美蘭機場二期航站樓超長無變形縫混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制施工技術(shù)

郭思壯，梁華站，徐振杰，王磊，田忠貴，王鳳然

（中國建筑第八工程局有限公司，上海200000）

1 工程概況

海口美蘭國際機場二期擴建工程航站樓中心區(qū)為航站樓核心部位，中心區(qū)（A 區(qū)）主樓采用基礎(chǔ)錯層隔震，隔震層由鉛芯橡膠隔震支座、普通橡膠隔震支座、彈性滑板支座和黏滯阻尼器組成。中心區(qū)長456m，寬195m，單層面積約70 000m2，東西向和南北向均未設(shè)置變形縫。此外，地下室外擋土墻單段長度分別為172m、641m、1260m，地下室內(nèi)墻單段最大長度達417m，均屬超長混凝土結(jié)構(gòu)，因此，超長無變形縫混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制是本工程的重點和難點。

2 超長無變形縫混凝土結(jié)構(gòu)控制措施

控制措施主要有：基礎(chǔ)底板采用跳倉法；設(shè)置加強后澆帶；設(shè)置墻體誘導縫；施加溫度預(yù)應(yīng)力；采用補償收縮混凝土；采用纖維混凝土等。

3 操作要點

3.1 底板跳倉法施工操作要點

3.1.1 跳倉原則

相鄰倉混凝土需要間隔7d 后才能施工相連。

3.1.2 跳倉劃分與計劃

B2 層相對高程為-9.25m，在原設(shè)計后澆帶位置設(shè)置8 條豎向和3 條橫向跳倉施工縫，11 條跳倉施工縫把基礎(chǔ)底板和上部框架墻板分為21 塊，根據(jù)相鄰倉7d 后才可連成整體的原則，基礎(chǔ)底板共分4 批進行澆筑。

B1 層相對高程為-3.25m，在原設(shè)計后澆帶位置設(shè)置12條豎向和1 條橫向跳倉施工縫，13 條跳倉施工縫把基礎(chǔ)底板和上部框架墻板分為55 塊。根據(jù)相鄰倉7d 后才可連成整體的原則，基礎(chǔ)底板共分8 批進行澆筑。

3.1.3 跳倉施工混凝土澆筑與養(yǎng)護

1）施工縫設(shè)計與施工要求

底板跳倉施工縫處使用快易收口網(wǎng)加止水鋼板分隔，施工縫處底板附加筋C14mm@200mm，底板施工縫處防水附加層。跳倉施工縫采取快易收口網(wǎng)，施工縫表面粗糙，不需要鑿毛，清洗后即可進行第2 次混凝土澆筑，接縫處2 次澆筑混凝土黏接緊密。

2）混凝土澆筑及養(yǎng)護

地下室底板采用補償收縮和纖維防水抗?jié)B混凝土，混凝土強度C40，抗?jié)B等級P8。在普通混凝土中摻加一定比例的微膨脹劑（根據(jù)攪拌站適配，本工程采用SY-G 膨脹劑，摻量為12%，50kg/m3），產(chǎn)生的預(yù)壓力大致抵消混凝土在收縮時產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止和減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。同時，混凝土中摻加聚丙烯纖維（本工程采用SY-A 纖維，摻量0.9kg/m3），有效控制混凝土塑性收縮，改善混凝土的抗?jié)B能力，提高混凝土的抗裂性能?；炷翝仓螅M行覆膜澆水養(yǎng)護，確?；炷羶?nèi)外溫差在25℃以內(nèi)，養(yǎng)護時間不少于14d。

3）施工管理裂縫控制

混凝土收面壓光時，主管工長做到每30min 巡視一次，及時跟蹤檢查混凝土裂縫情況。每一養(yǎng)護部位，主管工長在養(yǎng)護時間做到每天有檢查，每天有記錄，隨時跟蹤混凝土養(yǎng)護溫度和灑水間歇。

3.2 加強后澆帶施工要點

3.2.1 加強后澆帶設(shè)計

與設(shè)計院聯(lián)系，通過深化設(shè)計，由設(shè)計院計算并同意，確定加強后澆帶的位置及間距，加強后澆帶取代結(jié)構(gòu)變形縫。航站樓中央大廳長（450m×195m），除設(shè)置0.8～1.0m 寬的施工后澆帶，每隔約150m 設(shè)置了結(jié)構(gòu)加強后澆帶（寬2.0～2.5m）。

3.2.2 加強后澆帶設(shè)置原則

加強后澆帶自基礎(chǔ)底板至地上4 層頂板所涉及的梁、板、墻均設(shè)置，結(jié)構(gòu)梁、板、墻通過加強帶的鋼筋不得直通，需在加強后澆帶范圍內(nèi)搭接。

3.2.3 加強后澆帶鑿毛清理、鋼筋綁扎、混凝土澆筑振搗

結(jié)構(gòu)加強后澆帶混凝土在航站樓主體結(jié)構(gòu)施工封頂后，主體結(jié)構(gòu)外保溫已完成，在環(huán)境溫度相對較低的時候，經(jīng)設(shè)計同意后進行澆筑，此時，超長混凝土結(jié)構(gòu)伸縮變形較小。

