浅谈超长地下室结构中膨胀加强带的应用

发布时间：2017/2/23   来源：《北方建筑》2016年12月第34期   作者：莫隆桂

[导读] 本文介绍超长无缝混凝土结构施工的基本原理，介绍了在超长无缝混凝土结构中采用膨胀加强带替代后浇带的技术要点。

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摘要：我国建筑单位工程的规模越来越大，高度也不断刷新，相应地，基础埋深也在增长，为了使地下空间得到充分利用，地下室面积往往很大，出现了长度可观的超长地下室，这就对广大建筑工程技术人员提出了更高的要求。
引言：在超长地下室混凝土结构中，经常发生不同程度的裂缝。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工等方面综合技术措施将裂缝控制在允许范围内。国内外在解决超长地下室混凝土结构有害裂缝时，通常采用的方法是设置后浇带，再就是设置膨胀加强带，前一种方法施工周期长，不适应工程全面展开、快速施工的要求，膨胀加强带可以比后浇带更有效地解决混凝土裂缝问题，达到了工程连续施工，缩短工期，降低投资的目的。本文介绍超长无缝混凝土结构施工的基本原理，介绍了在超长无缝混凝土结构中采用膨胀加强带替代后浇带的技术要点。
关键词：超长地下室；膨胀加强带；应用

        1 后浇带与膨胀加强带的设置
        膨胀加强带是后浇带的优化做法，在设置原则上与传统后浇带有所不同。
        1.1后浇带的设置原则
        后浇带的设置遵循的是“抗放兼备，以放为主”的设计原则。因为普通混凝土存在开裂问题，后浇带的设置就是把大部分约束应力释放，然后用膨胀混凝土填缝以抗衡残余的应力。
        后浇带间距应合理，矩形构筑物后浇带间距一般可设为30～40m，后浇带的宽度应考虑便于施工操作，并按结构构造要求而定，一般宽度以700～1000m为宜。
        对高层建筑筏形基础与裙房基础之间的构造应符合下列要求：当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙房一侧设置后浇带，后浇带的位置宜设在距主楼边柱的第2跨内；后浇带混凝土宜根据实测沉降值并计算后期沉降差能满足设计要求后方可进行浇注。
        1.2 膨胀加强带的设置原则
        膨胀加强带的数量及位置必须由设计院根据公式计算，根据每条加强带的补偿能力确定其数量；膨胀加强带的宽度不宜太窄，一般控制在2m～3m；膨胀加强带的位置宜布置在拉应力较大、配筋变化及截面突变的部位及应力集中部位；结构长度达到70m以上时，无论计算是否需要膨胀加强带，都要设置膨胀加强带；施工过程中加强带必须严格按设计要求进行施工。
        2 膨胀加强带的工艺原理
        以往在较长钢筋混凝土结构施工中，为防止混凝土受温度应力和干缩应力而引起开裂，施工中通长采用设置后浇带的方法加以处理。一般每 30～40m设一道后浇带，等60天后再浇筑膨胀混凝土。这种常规的后浇带施工，工序复杂，施工时间长，质量也不易保证。目前对于超长钢筋混凝土结构，通常利用UEA膨胀混凝土补偿收缩的原理，采用膨胀加强带代替后浇带，常常可以实现超长钢筋混凝土结构的无缝施工。
        膨胀加强带是通过在结构预设的后浇带部位浇筑补偿收缩混凝土，减少或取消后浇带和伸缩缝、延长构件连续浇筑长度的一种技术措施。其工艺原理是：按“先放后抗、以抗为主”的原则，初期使混凝土温度变形和自身收缩部分完成，过后利用加强带中补偿收缩混凝土在硬化过程中产生的微膨胀作用，在结构中产生一定的预压应力来补偿混凝土在硬化过程中因温度变形和收缩变形产生的拉应力，从而防止收缩裂缝或把裂缝控制在允许范围内。在收缩应力较大的部位设置膨胀加强带，使用膨胀率较大的混凝土，其它部位采用膨胀率较小的混凝土，从而取消后浇带，实现连续浇捣。
        3 膨胀加强带的分类
        膨胀加强带通常分为连续式、间歇式和后浇式三种。

