Application of the Expanding Reinforce Band in the Construction of Basement with Large Tracks of Land

劉光輝,張耀龍,劉建平,華文鑫,王志輝LIU Guanghui, ZHANG Yaolong, LIU Jianping, HUA Wenxin, WANG Zhihui（中天建設(shè)集團有限公司天津分公司，天津300199）

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膨脹加強帶在大面積地下室施工中的應(yīng)用

Application of the Expanding Reinforce Band in the Construction of Basement with Large Tracks of Land

劉光輝,張耀龍,劉建平,華文鑫,王志輝
LIU Guanghui, ZHANG Yaolong, LIU Jianping, HUA Wenxin, WANG Zhihui
（中天建設(shè)集團有限公司天津分公司，天津300199）

摘 要：針對膨脹加強帶在友誼家世界購物廣場項目中的應(yīng)用進行了闡述，并詳細介紹了膨脹加強帶施工技術(shù)的工藝原理、施工工藝、材料要求等，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：膨脹加強帶；HEA混凝土補償收縮；應(yīng)用

在超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中，一般每30～40 m設(shè)一道后澆帶，待結(jié)構(gòu)封頂60 d后再澆筑微膨脹混凝土，這種常規(guī)后澆帶的施工，工序繁多，時間跨度長，施工成本高，而且難以保證整體質(zhì)量，給后續(xù)施工帶來隱患。我們在工程施工實踐中，利用HEA混凝土補償收縮的原理，采用膨脹加強帶替代后澆帶，方便了施工組織，并能夠加快施工速度，為同類的工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗。

1 工程概況

友誼家世界購物廣場二期工程位于天津市河西區(qū)友誼南路與黑牛城道交口，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，地上3層，地下2層，總高度29.8 m，南北向200 m，東西向100 m，基礎(chǔ)采用承臺梁板基礎(chǔ)，總建筑面積74 097 m2，在地下室施工過程中采用膨脹加強帶，將原設(shè)計兩縱四橫的后澆帶改為一縱兩橫的后澆式加強帶及一縱三橫的間隙式加強帶。見圖1、圖2。

圖1 原設(shè)計后澆帶劃分圖

圖2 變更后加強帶劃分圖

2 工藝原理

2.1 間歇式加強帶

當一側(cè)混凝土澆筑，且相鄰施工段混凝土具備澆筑條件后，隨即同時澆筑加強帶和相鄰施工段的混凝土；間歇式加強帶主要是利用了膨脹加強帶產(chǎn)生的預加應(yīng)力，即“抗”的原理，抵消混凝土的收縮應(yīng)力，防止開裂。見圖3。

1—先澆筑的摻加8% HEA膨脹劑的混凝土；2—施工縫；3—鋼板止水帶；4—后澆筑的摻加14% HEA膨脹劑的膨脹加強帶內(nèi)混凝土；5—密目鋼絲網(wǎng)；6—與膨脹帶同時澆筑的摻加14%HEA膨脹劑的混凝土。圖3 間歇式膨脹加強帶

2.2 后澆式加強帶

后澆式加強帶指在兩側(cè)混凝土澆筑并間隔一定時間（28 d）后，方可澆筑其間的加強帶。利用“抗”“放”結(jié)合的原理，即先釋放部分混凝土的收縮應(yīng)力，再利用加強帶抵消另一部分收縮應(yīng)力。見圖4。

1—先澆筑的摻加8% HEA膨脹劑的混凝土；2—施工縫；3—鋼板止水帶；4—后澆筑12%HEA的膨脹劑的加強帶混凝土；5—密目鋼絲網(wǎng)。圖4 后澆式膨脹加強帶

3 工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

3.1.1 間歇式加強帶工藝流程

間歇式加強帶工藝流程見圖5。

圖5 間歇式加強帶工藝流程

3.1.2 后澆式加強帶工藝流程

后澆式加強帶工藝流程見圖6。

圖6 后澆式加強帶工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 加強帶的設(shè)置原則及構(gòu)造要求1）澆筑方式和構(gòu)造形式見表1。

表1 澆筑方式和構(gòu)造形式

2）設(shè)計及構(gòu)造要求主要包括3方面。

①為消除超長混凝土結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制混凝土裂縫，在超長混凝土結(jié)構(gòu)施工中設(shè)置2 m寬加強帶，加強帶混凝土強度等級比加強帶兩側(cè)混凝土強度提高5 MPa，并在混凝土中摻加一定數(shù)量的膨脹劑，使其產(chǎn)生一定的預加膨脹應(yīng)力，以抵消混凝土自身及溫度的收縮應(yīng)力。