加強帶澆筑前對混凝土交接面進行鑿毛和清理，在搭接位置中部搭接鋼筋單面焊接，焊接長度10d，并采用比兩側(cè)混凝土提高一級強度的C45 補償收縮微膨脹混凝土澆筑，加強帶混凝土應(yīng)一次澆搗完成，嚴禁產(chǎn)生冷縫。

3.2.4 加強后澆帶養(yǎng)護

加強后澆帶需要加強養(yǎng)護，采用覆膜灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不得少于28d。

3.2.5 加強后澆帶預(yù)應(yīng)力張拉、封錨

加強后澆帶養(yǎng)護強度達到100%后進行跨加強后澆帶的梁、板預(yù)應(yīng)力的張拉和封錨。

3.3 誘導縫施工要點

3.3.1 誘導縫設(shè)計

與設(shè)計院溝通，通過設(shè)計院計算并同意，確定地下室內(nèi)外墻誘導縫的位置及間距，經(jīng)過驗算誘導縫預(yù)裂的縫寬滿足使用要求。墻體誘導縫從B1 層板面200mm 以上開始至首層板梁底以下200mm；地下室外擋土墻約每24m 設(shè)置一道；地下室內(nèi)墻約每18m 設(shè)置一道。

3.3.2 誘導縫墻體鋼筋綁扎、外墻誘導縫加強防水

誘導縫通過適當減少鋼筋對混凝土的約束方法，在混凝土結(jié)構(gòu)中人為設(shè)置薄弱帶，若墻體產(chǎn)生較大收縮變形，則誘導墻體在該處開裂，達到釋放收縮變形和避免外墻滲漏的效果。外墻誘導縫迎水面外側(cè)水平鋼筋連通，內(nèi)側(cè)水平鋼筋在誘導縫部位向內(nèi)彎折至外側(cè)鋼筋，同時，在內(nèi)側(cè)誘導縫處綁扎附加筋，附加筋長度2m，直徑和間距同墻筋；內(nèi)墻無防水要求，內(nèi)外側(cè)水平墻筋均在誘導縫部位斷開，向墻體內(nèi)側(cè)彎折，在誘導縫處內(nèi)墻內(nèi)外側(cè)均綁扎附加筋，附加筋長度1.2m，直徑和間距同墻筋。綁扎鋼筋彎折要一致，使誘導縫順直。

外墻誘導縫處為薄弱帶，需設(shè)置加強止水帶（內(nèi)墻無防水要求不設(shè)置）。本工程加強止水帶采用中埋式橡膠止水帶。防水加強，使誘導縫達到裂而不滲的目的。

3.3.3 誘導縫填縫

外墻誘導縫寬度20mm，長度根據(jù)外墻寬度確定：墻厚不大于300mm 時，120mm；墻厚大于300mm 時，170mm?；炷?/p>

澆筑前，在誘導縫內(nèi)側(cè)安裝20mm×120（170）mm 擠塑板，擠塑板在混凝土澆筑完成后不可拆除。

內(nèi)墻誘導縫在內(nèi)墻兩側(cè)均安裝20mm×30mm 擠塑板，擠塑板在混凝土澆筑完成后不可拆除。

3.3.4 混凝土澆筑

外墻采用補償收縮和纖維防水混凝土，在普通混凝土中摻加一定比例的微膨脹劑，（根據(jù)攪拌站適配，本工程采用SY-G 膨脹劑，摻量為12%，50kg/m3），產(chǎn)生的預(yù)壓力大致抵消混凝土在收縮時產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止和減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。同時，混凝土中摻加聚丙烯纖維（本工程采用SY-A纖維，摻量0.9kg/m3），有效控制了混凝土塑性收縮，改善混凝土的抗?jié)B能力，提高混凝土的抗裂性能。無防水要求的內(nèi)墻采用普通混凝土澆筑[1]。

混凝土澆筑后，按規(guī)范要求澆水養(yǎng)護，豎向結(jié)構(gòu)帶模養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不小于14d。

3.3.5 外墻外側(cè)防水層

在誘導縫部位外除設(shè)置防水加強層（中埋式橡膠止水帶）之外，另需按設(shè)計要求設(shè)置結(jié)構(gòu)的迎水面防水層。

3.3.6 外墻誘導縫內(nèi)側(cè)涂刷雙組分聚硫橡膠密封膏

在混凝土達到28d 齡期之后，將誘導縫處基層清理干凈，將底涂液涂刷在被粘表面上,干燥成膜。在內(nèi)側(cè)預(yù)留凹槽處涂刷雙組分聚硫橡膠密封膏并達到規(guī)定厚度，操作時，應(yīng)盡量防止夾帶氣泡進入密封膠中。雙組分聚硫密封膠表干時間為24h，7d 后可達到80%強度，因此，在雙組分聚硫密封膠未充分固化前，要注意保護，防止雨水侵入而降低性能，閉水試驗在施工7d 后才能進行。

