間歇式膨脹加強(qiáng)帶在大體積超長(zhǎng)底板中的應(yīng)用

李紅飛，李俊君，李紅，徐寧

（1. 銀座集團(tuán)股份有限公司，山東　濟(jì)南 250000；2. 棗莊中興商品混凝土有限公司，山東　棗莊 277000；3. 中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院，北京 100024）

間歇式膨脹加強(qiáng)帶在大體積超長(zhǎng)底板中的應(yīng)用

李紅飛1，李俊君1，李紅2，徐寧3

（1. 銀座集團(tuán)股份有限公司，山東濟(jì)南 250000；2. 棗莊中興商品混凝土有限公司，山東棗莊 277000；3. 中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院，北京 100024）

銀座商場(chǎng)地下車庫(kù)超長(zhǎng)、超寬，利用間歇式膨脹加強(qiáng)帶替代原設(shè)計(jì)的后澆帶，選用限制膨脹≥0.06% 的膨脹劑配制補(bǔ)償收縮混凝土，優(yōu)化混凝土配合比，降低混凝土水化熱，有效解決了大體積超長(zhǎng)底板易開(kāi)裂難題。同時(shí)，加快施工進(jìn)度，降低工程成本。

間歇式膨脹加強(qiáng)帶；補(bǔ)償收縮混凝土；超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)；膨脹劑；水化熱

1　工程概況

薛城銀座商城位于棗莊市薛城區(qū)燕山北路與黃河中路交叉口東北角，奚仲中學(xué)正南側(cè)。地下二層，地上七層，地下一、二層為設(shè)備用房和地下停車庫(kù)，工程效果圖見(jiàn)圖 1。本工程場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)陡崖、暗塘、暗溝等，無(wú)發(fā)生滑坡、崩塌和泥石流等自然災(zāi)害的可能性。場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)斷裂構(gòu)造通過(guò)，不存在對(duì)抗震不利的高陡臨空面和地基土壓縮層內(nèi)的地下空洞；地層巖性以填土、粉質(zhì)粘土及花崗片麻巖為主，屬于穩(wěn)定場(chǎng)地，適宜工程建設(shè)。

本工程為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，地下二層車庫(kù)部分設(shè)置抗浮錨桿，東西長(zhǎng) 150.1m，南北長(zhǎng) 82.6m，為超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。底板厚度 850mm，柱基承臺(tái) 5.0m×5.0m×1.75m，為大體積混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C40，抗?jié)B等級(jí)為 P8。

圖1　銀座商城效果圖

2　間歇式膨脹加強(qiáng)帶技術(shù)方案

本工程底板開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)較大，原因在于：（1）超長(zhǎng)、超寬結(jié)構(gòu)，干燥收縮應(yīng)力較大，易產(chǎn)生干燥收縮裂縫；（2）厚度達(dá) 850mm，為大體積混凝土，水化熱高，水化溫升引起的溫度應(yīng)力易造成溫度裂縫。因此，如何預(yù)防干燥收縮和溫度應(yīng)力引起的開(kāi)裂是本工程底板施工控制的關(guān)鍵點(diǎn)。

2.1原設(shè)計(jì)方案

為減少混凝土收縮和溫度應(yīng)力的影響，原設(shè)計(jì)采取如下措施：

（1）每隔 30m 左右設(shè)置一道后澆帶（帶寬 800mm），后澆帶內(nèi)混凝土等級(jí)提高一級(jí)，并摻加復(fù)合膨脹纖維抗裂防水劑，混凝土限制膨脹率不低于 0.025%。在兩側(cè)混凝土澆筑42d 后再回填后澆帶，并且澆水養(yǎng)護(hù) 14d。后澆帶詳細(xì)做法見(jiàn)圖 2。

（2）采用低熱或中熱水泥，在炎熱季節(jié)施工時(shí)，采取降低原材料溫度、減少混凝土運(yùn)輸時(shí)吸收外界熱量等降溫措施，并采取可靠的養(yǎng)護(hù)措施。

顯然，原設(shè)計(jì)中存在如下問(wèn)題：一方面，后澆帶需兩側(cè)混凝土澆筑 42d 后才能回填，耽誤工期，且后澆帶厚度達(dá)850mm，清理垃圾困難，并且混凝土界面難以剔鑿處理，影響新老混凝土界面之間的咬合，易造成漏水[1]；另一方面，低熱、中熱水泥并不常用，并且價(jià)格較高，而大多數(shù)混凝土攪拌站常用 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，因此該措施實(shí)施時(shí)存在一些問(wèn)題。

圖2　底板后澆帶構(gòu)造

2.2修正方案

膨脹加強(qiáng)帶通常設(shè)置在后澆帶位置（應(yīng)力集中處），通過(guò)在該處施加較大的膨脹應(yīng)力，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)中的干燥收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力[2]，保證結(jié)構(gòu)不開(kāi)裂。與傳統(tǒng)的后澆帶作法相比，其優(yōu)勢(shì)在于節(jié)約工期，無(wú)需等待 42d，可以依據(jù)混凝土供應(yīng)能力、場(chǎng)地和施工組織能力，選擇連續(xù)式或間歇式施工，簡(jiǎn)化施工工藝，在保證工程質(zhì)量前提下，降低工程造價(jià)。

