補(bǔ)償收縮混凝土在超長(zhǎng)地庫(kù)筏板中的應(yīng)用

何均輝

（東莞洪信混凝土有限公司，廣東　東莞　523160）

補(bǔ)償收縮混凝土在超長(zhǎng)地庫(kù)筏板中的應(yīng)用

何均輝

（東莞洪信混凝土有限公司，廣東東莞523160）

本文介紹了補(bǔ)償收縮混凝土在基礎(chǔ)筏板施工中的應(yīng)用。采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，取消后澆帶，設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，提高結(jié)構(gòu)抗裂防滲能力，實(shí)現(xiàn)地下車(chē)庫(kù)基礎(chǔ)筏板混凝土結(jié)構(gòu)自防水和超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)連續(xù)施工。

補(bǔ)償收縮混凝土；HCSA 膨脹劑；膨脹加強(qiáng)帶

摻加膨脹劑制備補(bǔ)償收縮混凝土是控制和減少混凝土干縮裂縫的有效技術(shù)手段，其原理在于膨脹劑水化生成的膨脹性水化產(chǎn)物——?dú)溲趸}或鈣礬石，可以在約束作用下在混凝土內(nèi)部建立一定的預(yù)壓應(yīng)力，從而補(bǔ)償干縮應(yīng)力[1]。目前，補(bǔ)償收縮混凝土廣泛應(yīng)用于地下空間工程、體育場(chǎng)館、隧道、橋梁等工程的結(jié)構(gòu)自防水[2]、超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)施工[3]和大體積混凝土抗裂[4]。本文以某住宅地下車(chē)庫(kù)為例，介紹了補(bǔ)償收縮混凝土在超長(zhǎng)基礎(chǔ)筏板施工中的應(yīng)用。

1　工程概況

本工程為一限價(jià)房住宅小區(qū)，配套地下車(chē)庫(kù)。車(chē)庫(kù)地下一層，框架減力墻結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)156.9m，寬134.9m，筏板基礎(chǔ)，屬于超長(zhǎng)超寬結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)筏板厚400mm，下翻梁，混凝土強(qiáng)度等級(jí) C35，抗?jié)B等級(jí) P8。后澆帶混凝土強(qiáng)度等級(jí) C40。本工程場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，在長(zhǎng)期浸泡條件下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性。

2　設(shè)計(jì)變更

本工程結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)超寬，干燥收縮應(yīng)力較大，易開(kāi)裂。為了釋放應(yīng)力，每隔30m 左右設(shè)置一條后澆帶。原設(shè)計(jì)地下結(jié)構(gòu)防水做法為抗?jié)B鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水+自粘聚合物改性瀝青防水卷材+找平層、保護(hù)層。原防水工藝施工復(fù)雜、工期長(zhǎng)、造價(jià)高，整體質(zhì)量和效果難以控制，再加上地下主體結(jié)構(gòu)施工按計(jì)劃處于雨季，存在諸多不利因素。結(jié)合以往工程實(shí)踐，本工程將地下結(jié)構(gòu)防水變更為補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水，以達(dá)到：（1）提高混凝土性能和增強(qiáng)防水效果，做到與主體結(jié)構(gòu)同壽命；（2）縮短工期，節(jié)省工期25天左右，減少天氣、溫度、下雨對(duì)混凝土品質(zhì)的影響；（3）減少后澆帶設(shè)置，降低后澆帶處理難度和潛在滲漏隱患，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體耐久性；（4）節(jié)約造價(jià)，綜合考量可節(jié)約直接防水費(fèi)用、附屬工藝費(fèi)用和降水費(fèi)、管理費(fèi)等間接費(fèi)用，每方費(fèi)用節(jié)約50元左右。

2.1補(bǔ)償收縮混凝土

限制膨脹率是補(bǔ)償收縮混凝土的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，它反映了混凝土的補(bǔ)償收縮能力，決定著混凝土的抗裂防滲能力。依據(jù) JGJ/T178—2009《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，結(jié)合工程實(shí)際情況，本工程不同部位補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率見(jiàn)表1。

表1　補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)要求

2.2膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置

考慮干燥收縮應(yīng)力和沉降變形的影響，原設(shè)計(jì)每隔30m設(shè)置了一條伸縮后澆帶，用以釋放溫度和干縮應(yīng)力。并且在樓座周?chē)c車(chē)庫(kù)之間留設(shè)了沉降后澆帶，釋放沉降差。后澆帶的設(shè)置破壞了結(jié)構(gòu)的整體性，后期處理麻煩、費(fèi)工費(fèi)時(shí)，并且極易滲漏。

本工程采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，利用膨脹加強(qiáng)帶取消伸縮后澆帶，在應(yīng)力集中位置，通加使用更大限制膨脹率的膨脹混凝土，在該處產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力，用于抵消溫度、收縮應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)連續(xù)施工。此外，優(yōu)化了部分沉降后澆帶，具體參見(jiàn)圖1。

圖1　膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置

2.3膨脹劑

研究表明，膨脹劑的限制膨脹率約是補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率的2倍左右。本工程底板混凝土限制膨脹率為0.015% 以上，膨脹加強(qiáng)帶混凝土的限制膨脹率則為0.025%以上。因此，膨脹劑自身的限制膨脹率必須在0.05% 以上，也就是國(guó)標(biāo)Ⅱ型膨脹劑。參考 GB23439—2009《混凝土膨脹劑》，本工程使用膨脹劑的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2　混凝土膨脹劑性能指標(biāo)要求

3　補(bǔ)償收縮混凝土

3.1原材料

水泥：P·O42.5普通硅酸鹽水泥，性能滿足 GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》規(guī)定的指標(biāo)要求。