②除加強帶外，其他部位的混凝土應(yīng)按照設(shè)計要求摻加或不摻加膨脹劑，上部結(jié)構(gòu)其他部位的混凝土不宜摻加膨脹劑。

③底板后澆式、間歇式加強帶先澆筑的一側(cè)施工縫部位采用止水鋼板。

3.2.2 加強帶部位的模板支設(shè)要求

加強帶部位的模板支設(shè)應(yīng)符合下列要求：

1）間歇式加強帶與施工段混凝土同時澆筑部位可采用密目鋼絲網(wǎng)，其余加強帶與施工段混凝土結(jié)合部位均采用木模板或快易收口鋼板網(wǎng)，以便設(shè)置鋼板止水帶。第一段梁板混凝土澆筑時，在加強帶一側(cè)掛密目鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)孔直徑≤10 mm，每隔200 mm設(shè)置一根豎向Ф12鋼筋予以加固。加強帶鋼筋在綁扎頂板鋼筋時一并綁扎，以保證頂板及梁鋼筋連續(xù)通過加強帶，其上下均應(yīng)留出混凝土保護層，鋼絲網(wǎng)應(yīng)與上下層水平鋼筋及豎向加固筋綁扎或焊接牢固。為增加加強帶側(cè)面的嚴密性，防止露漿，在加強帶底部位置做50 mm（寬）×50 mm（高）（即保護層厚度）的防水臺。

止水鋼板之間采用搭接焊，搭接20 mm，要求滿焊，確保止水效果。止水鋼板遇到梁等結(jié)構(gòu)鋼筋時，結(jié)構(gòu)鋼筋不可切斷，止水鋼板采用兩段拼接，見圖7。

2）上部結(jié)構(gòu)采用間歇式加強帶的樓板，加強帶部位支撐體系支撐應(yīng)自成體系適當加密，并使用帶頂托的支撐。

圖7 止水鋼板遇到鋼筋處做法

3.2.3 混凝土澆筑要求

混凝土澆筑應(yīng)符合下列要求：

1）間歇式加強帶的混凝土澆筑應(yīng)與第二段混凝土同時澆筑。

①加強帶一側(cè)混凝土澆筑完畢后，將界面的模板拆除。第二段梁板及加強帶混凝土澆筑前，應(yīng)先清除垃圾，清理鋼筋及松動的混凝土；將混凝土界面鑿毛，用水沖洗干凈并充分濕潤，然后在混凝土界面上涂刷素水泥漿。

②混凝土澆筑從一邊推進，澆至加強帶時，采用摻加膨脹劑或大摻量膨脹劑的混凝土，加強帶內(nèi)的混凝土不得同底板其他部位的混凝土混用。必須保證加強帶及其一側(cè)混凝土的澆筑在初凝前完成，并應(yīng)加強結(jié)合處混凝土的振搗，以混凝土不泛漿、不出氣泡為準，不得過振。加強帶混凝土澆筑完成，表面至少搓平3次，最后一次搓平壓實應(yīng)在混凝土接近初凝時進行，必要時也可進行二次振搗，以保證混凝土不引起伸縮裂縫。見圖8。

圖8 間歇式加強帶構(gòu)造做法

2）后澆式加強帶的混凝土應(yīng)待兩側(cè)混凝土澆筑28 d后方可澆筑。

①后澆帶混凝土澆筑前，應(yīng)先清除垃圾，清理鋼筋及松動的混凝土；將兩側(cè)混凝土界面鑿毛，用水沖洗干凈并充分濕潤，然后在混凝土界面上涂刷界面處理劑或素水泥漿。

②加強混凝土振搗，以混凝土不泛漿、不出氣泡為準，不得過振。

③混凝土澆筑完成，表面至少搓平2次，最后一次搓平壓實應(yīng)在混凝土接近初凝時進行，必要時也可進行二次振搗，以保證混凝土不引起收縮裂縫。見圖9。

圖9 后澆式加強帶構(gòu)造做法

3.2.4 混凝土的養(yǎng)護

混凝土澆筑完畢終凝后，應(yīng)采用塑料薄膜加草袋保濕及澆水的措施進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不低于14 d。

3.2.5 荷載堆放及拆模

施工上層結(jié)構(gòu)時，嚴禁在加強帶跨內(nèi)堆放材料，避免因上部荷載過大和震動造成加強帶部位的裂縫。在搭設(shè)加強帶上部結(jié)構(gòu)模板支撐架時，必須墊設(shè)腳手板。加強帶混凝土達到設(shè)計強度時，即可拆除其下部的模板支撐［2］。