結(jié)合工程實(shí)際情況，本工程采用連續(xù)式和間歇式膨脹加強(qiáng)帶，將底板劃分為 5 個(gè)施工標(biāo)段進(jìn)行澆筑，具體劃分見(jiàn)圖3。其中，連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶主要是考慮一次澆筑混凝土方量大，為了預(yù)防突發(fā)事故，一旦因某種原因影響施工，則混凝土的施工縫可以留在連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶處，不會(huì)破壞底板整體防水。

圖3　施工標(biāo)段和膨脹加強(qiáng)帶位置劃分

連續(xù)式、間歇式膨脹加強(qiáng)帶的帶寬 2m，間歇式膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置單側(cè)止水鋼板[3]。帶兩側(cè)用快易收口網(wǎng)隔開(kāi)，防止低強(qiáng)度等級(jí)膨脹混凝土進(jìn)入膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)，并且快易收口網(wǎng)無(wú)需剔鑿處理，省工省錢，膨脹加強(qiáng)帶具體作法見(jiàn)圖 4。

圖4　膨脹加強(qiáng)帶示意圖

依據(jù) JGJ/T 178—2009《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，本工程底板混凝土限制膨脹率取值≥0.020%，膨脹加強(qiáng)帶混凝土限制膨脹率≥0.025%。膨脹劑水中 7d 的限制膨脹率必須≥0.060%，其他性能指標(biāo)應(yīng)滿足 GB 23439—2009《混凝土膨脹劑》Ⅱ型產(chǎn)品要求。

3　補(bǔ)償收縮混凝土制備

3.1原材料

水泥：棗莊中聯(lián)水泥有限公司生產(chǎn)的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，性能指標(biāo)見(jiàn)表 1。

表1　水泥物理性能

粉煤灰：山東鄒縣發(fā)電廠生產(chǎn)的I級(jí)粉煤灰，45μm 篩余9.1%，需水量 87%，燒失量 3.6%，含水量 0.5%，SO3含量2.6，堿含量 1.1%。

礦粉：徐州東南鋼鐵工業(yè)有限公司生產(chǎn)的 S95 礦渣粉，密度 2.89g/cm3，比表面積 425m2/kg，流動(dòng)度比 95%，28d 活性指標(biāo) 105%。

膨脹劑：天津豹鳴股份有限公司生產(chǎn)的 HCSA 高性能混凝土膨脹劑，水中 7d 限制膨脹率 0.065%。

砂：河砂，產(chǎn)自駱馬湖，中砂，細(xì)度模數(shù) 2.8，含泥量0.9%。

石：碎石，產(chǎn)自陶莊，連續(xù)級(jí)配，粒徑 5～25mm，含泥量 0.2%。

減水劑：棗莊市瑞砼建材有限公司生產(chǎn)的 TR-620 高效減水劑，減水率 17%，含固量 36%，總堿量 2.6%。

3.2混凝土配合比

考慮施工場(chǎng)地周邊緊鄰道路和商鋪，施工過(guò)程中除了汽車泵外，還得使用地泵（泵管最長(zhǎng)達(dá) 180m），為便于施工，混凝土坍落度控制在 220～250mm。經(jīng)試驗(yàn)室試配和現(xiàn)場(chǎng)復(fù)配，最終確定的混凝土配合比見(jiàn)表 2。

表2　混凝土配合比和抗壓強(qiáng)度

夏季施工時(shí)，混凝土入模溫度對(duì)混凝土的溫升影響非常大?？紤]到本工程底板為大體積混凝土，為了降低入模溫度，砂、石骨料均置于料棚內(nèi)，避免陽(yáng)光照射。水泥倒庫(kù)用，盡量不使用剛到場(chǎng)的水泥。拌合用水為攪拌站地下水，水溫基本在 10℃ 左右。同時(shí)，混凝土配合比中大量使用粉煤灰、礦粉摻合料[4]，并且提高摻合料中粉煤灰的用量。以上措施，以最小的代價(jià)，有效降低混凝土入模溫度，控制混凝土最高溫升。

圖 5 給出了 C40、C50 補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率。

圖5　補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率

結(jié)合表 2 和圖 5 結(jié)果可知，配制的混凝土滿足性能設(shè)計(jì)要求。

4　混凝土施工

混凝土每次澆筑方量在 2500～3200m3左右，為保證底板防水效果和澆筑質(zhì)量，施工過(guò)程中采用如下措施：

（1）合理布置泵車。在場(chǎng)地允許條件下，每次澆筑安排3～4 輛泵車，縮短澆筑時(shí)間。優(yōu)先使用汽車泵，當(dāng)使用地泵時(shí)，用塔吊吊著泵管輔助施工。泵車澆筑范圍交叉，不留死角。