4 材料要求

對施工材料的要求包括：

1）水泥：宜選用水化熱較低的水泥品種，水泥應(yīng)進行水化熱測定，7d 水化熱不大于250kJ/kg。水泥中鋁酸三鈣含量小于8%。

2）骨料：粗骨料，其質(zhì)量除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準的規(guī)定外，含泥量控制在1%以內(nèi)；配置大體積混凝土粗骨料的連續(xù)級配宜為5～40mm；非配置大體積混凝土粗骨料連續(xù)級配宜為5～25mm。細骨料宜采用天然砂，其含泥量控制在1%～1.5%；配置大體積混凝土細骨料的級配為中、粗砂，細度模數(shù)宜為2.80，平均粒徑宜為0.38mm；

3）摻合料：大體積混凝土摻加粉煤灰，其摻量宜為15%～30%，其用量混凝土配合比確定，粉煤灰質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準的有關(guān)規(guī)定，粉煤灰的質(zhì)量等級為一級。

4）外加劑：包括膨脹劑、高效減水劑、防水劑、抗裂纖維等，摻入品種和摻量應(yīng)根據(jù)試配結(jié)果確定。減水劑采用聚羧酸系高性能減水劑，膨脹劑采用高性能SY-G 膨脹劑，摻量為12%，50kg/m3；纖維采用SY-A 聚丙烯纖維，摻量0.9kg/m3。

5）配合比設(shè)計與混凝土性能控制：補償收縮混凝土及高耐久性補償收縮混凝土應(yīng)為摻加膨脹劑及其他特殊材料的混凝土，具有低熱、低收縮、合適彈模、高極限拉伸率和高抗拉強度、合適的抗壓強度和徐變特性等性能，要求控制實際施工完成后的混凝土強度不大于設(shè)計強度的1.2 倍。最大水膠比：C40 以下為0.45；C45 為0.40；最大單方用水量應(yīng)小于155.0kg/m3；最大氯離子含量應(yīng)小于0.06%；最大堿含量應(yīng)小于3.0kg/m3。用于地下部分的混凝土其抗?jié)B等級不小于相應(yīng)部位的設(shè)計要求。

混凝土變形性能要求（括號內(nèi)指標為鋼管混凝土柱、后澆帶及膨脹帶區(qū)域要求）：（1）水中14d 的限制膨脹率應(yīng)大于0.025%（0.03%）；（2）同養(yǎng)護條件下混凝土28d 收縮率應(yīng)小于0.012%（0.008%），同條件養(yǎng)護條件下混凝土總收縮率應(yīng)小于0.04%（0.028%）, 后澆帶封閉后混凝土收縮率應(yīng)小于0.016%（0.011%）；（3）混凝土配合比設(shè)計。底板混凝土為C40P8 高耐久性補償收縮混凝土，配合比如表1 所示。梁板混凝土為C40高耐久性補償收縮混凝土，配合比（kg/m3）如表2 所示。

表1 C40P8 高耐久性補償收縮混凝土配合比

表2 C40 高耐久性補償收縮混凝土配合比

要求混凝土入泵坍落度為180～220mm，到澆筑倉面坍落度為160～200mm，同時，具有良好的和易性與保水性。

6）預(yù)應(yīng)力筋：采用高強度低松弛7 絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為15.2mm，公稱面積140mm2，標準強度fpk=1860MPa，彈性模量Ep=1.95×105MPa，1000h 后應(yīng)力松弛率不大于2.5%，其技術(shù)性能必須符合國標GB/T 5224—2014《預(yù)應(yīng)力筋用鋼絞線》的規(guī)定。張拉端采用夾片錨具，固定端采用擠壓錨具。

5 結(jié)語

本工程對超長超大混凝土結(jié)構(gòu)施工裂縫控制提供了多種控制措施，防止和減少結(jié)構(gòu)裂縫，保證結(jié)構(gòu)安全性?；A(chǔ)底板采用的跳倉法施工，提前進行底板封閉，有利于基坑降排水和提前進行基坑側(cè)壁大方量土方的回填，降低了底板后澆帶因后期清理困難出現(xiàn)后澆帶滲漏的風險，極大地方便了現(xiàn)場施工、加快施工進度、減小施工成本、提高施工質(zhì)量。通過設(shè)置加強后澆帶取代永久變形縫，保證了航站樓建筑功能，有效地控制了超長混凝土結(jié)構(gòu)因混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。地下室內(nèi)外墻通過設(shè)置誘導縫，防止和減少外擋土墻裂縫，對整個地下室防水效果有直接性提高，降低地下室滲漏風險，保障地下室結(jié)構(gòu)使用功能。此外，通過溫度預(yù)應(yīng)力、補償收縮混凝土以及纖維混凝土等技術(shù)防止和減少超長無變形縫混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，對類似的工程的施工有較好的借鑒和參考作用。