超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)

中建二局第四建筑工程有限公司 天津 300457

1 工程概況

哈爾濱萬達(dá)文化旅游城配建住宅3#、5#地塊項(xiàng)目工程屬于特大綜合型旅游文化商業(yè)住宅建筑群，總建筑面積75.1 萬m2，地下15.6 萬m2，地上59.5 萬m2。共包含有高層住宅7 棟（地下1 層地上33 層，高度100 m）、超高層住宅4 棟（地下1 層地上49 層，高度150 m）及配套商業(yè)服務(wù)（2 層，高度9 m）。

地下室為不規(guī)則長方形，最長邊463.38 m，最短邊248.16 m，基礎(chǔ)形式為筏板+樁基礎(chǔ)、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)和防水板?；A(chǔ)整體采用C30抗?jié)B混凝土，抗?jié)B等級P6。

2 方案的選擇[1-4]

本工程地下室為超長混凝土結(jié)構(gòu)，影響其開裂的因素比較復(fù)雜，主要是混凝土收縮、溫度應(yīng)力、混凝土養(yǎng)護(hù)等?；炷廉a(chǎn)生的裂縫不但影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、使用性，而且如果大面積修補(bǔ)封堵必然造成項(xiàng)目管理成本大幅增加，因此必須采取各種技術(shù)措施控制混凝土開裂。

如果按規(guī)范要求只設(shè)置后澆帶，經(jīng)計算每間距32 m必須設(shè)置一道，導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)后澆帶數(shù)量眾多，施工復(fù)雜，不但造成后期封堵施工作業(yè)量大，也難以保證施工質(zhì)量。

同時后澆帶需在結(jié)構(gòu)達(dá)60 d后才封堵，勢必影響地下室頂板上的穿插作業(yè)，將嚴(yán)重影響工程的整體進(jìn)度。

2.1 超長無縫施工技術(shù)優(yōu)勢

超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)與設(shè)置后澆帶的傳統(tǒng)施工做法相比，其具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

（a）可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)施工，大大節(jié)約工期。

（b）避免了后澆帶的施工冷縫，確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的整體性。

（c）可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)施工，不需要延長基坑降水措施，節(jié)約施工成本。

（d）實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)連續(xù)施工，簡化施工工序節(jié)約成本。

2.2 后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶的平面布置

通過計算本工程沉降后澆帶、后澆式膨脹加強(qiáng)帶和連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶具體布置如圖1所示。

圖1 后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶的布置

（a）主樓周邊及地下室頂板（底板）設(shè)置寬1 m沉降后澆帶，地下室頂板后澆帶最大設(shè)置間距100 m，最小間距40 m，滿足計算要求。

（b）地下室頂板設(shè)計寬2 m連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶和后澆式膨脹加強(qiáng)帶，平均每30 m設(shè)置1 條后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶，將地下室頂板分割成900 m2左右的抗裂單元，以確保抗裂效果。

3 超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工措施[5-8]

3.1 混凝土配合比設(shè)計

混凝土配合比設(shè)計時，采用低水化熱水泥，在保證混凝土強(qiáng)度情況下降低混凝土的單位用水量。采用連續(xù)級配的骨料配制混凝土，在保證可泵性的前提下，采用粒徑大、線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低的骨料，減少用單位混凝土用水量和水泥用量，有利于減少混凝土的收縮、泌水，降低水化熱。

本工程選用5～31.5 mm連續(xù)級配碎石。嚴(yán)格控制骨料含泥量，粗骨料的含泥量應(yīng)盡量控制在1％以內(nèi)，細(xì)骨料的含泥量應(yīng)盡量控制在2％。

混凝土摻加粉煤灰、礦粉礦物摻合料、高效緩凝型減水劑、膨脹抗裂劑等材料，減少水泥用量，改善混凝土的工作性能，減少延緩混凝土水化熱，有效控制水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。

為控制該工程混凝土的溫度應(yīng)力產(chǎn)生的收縮、提高混凝土耐久性能，地下室工程混凝土（底板、頂板、側(cè)墻）中均摻加HEA高效抗裂防水劑。地下室混凝土普通部位HEA的摻量為8％，加強(qiáng)帶、后澆帶部位混凝土中HEA的摻量為12％。

3.2 膨脹加強(qiáng)帶

3.2.1 膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置

經(jīng)與設(shè)計溝通，并結(jié)合上述理論依據(jù)和工程實(shí)際施工需要，沿地下室平面結(jié)構(gòu)（板、外剪力墻）每30～40 m設(shè)置1 道膨脹加強(qiáng)帶，其中以連續(xù)澆式膨脹加強(qiáng)帶為主，后澆式膨脹加強(qiáng)帶局部設(shè)置（圖2）。

圖2 膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置

膨脹加強(qiáng)帶設(shè)計寬度為2 000 mm，在底板和墻體處垂直加強(qiáng)帶方向設(shè)加強(qiáng)鋼筋，鋼筋為該方向受力鋼筋與分布鋼筋的1 倍，與原鋼筋間隔布置。膨脹加強(qiáng)帶的兩側(cè)采用5 mm密目鋼絲網(wǎng)，為防止混凝土壓壞鋼絲網(wǎng)，并用立筋Φ8 mm@150 mm及水平筋Φ16 mm@200 mm骨架加固，防止混凝土流入加強(qiáng)帶。

