2.0～2.5m）。

3.2.2 加强后浇带设置原则

加强后浇带自基础底板至地上4 层顶板所涉及的梁、板、墙均设置，结构梁、板、墙通过加强带的钢筋不得直通，需在加强后浇带范围内搭接。

3.2.3 加强后浇带凿毛清理、钢筋绑扎、混凝土浇筑振捣

结构加强后浇带混凝土在航站楼主体结构施工封顶后，主体结构外保温已完成，在环境温度相对较低的时候，经设计同意后进行浇筑，此时，超长混凝土结构伸缩变形较小。

加强带浇筑前对混凝土交接面进行凿毛和清理，在搭接位置中部搭接钢筋单面焊接，焊接长度10d，并采用比两侧混凝土提高一级强度的C45 补偿收缩微膨胀混凝土浇筑，加强带混凝土应一次浇捣完成，严禁产生冷缝。

3.2.4 加强后浇带养护

加强后浇带需要加强养护，采用覆膜洒水养护，养护时间不得少于28d。

3.2.5 加强后浇带预应力张拉、封锚

加强后浇带养护强度达到100%后进行跨加强后浇带的梁、板预应力的张拉和封锚。

3.3 诱导缝施工要点

3.3.1 诱导缝设计

与设计院沟通，通过设计院计算并同意，确定地下室内外墙诱导缝的位置及间距，经过验算诱导缝预裂的缝宽满足使用要求。墙体诱导缝从B1 层板面200mm 以上开始至首层板梁底以下200mm；地下室外挡土墙约每24m 设置一道；地下室内墙约每18m 设置一道。

3.3.2 诱导缝墙体钢筋绑扎、外墙诱导缝加强防水

诱导缝通过适当减少钢筋对混凝土的约束方法，在混凝土结构中人为设置薄弱带，若墙体产生较大收缩变形，则诱导墙体在该处开裂，达到释放收缩变形和避免外墙渗漏的效果。外墙诱导缝迎水面外侧水平钢筋连通，内侧水平钢筋在诱导缝部位向内弯折至外侧钢筋，同时，在内侧诱导缝处绑扎附加筋，附加筋长度2m，直径和间距同墙筋；内墙无防水要求，内外侧水平墙筋均在诱导缝部位断开，向墙体内侧弯折，在诱导缝处内墙内外侧均绑扎附加筋，附加筋长度1.2m，直径和间距同墙筋。绑扎钢筋弯折要一致，使诱导缝顺直。

外墙诱导缝处为薄弱带，需设置加强止水带（内墙无防水要求不设置）。本工程加强止水带采用中埋式橡胶止水带。防水加强，使诱导缝达到裂而不渗的目的。

3.3.3 诱导缝填缝

外墙诱导缝宽度20mm，长度根据外墙宽度确定：墙厚不大于300mm 时，120mm；墙厚大于300mm 时，170mm。混凝土

浇筑前，在诱导缝内侧安装20mm×120（170）mm 挤塑板，挤塑板在混凝土浇筑完成后不可拆除。

内墙诱导缝在内墙两侧均安装20mm×30mm 挤塑板，挤塑板在混凝土浇筑完成后不可拆除。

3.3.4 混凝土浇筑

外墙采用补偿收缩和纤维防水混凝土，在普通混凝土中掺加一定比例的微膨胀剂，（根据搅拌站适配，本工程采用SY-G 膨胀剂，掺量为12%，50kg/m3），产生的预压力大致抵消混凝土在收缩时产生的拉应力，从而防止和减少混凝土裂缝的产生。同时，混凝土中掺加聚丙烯纤维（本工程采用SY-A纤维，掺量0.9kg/m3），有效控制了混凝土塑性收缩，改善混凝土的抗渗能力，提高混凝土的抗裂性能。无防水要求的内墙采用普通混凝土浇筑[1]。

混凝土浇筑后，按规范要求浇水养护，竖向结构带模养护，养护时间不小于14d。

3.3.5 外墙外侧防水层

在诱导缝部位外除设置防水加强层（中埋式橡胶止水带）之外，另需按设计要求设置结构的迎水面防水层。

3.3.6 外墙诱导缝内侧涂刷双组分聚硫橡胶密封膏

在混凝土达到28d 龄期之后，将诱导缝处基层清理干净，将底涂液涂刷在被粘表面上,干燥成膜。在内侧预留凹槽处涂刷双组分聚硫橡胶密封膏并达到规定厚度，操作时，应尽量防止夹带气泡进入密封胶中。双组分聚硫密封胶表干时间为24h，7d 后可达到80%强度，因此，在双组分聚硫密封胶未充分固化前，要注意保护，防止雨水侵入而降低性能，闭水试验在施工7d 后才能进行。