        3.1连续式膨胀加强带
        连续式膨胀加强带是指膨胀加强带部位的混凝土与两侧相邻混凝土同时浇筑。施工时，先浇带外一侧小膨胀混凝土，再浇加强带部位的大膨胀混凝土，最后浇加强带外另一侧小膨胀混凝土，这样便实现了混凝土的无缝浇注。这样可连续浇筑100m～150m的超长混凝土结构，不留硬结茬，也不需要设置钢板止水带，只需在加强带和带外使用不同膨胀率的混凝土。
        3.2间歇式膨胀加强带
        间歇式膨胀加强带是指膨胀加强带部位的混凝土与一侧相邻的混凝土同时浇筑，而另一侧是施工缝。当混凝土无法连续施工时，可采用此做法。间歇式膨胀加强带需要在施工缝（硬接茬）做附加防水处理，通常在底板和墙板板厚中间设置钢板止水带，以提高施工缝部位的防水效果。底板的钢板止水带应与墙板的钢板止水带连续设置，不得断开。需与先浇混凝土间隔3天以上、待混凝土达到足够强度后，方可进行下次混凝土浇筑，浇筑顺序为：先浇膨胀加强带大膨胀混凝土，紧接着浇小膨胀混凝土。
        3.3后浇式膨胀加强带
        后浇式膨胀加强带是先浇筑加强带两侧的小膨胀混凝土，后浇膨胀加强带大膨胀混凝土。膨胀加强带与两侧混凝土接缝均为施工缝（硬接茬）。施工缝（硬接茬）需设置钢板止水带进行附加防水处理，设置方法同间歇式膨胀加强带。间隔时间同间歇式膨胀加强带。
        4 膨胀加强带的优点
        超长钢筋混凝土框架结构建筑地下室结构采用膨胀加强带来取代后浇带，不仅可以适当增大留置间距，增强了结构的整体性，而且通过在钢筋混凝土中产生一定的预压应力提高了混凝土的抗裂性能，还可以简化施工工序、加快施工速度、减少清理及安装止水钢板等施工时间和成本，具有明显的优越性。
        4.1提高结构防水性
        取消后浇带，提高了结构的整体性能，特别是对有防水要求的结构混凝土，提高了结构的整体防水性能。
        4.2提高结构的抗裂性能
        采用膨胀加强带施工技术，可提高超长混凝土结构的抗裂性能，在实际应用中，取得了很好的效果，通过若干工程实践检验，主体结构施工完毕后以及在使用过程中未出现裂缝。
        4.3 缩短了工期
        若采用后浇带，超长地下室结构（底、顶板）浇筑后60天，再浇筑后浇带混凝土，将使地下室下一道工序施工开始时间受影响。通过超长结构膨胀加强带无缝施工技术，缩短了地下室结构的施工时间，可尽快进入下一道工序的施工。
        4.4 经济效益分析
        地下室顶板若采用膨胀加强带，避免了后浇带部位长期占用周转料具及模板；省去后浇带的清缝、凿毛、钢筋除锈等工序，节省了人工，同时解决了因施工不当而造成的结构渗漏等隐患。省去了后期重新调整脚手架及重新安装模板的费用，降低了工程造价。
        5 工程实例
        惠州市某商住楼工程地下一层，地上16层，地下室总长78.8m，宽33.8m，地下室底板厚度0.4m，地下室砼墙高4.3m，砼墙厚为0.35m，混凝土设计强度等级C35，抗渗等级P8；地下室顶板厚0.25m，混凝土设计强度等级为C35。因该工程业主赶在年底前收楼，要求赶进度。该工程地下室底板属上述的超长地下室结构，而原设计是采用常规的设置后浇带，工期无法保证，况且后浇带还将面临结构整体性差、防水性能差和收缩裂缝难以控制等质量隐患。根据工程情况，施工方经与设计、监理和甲方协调，决定将原设计图纸在地下室底板和砼外墙设置普通后浇带的做法变更为采用膨胀加强带，在地下室底板和砼外墙长方向1/2处设置一道膨胀加强带。所有地下室底板和砼外墙均采用膨胀砼，地下室底板、混凝土外墙和地下室顶板除加强带外，混凝土膨胀率为0.025%。在砼连续供应量和连续作业的劳动力有保证的情况下，经过建设参与各方的考虑，决定采用连续式膨胀加强带。地下室底板砼和膨胀加强带砼一次浇筑完成，节约了工期。
        6 结语
        超长地下室混凝土结构采用加强带取代后浇带施工技术，是一种先进、有效的施工工艺。可以连续施工超长混凝土结构而不留缝，简化了施工工序、缩短了工期、提高了工程质量，降低了工程成本。目前膨胀加强带技术已广泛使用，创造了良好的经济和社会效益。