膨脹加強(qiáng)帶是一種“抗”的措施，所以在連續(xù)施工的混凝土構(gòu)件中，為提高其抵御收縮應(yīng)力的能力，膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)底板（墻）中增設(shè)Φ10 mm@150 mm水平溫度鋼筋（垂直于加強(qiáng)帶長度方向），并均勻布置在上下層鋼筋上，兩端各伸出膨脹帶約1 000 mm，并固定在上下層（或內(nèi)外層）鋼筋上。

根據(jù)《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T178—2009)規(guī)定和設(shè)計圖紙要求的限制膨脹率，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試配確定HEA高效抗裂膨脹劑在地下室的膨脹加強(qiáng)帶兩側(cè)的摻量為8％，膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)為12％。

3.2.2 膨脹加強(qiáng)帶澆筑方式

如圖3所示，在連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶范圍內(nèi)（也即后澆式膨脹加強(qiáng)帶兩側(cè)的區(qū)域）可以實(shí)現(xiàn)整體連續(xù)澆筑混凝土，而留置的后澆式膨脹加強(qiáng)帶在兩側(cè)混凝土澆筑完15 d后澆筑。

圖3 連續(xù)式、后澆式膨脹加強(qiáng)帶澆筑

3.3 后澆帶

住宅主體周邊設(shè)置沉降后澆帶，在地下室頂部設(shè)置伸縮后澆帶，后澆帶寬度1 000 mm。底板后澆位置設(shè)置加強(qiáng)筋，其配筋為板受力鋼筋截面面積的1/2，沿板厚B中部設(shè)置300 mm×3 mm止水鋼板，并在板底部留縫位置設(shè)置外貼式止水帶（圖4）。

外墻后澆帶做法與底板基本相同，唯一的區(qū)別是不設(shè)外貼止水帶，如圖5所示。頂板后澆帶在板厚中部設(shè)置膨脹止水條，具體如圖6所示。后澆帶應(yīng)采用內(nèi)摻微膨脹劑補(bǔ)償收縮混凝土澆筑，混凝土強(qiáng)度等級比兩側(cè)先澆部分高一級。

沉降后澆帶在主體結(jié)構(gòu)頂板澆注14 d后，提供沉降觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)設(shè)計同意后澆注混凝土，地下室頂板溫度伸縮后澆帶，在兩側(cè)混凝土齡期達(dá)到60 d，并經(jīng)設(shè)計同意后澆注，養(yǎng)護(hù)時間不少于28 d。

圖4 底板后澆帶構(gòu)造

圖5 外墻后澆帶構(gòu)造

圖6 頂板后澆帶構(gòu)造

3.4 施工過程控制

（a）嚴(yán)格控制混凝土坍落度，坍落度不能滿足泵送及配比要求時不得卸車，現(xiàn)場施工嚴(yán)禁向混凝土罐車及泵槽內(nèi)加水。

（b）混凝土振搗必須密實(shí)，不能漏振、欠振，也不可過振。振搗做到快插慢拔，振搗時間為20～30 s，以混凝土面不再出現(xiàn)氣泡、不再顯著下沉、表面泛漿為準(zhǔn)。

（c）膨脹加強(qiáng)帶按規(guī)定順序澆筑，澆筑前，應(yīng)將先期澆筑的混凝土表面清潔干凈，并充分潤濕。振搗時應(yīng)加強(qiáng)新舊混凝土結(jié)合處的振搗。

（d）底板和頂板混凝土澆筑完畢后，在混凝土終凝前用木抹刀、鐵抹刀搓壓混凝土表面，以防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫（主要是沉降裂縫、塑性收縮裂縫和表面失水干縮裂縫），抹壓共3 遍，混凝土原漿收面后立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

（e）嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)溫度和入模溫度，減少混凝土內(nèi)外溫差，避免溫度變化過快；避免高溫下混凝土施工，盡量選擇夜間進(jìn)行混凝土施工。

（f）地下室板結(jié)構(gòu)采取覆蓋不透水、氣的薄膜布（如塑料薄膜布）方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑完成時，收面后用薄膜布進(jìn)行覆蓋混凝土表面（圖7），同時適當(dāng)?shù)貪菜@樣能保證混凝土在不失水的情況下得到充分的養(yǎng)護(hù)，確保質(zhì)量。

圖7 混凝土養(yǎng)護(hù)

4 施工效果

通過采用加大后澆帶設(shè)置距離，增加連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶和后澆式膨脹加強(qiáng)帶，并添加外加劑等綜合措施的混凝土超長結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)，在保證地下室結(jié)構(gòu)施工安全、工程質(zhì)量和施工進(jìn)度的前提下，減少了混凝土結(jié)構(gòu)開裂的情況，避免了大型地下室大面積滲漏的隱患。

與大量設(shè)置后澆帶的傳統(tǒng)做法相比，節(jié)省了人工費(fèi)、材料費(fèi)和機(jī)械費(fèi)，便于大型地下室在保證工程質(zhì)量前提下，優(yōu)化施工順序布置，有利于工程工期的順利實(shí)現(xiàn)，具有較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。