4 材料要求

对施工材料的要求包括：

1）水泥：宜选用水化热较低的水泥品种，水泥应进行水化热测定，7d 水化热不大于250kJ/kg。水泥中铝酸三钙含量小于8%。

2）骨料：粗骨料，其质量除应符合现行国家标准的规定外，含泥量控制在1%以内；配置大体积混凝土粗骨料的连续级配宜为5～40mm；非配置大体积混凝土粗骨料连续级配宜为5～25mm。细骨料宜采用天然砂，其含泥量控制在1%～1.5%；配置大体积混凝土细骨料的级配为中、粗砂，细度模数宜为2.80，平均粒径宜为0.38mm；

3）掺合料：大体积混凝土掺加粉煤灰，其掺量宜为15%～30%，其用量混凝土配合比确定，粉煤灰质量应符合现行国家标准的有关规定，粉煤灰的质量等级为一级。

4）外加剂：包括膨胀剂、高效减水剂、防水剂、抗裂纤维等，掺入品种和掺量应根据试配结果确定。减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂，膨胀剂采用高性能SY-G 膨胀剂，掺量为12%，50kg/m3；纤维采用SY-A 聚丙烯纤维，掺量0.9kg/m3。

5）配合比设计与混凝土性能控制：补偿收缩混凝土及高耐久性补偿收缩混凝土应为掺加膨胀剂及其他特殊材料的混凝土，具有低热、低收缩、合适弹模、高极限拉伸率和高抗拉强度、合适的抗压强度和徐变特性等性能，要求控制实际施工完成后的混凝土强度不大于设计强度的1.2 倍。最大水胶比：C40 以下为0.45；C45 为0.40；最大单方用水量应小于155.0kg/m3；最大氯离子含量应小于0.06%；最大碱含量应小于3.0kg/m3。用于地下部分的混凝土其抗渗等级不小于相应部位的设计要求。

混凝土变形性能要求（括号内指标为钢管混凝土柱、后浇带及膨胀带区域要求）：（1）水中14d 的限制膨胀率应大于0.025%（0.03%）；（2）同养护条件下混凝土28d 收缩率应小于0.012%（0.008%），同条件养护条件下混凝土总收缩率应小于0.04%（0.028%）, 后浇带封闭后混凝土收缩率应小于0.016%（0.011%）；（3）混凝土配合比设计。底板混凝土为C40P8 高耐久性补偿收缩混凝土，配合比如表1 所示。梁板混凝土为C40高耐久性补偿收缩混凝土，配合比（kg/m3）如表2 所示。

表1 C40P8 高耐久性补偿收缩混凝土配合比

表2 C40 高耐久性补偿收缩混凝土配合比

要求混凝土入泵坍落度为180～220mm，到浇筑仓面坍落度为160～200mm，同时，具有良好的和易性与保水性。

6）预应力筋：采用高强度低松弛7 丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为15.2mm，公称面积140mm2，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ep=1.95×105MPa，1000h 后应力松弛率不大于2.5%，其技术性能必须符合国标GB/T 5224—2014《预应力筋用钢绞线》的规定。张拉端采用夹片锚具，固定端采用挤压锚具。

5 结语

本工程对超长超大混凝土结构施工裂缝控制提供了多种控制措施，防止和减少结构裂缝，保证结构安全性。基础底板采用的跳仓法施工，提前进行底板封闭，有利于基坑降排水和提前进行基坑侧壁大方量土方的回填，降低了底板后浇带因后期清理困难出现后浇带渗漏的风险，极大地方便了现场施工、加快施工进度、减小施工成本、提高施工质量。通过设置加强后浇带取代永久变形缝，保证了航站楼建筑功能，有效地控制了超长混凝土结构因混凝土收缩产生的裂缝。地下室内外墙通过设置诱导缝，防止和减少外挡土墙裂缝，对整个地下室防水效果有直接性提高，降低地下室渗漏风险，保障地下室结构使用功能。此外，通过温度预应力、补偿收缩混凝土以及纤维混凝土等技术防止和减少超长无变形缝混凝土结构的裂缝，对类似的工程的施工有较好的借鉴和参考作用。