（2）攪拌站安排調(diào)度和技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)值班，及時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)情況。確保現(xiàn)場(chǎng)不斷灰、混凝土工作性能滿足施工要求，一旦出現(xiàn)坍落度低，用減水劑現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。

（3）澆筑時(shí)沿邊緣向里推進(jìn)，避免出現(xiàn)遍地開(kāi)花的現(xiàn)象。由于底板存在 30cm 導(dǎo)墻、90cm 高的柱基礎(chǔ)等上返結(jié)構(gòu)，澆筑時(shí)先將 850mm 厚的底板澆筑到位，并振搗密實(shí)。等混凝土接近初凝時(shí)，再回頭澆筑上返結(jié)構(gòu)。

（4）混凝土振搗密實(shí)、抹面后，覆蓋塑料簿膜，簿膜之間相互搭接，避免出現(xiàn)沒(méi)有覆蓋現(xiàn)象，最大限度地減少失水過(guò)快造成的縮性收縮。

（5）各個(gè)標(biāo)段以膨脹加強(qiáng)帶為邊界線，澆筑時(shí)施工縫的位置必須留在止水鋼板處。并且，止水鋼板處，加強(qiáng)振搗，振搗時(shí)注意振搗棒不要觸碰到快易收口網(wǎng)，防止破損，出現(xiàn)跑灰。下一標(biāo)段澆筑時(shí)，先澆筑膨脹加強(qiáng)帶的 C50 混凝土，并且其方量最好要比理論計(jì)算方量多一些。同樣，施工縫處止水鋼板部位加強(qiáng)振搗，增強(qiáng)新舊混凝土結(jié)合。膨脹加強(qiáng)帶混凝土振搗、收面后，再澆筑 C40 底板混凝土。如果標(biāo)段內(nèi)有連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶，只要條件許可，直接澆過(guò)去，即 C40底板混凝土→C50 膨脹加強(qiáng)帶混凝土→C40 底板混凝土。

混凝土終凝后，即可安排人員進(jìn)行澆筑養(yǎng)護(hù)。施工過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行混凝土溫升監(jiān)控，設(shè)備采用中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院研發(fā)的智能測(cè)溫裝置，圖 6 給出了標(biāo)段五的底板和柱基礎(chǔ)的溫度測(cè)量結(jié)果。由圖 6 可知，柱基礎(chǔ)因體積大，混凝土最高溫度達(dá) 72℃，而同強(qiáng)度等級(jí)的底板混凝土最高溫度也達(dá)到了 66℃，但是后期檢查，底板未出現(xiàn)裂縫，說(shuō)明本工程采取的措施正確有效。

圖6　混凝土溫升

5　小結(jié)

銀座商城底板超長(zhǎng)超寬，混凝土累計(jì)方量 1.35 萬(wàn)m3左右，分 5 次澆筑完畢，歷時(shí)一個(gè)月（因場(chǎng)地問(wèn)題，標(biāo)段五是在其他標(biāo)段完工 15d 后才澆筑）。在保證底板防水質(zhì)量的前提下，合理應(yīng)用間歇式膨脹加強(qiáng)帶，縮短工期，節(jié)約費(fèi)用，同時(shí)，消除后澆帶留置的各種隱患。

[1] 江灰志．地下室后澆帶滲漏原因分析及處理[J]．河南建材，2011,5:114-115．

[2] 趙順增，劉立，游寶坤．補(bǔ)償收縮混凝土的基本性能[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2009,1:52-64+70．

[3] JGJ/T 178—2009．補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S]．

[4] 張金明，鈕明琴，張建平．大摻量礦物摻合料在大體積混凝土中的應(yīng)用[J]．福建建筑，2009,12: 14-15．

［通訊地址］山東省濟(jì)南市濼源大街 66 號(hào)銀座商城三期 21樓物業(yè)本部（250000）

Application of intermittent expansion reinforcing band in massive super-long floor

Li Hongfei1, Li Junjun1, Li Hong2, Xu Ning3
( 1. Ginza Group Co., Ltd., Ji'nan250000; 2. Zaozhuang Zhongxing Ready-mixed concrete Co., Ltd., Zaozhuang277000; 3. China Building Materials Academy, Beijing100024)

Ginza Mall basement parking is super-long and super-wide structure. The original design of post-pouring joint is replaced by intermittent expansion reinforcing band. Expansive agent for concrete of restrained expansion rate ≥0.06% was selected to make shrinkage-compensating concrete. The mix proportion is also optimized to reduce concrete hydration heat and temperature stress. These measures successfully solve the cracking problem of mass super-long floor, meanwhile, speed up the construction progress, and lower the engineering cost.

intermittent expansion reinforcing band; shrinkage-compensating concrete; super-long structure; expansive agent for concrete; hydration heat

李紅飛（1975—），男，工程師。