粉煤灰：F 類(lèi)Ⅱ級(jí)灰，需水量99%，燒失量5.6%，性能滿足 GB/T51003－2014《礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的指標(biāo)要求。

礦粉：S95?；郀t礦渣粉，比表面積468m2/kg，28d活性指標(biāo)103%，性能滿足 GB/T51003－2014《礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的指標(biāo)要求。

膨脹劑：雙膨脹源高性能混凝土膨脹劑 HCSA，水中7d限制膨脹率0.056%，性能滿足 GB23439—2009《混凝土膨脹劑》規(guī)定的Ⅱ型產(chǎn)品指標(biāo)要求。

河砂：含泥量小于3%，含石率21%。

石子：人工碎石，粒徑5～25mm。減水劑，聚羧酸系高性能減水劑，減水率23%。

3.2補(bǔ)償收縮混凝土

工程施工時(shí)處于雨季，正好趕上處于夏季施工。受施工場(chǎng)地限制，工程泵送混凝土?xí)r需要同時(shí)使用地泵和象泵，為了便于施工，同時(shí)考慮工程質(zhì)量，底板混凝土坍落度控制在180～230mm 之間。

補(bǔ)償收縮混凝土配合比和性能見(jiàn)表3。

限制膨脹率測(cè)量采用中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)混凝土限制膨脹率測(cè)量方法[5]進(jìn)行，見(jiàn)圖2。圖3是底板C35補(bǔ)償收縮混凝土水中限制膨脹率，可以看出，4d 左右時(shí)混凝土的限制膨脹率達(dá)到0.0175%，隨后緩慢增長(zhǎng)，至14d時(shí)達(dá)到最大值0.019%。該結(jié)果說(shuō)明底板混凝土的限制膨脹率增長(zhǎng)速率快，并且性能穩(wěn)定。由表4和圖3可知，本工程制備的補(bǔ)償收縮混凝土強(qiáng)度性能和限制膨脹率均滿足設(shè)計(jì)要求。

表3　混凝土配合比和性能結(jié)果

圖2　混凝土限制膨脹率測(cè)量

圖3　底板補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率

4　底板補(bǔ)償收縮混凝土施工

4.1澆筑計(jì)劃

本工程底板混凝土總方量約為12750m3，依據(jù)膨脹加強(qiáng)帶劃分了10塊，每塊澆筑方量和布泵設(shè)置見(jiàn)表4。

表4　澆筑計(jì)劃

4.2混凝土澆筑

混凝土澆筑時(shí)嚴(yán)格按照計(jì)劃安排人員、機(jī)械設(shè)備，沿著一個(gè)方向向前推進(jìn)。由于底板厚度只有400mm，再加上屬于下翻梁結(jié)構(gòu)，澆筑時(shí)一次澆到位。隨后振搗工人進(jìn)行振搗操作，振搗時(shí)間10s 左右，快插慢拔。對(duì)于薄弱部位，如膨脹加強(qiáng)帶止水鋼板處，加強(qiáng)振搗。30cm 高導(dǎo)墻采用二次澆筑多次振搗方式澆筑，防止此處出現(xiàn)因漏振而形成蜂窩、孔洞或施工冷縫。隨后對(duì)混凝土表面進(jìn)行抹壓找平，保證混凝土保護(hù)層厚度。待混凝土初凝前再安排工人對(duì)混凝土表面進(jìn)行二次抹壓，然后覆蓋毛氈或麻袋片進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。水養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14d，期間保證混凝土表面一直濕潤(rùn)，見(jiàn)圖4。

圖4　底板混凝土覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)

5　小結(jié)

車(chē)庫(kù)底板混凝土采用交叉方式澆筑，當(dāng)施工場(chǎng)地允許時(shí)，多個(gè)標(biāo)段同時(shí)澆筑。底板混凝土于2016年5月6日開(kāi)始，5月10日澆筑完成，歷時(shí)5天，使用 HCSA 高性能混凝土膨脹劑制備的補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，顯著提高結(jié)構(gòu)抗裂防滲能力，實(shí)現(xiàn)地下車(chē)庫(kù)基礎(chǔ)筏板混凝土結(jié)構(gòu)自防水和超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)連續(xù)施工。同時(shí)，節(jié)約工期，降低工程造價(jià)。

[1] 趙順增，游寶坤．補(bǔ)償收縮混凝土裂滲控制技術(shù)及其應(yīng)用[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010．

[2] 徐培清，張加奇，賈福杰，等．聊城市民文化中心補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的應(yīng)用[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2012,3:14-16．

[3] 李淑海，方亮，馮壽乾，等．超長(zhǎng)無(wú)縫施工技術(shù)在天津榮翠園人防地下室工程中的應(yīng)用[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2015,1:17-21．

[4] 趙順增，劉立，武旭南，等．HCSA 高性能混凝土膨脹劑及其應(yīng)用[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2012,4:7-11．

[5] 趙順增．圖解說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率的方法和儀器[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2012,3:28-30．

［通訊地址］廣東省東莞市洪梅鎮(zhèn)鰲少村（523160）

Application of shrinkage compensating concrete in super-long raft foundations construction

He Junhui
(Dongguan Hongxin Concrete Co., Ltd., Guangdong Dongguan523160)

The application of shrinkage compensating concrete in raft foundations construction is introduced in this paper. Expansion reinforcing band successfully substitute for post-pouting joint by using shrinkage compensating concrete. Crack resistance and antiseepage of structure was improved. Finally, concrete structure self-waterproofing and super-length structure seamless construction of underground garage come true.

shrinkage compensating concrete; HCSA expansive agent; expansion reinforcing band

何均輝（1985—），男，工程師。