4 施工材料

4.1 混凝土配合比的原則［1］

加強帶混凝土的配合比除應(yīng)按《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ 55—2011）》的規(guī)定，根據(jù)要求的強度等級、抗?jié)B等級、耐久性及膨脹性能進行配合比設(shè)計之外，還應(yīng)減少收縮并滿足抗裂的要求。

1）限制膨脹率，應(yīng)不小于0.03%。

2）在滿足施工要求的條件下，盡量采用較小的混凝土坍落度；地下室混凝土的坍落度可控制在160～200 mm。

3）應(yīng)盡量采用較小的水膠比。混凝土水膠比不宜大于0.50；在滿足工作性要求的前提下，應(yīng)采用較小的砂率，砂率宜控制在35%～45%。

4）水泥及礦物摻和料用量?？刹捎芒蚣壱陨系姆勖夯姨娲?5%～30%基準水泥用量，地上結(jié)構(gòu)混凝土選用低粉煤灰摻量，其水泥用量宜為270～450 kg/m3；地下結(jié)構(gòu)混凝土選用高粉煤灰摻量，以減少水泥用量，水泥用量不宜大于350 kg/m3。

5）采用高效減水劑，用水量不宜大于180 kg/m3。

6）膨脹劑的摻量宜為10%～15%，混凝土水中養(yǎng)護14d的限制膨脹率應(yīng)≥2.5×10-4。

4.2 原材料要求［1］

1）水泥。用中、低水化熱水泥，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，不應(yīng)采用早強型水泥；對防裂抗?jié)B要求較高的混凝土，所用水泥的鋁酸三鈣（C3A）含量不宜大于8%，使用水泥的溫度不宜超過60℃；水泥的強度等級不應(yīng)低于32.5 MPa。

2）骨料。防水混凝土所用的砂、石應(yīng)符合下列規(guī)定：

①砂宜采用中砂，其要求要符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準（JGJ 52—2006）》的規(guī)定。

②選用級配良好的碎石，粒徑在5～31 mm，含泥量小于1%，并應(yīng)符合《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準及檢驗方法（JGJ 53—92）》。

③為避免堿骨料反應(yīng)，混凝土應(yīng)采用非堿活性的骨料。每立方防水混凝土中各類材料的總堿量不得大于3 kg。

3）外加劑。為減少用水量和限制混凝土的膨脹，起到補償收縮作用，可采用高效減水劑或膨脹劑。所用外加劑應(yīng)分別符合《混凝土外加劑（GB 8076—2008）》《混凝土泵送劑（JC 473—2001）》《混凝土膨脹劑（JC 476—2001）》《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（GB 50119—2013）》等規(guī)定。

4）礦物摻和料。為改善混凝土性能，減少水泥用量，降低水泥水化熱，從而減少混凝土的收縮，可在混凝土中摻加Ⅱ或Ⅰ優(yōu)質(zhì)粉煤灰及磨細礦渣粉。所用礦物摻和料應(yīng)分別符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T 1596—2005）》《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉（GB/T 18046—2008）》。

5 結(jié) 語

5.1 施工情況

友誼路家世界購物廣場工程加強帶施工過程中，嚴格控制混凝土配比，同時做好混凝土的澆筑、振搗和養(yǎng)護的工作。采用加強帶施工后，施工進度明顯加快。基礎(chǔ)底板未出現(xiàn)裂縫，并使地下室后澆帶封閉時間提前了2個月，使后續(xù)的砌體結(jié)構(gòu)和裝修作業(yè)順利插入施工。

5.2 經(jīng)濟效益

1）加快了施工速度，降低了工程成本。

2）減少了模板支撐的使用數(shù)量。

3）可以流水施工，降低了各種費用成本。

采用設(shè)置加強帶可以將超長混凝土結(jié)構(gòu)進行合理劃分，使其能夠做到小節(jié)拍，快流水，有效地加快施工進度。同時在嚴格保證各施工工序質(zhì)量的前提下，在質(zhì)量方面也完全可以達到預期的效果。

參考文獻

［1］中國建筑材料科學研究總院.JGJ/T1178—2009補償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［2］中國建筑科學研究院.GB 50204—2015混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

中圖分類號：TU94

文獻標志碼：B

文章編號：1008-3707（2016）02-0030-05

收稿日期：2015-10-21

作者簡介：劉光輝（1985—），男，河南商丘人，工程師，從事建筑工程技術(shù)管理工作。