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(tuán)有限公司天津分公司，天津300199）

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膨脹加強(qiáng)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(tuán)有限公司天津分公司，天津300199）

摘 要：針對(duì)膨脹加強(qiáng)帶在友誼家世界購(gòu)物廣場(chǎng)項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，并詳細(xì)介紹了膨脹加強(qiáng)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(qiáng)帶；HEA混凝土補(bǔ)償收縮；應(yīng)用

在超長(zhǎng)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(shí)間跨度長(zhǎng)，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?cè)诠こ淌┕?shí)踐中，利用HEA混凝土補(bǔ)償收縮的原理，采用膨脹加強(qiáng)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(yàn)。

1 工程概況

友誼家世界購(gòu)物廣場(chǎng)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(tái)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(qiáng)帶，將原設(shè)計(jì)兩縱四橫的后澆帶改為一縱兩橫的后澆式加強(qiáng)帶及一縱三橫的間隙式加強(qiáng)帶。見圖1、圖2。

圖1 原設(shè)計(jì)后澆帶劃分圖

圖2 變更后加強(qiáng)帶劃分圖

2 工藝原理

2.1 間歇式加強(qiáng)帶

當(dāng)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(shí)澆筑加強(qiáng)帶和相鄰施工段的混凝土；間歇式加強(qiáng)帶主要是利用了膨脹加強(qiáng)帶產(chǎn)生的預(yù)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(qiáng)帶內(nèi)混凝土；5—密目鋼絲網(wǎng)；6—與膨脹帶同時(shí)澆筑的摻加14%HEA膨脹劑的混凝土。圖3 間歇式膨脹加強(qiáng)帶

2.2 后澆式加強(qiáng)帶

后澆式加強(qiáng)帶指在兩側(cè)混凝土澆筑并間隔一定時(shí)間（28 d）后，方可澆筑其間的加強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)帶混凝土；5—密目鋼絲網(wǎng)。圖4 后澆式膨脹加強(qiáng)帶

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

3.1.1 間歇式加強(qiáng)帶工藝流程

間歇式加強(qiáng)帶工藝流程見圖5。

圖5 間歇式加強(qiáng)帶工藝流程

3.1.2 后澆式加強(qiáng)帶工藝流程

后澆式加強(qiáng)帶工藝流程見圖6。

圖6 后澆式加強(qiáng)帶工藝流程

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 加強(qiáng)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(jì)及構(gòu)造要求主要包括3方面。

①為消除超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制混凝土裂縫，在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)施工中設(shè)置2 m寬加強(qiáng)帶，加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度等級(jí)比加強(qiáng)帶兩側(cè)混凝土強(qiáng)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(yù)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(qiáng)帶外，其他部位的混凝土應(yīng)按照設(shè)計(jì)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(qiáng)帶先澆筑的一側(cè)施工縫部位采用止水鋼板。

3.2.2 加強(qiáng)帶部位的模板支設(shè)要求

加強(qiáng)帶部位的模板支設(shè)應(yīng)符合下列要求：

1）間歇式加強(qiáng)帶與施工段混凝土同時(shí)澆筑部位可采用密目鋼絲網(wǎng)，其余加強(qiáng)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(shí)，在加強(qiáng)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(qiáng)帶鋼筋在綁扎頂板鋼筋時(shí)一并綁扎，以保證頂板及梁鋼筋連續(xù)通過加強(qiáng)帶，其上下均應(yīng)留出混凝土保護(hù)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(qiáng)帶側(cè)面的嚴(yán)密性，防止露漿，在加強(qiáng)帶底部位置做50 mm（寬）×50 mm（高）（即保護(hù)層厚度）的防水臺(tái)。

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(shí)，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(qiáng)帶的樓板，加強(qiáng)帶部位支撐體系支撐應(yīng)自成體系適當(dāng)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(qiáng)帶的混凝土澆筑應(yīng)與第二段混凝土同時(shí)澆筑。

①加強(qiáng)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(qiáng)帶混凝土澆筑前，應(yīng)先清除垃圾，清理鋼筋及松動(dòng)的混凝土；將混凝土界面鑿毛，用水沖洗干凈并充分濕潤(rùn)，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(jìn)，澆至加強(qiáng)帶時(shí)，采用摻加膨脹劑或大摻量膨脹劑的混凝土，加強(qiáng)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(qiáng)帶及其一側(cè)混凝土的澆筑在初凝前完成，并應(yīng)加強(qiáng)結(jié)合處混凝土的振搗，以混凝土不泛漿、不出氣泡為準(zhǔn)，不得過振。加強(qiáng)帶混凝土澆筑完成，表面至少搓平3次，最后一次搓平壓實(shí)應(yīng)在混凝土接近初凝時(shí)進(jìn)行，必要時(shí)也可進(jìn)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(qiáng)帶構(gòu)造做法

2）后澆式加強(qiáng)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(dòng)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(rùn)，然后在混凝土界面上涂刷界面處理劑或素水泥漿。

②加強(qiáng)混凝土振搗，以混凝土不泛漿、不出氣泡為準(zhǔn)，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(shí)應(yīng)在混凝土接近初凝時(shí)進(jìn)行，必要時(shí)也可進(jìn)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(qiáng)帶構(gòu)造做法

3.2.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

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(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)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(shí)，嚴(yán)禁在加強(qiáng)帶跨內(nèi)堆放材料，避免因上部荷載過大和震動(dòng)造成加強(qiáng)帶部位的裂縫。在搭設(shè)加強(qiáng)帶上部結(jié)構(gòu)模板支撐架時(shí)，必須墊設(shè)腳手板。加強(qiáng)帶混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，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(qiáng)帶混凝土的配合比除應(yīng)按《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ 55—2011）》的規(guī)定，根據(jù)要求的強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、耐久性及膨脹性能進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)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?；炷了z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?jí)以上的粉煤灰替代15%～30%基準(zhǔn)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(hù)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(qiáng)型水泥；對(duì)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(qiáng)度等級(jí)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(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（JGJ 52—2006）》的規(guī)定。

②選用級(jí)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(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)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(bǔ)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(xì)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(gòu)物廣場(chǎng)工程加強(qiáng)帶施工過程中，嚴(yán)格控制混凝土配比，同時(shí)做好混凝土的澆筑、振搗和養(yǎng)護(hù)的工作。采用加強(qiáng)帶施工后，施工進(jìn)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(shí)間提前了2個(gè)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(jì)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(fèi)用成本。

采用設(shè)置加強(qiáng)帶可以將超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)度。同時(shí)在嚴(yán)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(dá)到預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

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

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

中圖分類號(hào)：TU94

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1008-3707（2016）02-0030-05

收稿日期：2015-10-21

作者簡(jiǎn)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。