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协会刊物
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超长钢筋混凝土结构地下室无缝施工技术措施 |
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时间日期：2010-4-27 已被阅读次：[9654] |
佛山市新一建筑集团有限公司 季雄巍
[摘 要] 通过工程实例介绍超长钢筋混凝土结构采用膨胀加强带措施，有效减少超长
钢筋混凝土结构累积收缩，缓解混凝土开裂，阐述其施工技术要点，配合合
理的混凝土结构设计，超长钢筋混凝土结构实现无缝施工，对裂缝的有效控
制是可行的。
[关键词] 超长钢筋混凝土结构 施工方案设计 施工技术措施
1 工程概况
某商住楼工程，框架剪力墙结构，建筑面积约50858m2，其中地下室建筑面积约13602.7
4m2，地下2层，A座地上25层，B座地上19层，地下室总长度为109m，宽78m。
按照常规做法，在这种超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40～50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，后浇
带的混凝土后浇施工质量不易保证�？悸堑焦て诮艏敖峁拐逍缘囊�，业主不希望本工程
地下室留置后浇带，为解决此问题，经与设计单位研究，本工程2层地下室改为采用膨胀加
强带措施，实现了超长钢筋混凝土结构的无缝施工。
2 地下室砼无缝施工方案设计
2.1 无缝施工的设计原理
无缝施工的设计的原理是“抗放兼施, 以抗为主”�！翱埂薄莼炷两峁估刍�
缩应力的分布，对混凝土参入混凝土微膨胀外加剂，在累积收缩应力较大的部位设置加强带
，并适当加大膨胀剂的掺加用量，通过膨胀剂对混凝土产生的微膨胀作用，补偿混凝土的结
硬收缩，降低混凝土结构累积收缩应力，来抵抗混凝土产生收缩裂缝；同时，配合合理的混
凝土结构设计，加强钢筋混凝土结构的抗裂构造设计钢筋，特别需适当加强膨胀加强带位置
的构造设计钢筋，来抵抗混凝土的收缩应力，有效地“抗”超长钢筋混凝土结构开裂，从而
取代了后浇带施工技术措施，实现无缝施工。
根据《工程结构裂缝控制》书中提出的伸缩缝间距计算公式可知，要完全不需设置伸缩
缝，就必须降低混凝土温差和混凝土的收缩，或提高混凝土的极限拉伸值；但要提高混凝土
的极限位伸值是十分困难的，因而只能靠设法降低混凝土的水化热和收缩，控制混凝土因温
差或收缩引起的拉应变不大于混凝土的极限拉伸，则混凝土可以不设伸缩缝而不开裂。根据
该文献资料和近年来的科研成果、有关工程施工实践经验，通过在混凝土内掺加适量膨胀而
成的补偿收缩混凝土，通过水泥的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和邻位约束下
，在钢筋混凝土中建立0.2MPa～0.7MPa预压应力，可大致抵消混凝土硬化过程中产生的干缩
和水化热冷缩出现的拉应力，从而减免混凝土出现开裂。同时，水化生成的钙矾石晶体起到
填充、切断和堵塞毛细孔缝的作用，使混凝土的密实度大为提高达到结构自防水的效果。另
外，在混凝土中加入优质粉煤灰和缓凝型外加剂，可以降低水化热引起的温度梯度，可以协
调温度应力与混凝土的初期结构强度，从而减少和防止温度裂缝的出现，提高混凝土的体积
稳定性。
膨胀加强带所建立的预压应力，与混凝土抵抗收缩变形所产生的拉应力能达到补偿平衡
，这是无缝设计的关键。
2.2 膨胀加强带的设置
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的部位
。根据工程平面形式，本工程长边方向上设置2条膨胀加强带，短边方向上设置1条膨胀加强
带，膨胀加强带宽度均为2米，膨胀加强带设置见图1。
2.3 混凝土配合比设计
膨胀混凝土用于超长结构无缝施工，其膨胀率设计和设定非常重要，膨胀率偏小，补偿
收缩作用不足，抗裂效果难以实现，膨胀率过大，对混凝土强度将产生明显影响。
本工程选用AEA型膨胀剂，根据试配经验，AEA以取代水泥率8％～12％的量内掺到水泥
中，拌成的补偿收缩混凝土，利用收缩膨胀测定仪测定，在限制条件下产生的膨胀率为0.02
％～0．04％，在配筋率μ=0.2～0.8％时，在钢筋等的约束下，可在混凝土中产生0．2～0
．7MPa的预压应力，这一预压应力大致可抵消混凝土硬化过程中产生的收缩拉应力，从而使
结构不裂或把裂缝控制在无害范围内。AEA掺入水泥中拌成混凝土后，其膨胀作用主要发生
在14d以前，用于补偿混凝土的干缩，但在中后期仍有小量膨胀，其预压应力抵消了混凝土
结硬收缩产生的拉应力，混凝土强度也未产生明显影响。配合比在满足施工工艺的情况下，
应尽量减小混凝土坍落度，以减少混凝土的结硬收缩。
本工程混凝土采用C30，水泥采用粤秀PⅡ42.5R水泥，掺加二级粉煤灰，减少水泥用量
，降低水化热；泵送剂选用LS－300，掺量为水泥用量的1.7％；膨胀剂选用佛山市瑞安建材
科技有限公司产的AEA，普通掺量10％，膨胀率>0.03％～0.04％，膨胀加强带AEA掺量为胶
结材料的12％。
3 地下室砼施工技术措施
3.1 膨胀加强带做法
在膨胀加强带混凝土内掺入AEA膨胀剂，膨胀加强带宽度2.0m，加强带内钢筋连通，且
上下另附加15％的附加纵向钢筋，钢筋两端伸出加强带2.0m，混凝土强度提高一个等级，以
增强加强带的刚性。地下室底板加强带用镀锌钢板混凝土快易收口网分隔（快易收口网一是
防止混凝土流入带，二限制2边混凝土的预应力）�？悸堑降装搴穸冉洗螅乐够炷裂�
坏收口网，采用通长Φ16钢筋和Φ14@500加劲钢筋箍加强。
由于地下室面积较大，整个地下室底板采取一次性浇筑，在工期和造价上都不合理，因
此，采用间歇式无缝施工的方法，既在施工中，依据加强带位置，采用分段施工，各施工段
混凝土在其相邻的施工段混凝土浇筑后三天方可浇筑，在加强带位置留置施工缝，施工缝设
置遇水膨胀橡胶止水带，地下室底板加强带接口做法见图2，施工缝模板做法见图3。
3.2 施工中以膨胀加强带为界分段施工
按照膨胀加强带的位置确定混凝土浇筑方向。第一段混凝土浇筑时，用小膨胀混凝土向
膨胀加强带方向浇筑，浇筑完第一段混凝土后3天才能进行第二段混凝土的浇筑，第二段混
凝土浇筑时，采用二台泵进行，先用小膨胀混凝土向第一段膨胀加强带方向浇筑，在接近膨
胀加强带位置时，提前1.5小时用一台泵配合塔吊进行膨胀加强带混凝土浇筑，等膨胀加强
带混凝土浇筑完毕后，再用小膨胀混凝土浇筑加强带两侧；其余段按照第二段方法施工。在
混凝土浇筑至膨胀加强带附近时，应注意使振动棒插捣点与密目快易收口网保持距离不小于
30cm，并不得过振。
3.3 混凝土浇筑过程控制
混凝土浇筑过程中，应注意严防其它部位混凝土进入膨胀后浇带内，以免影响混凝土结
构质量。严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位，以免形成潜在的冷缝或薄弱点。浇筑混凝土前
的润管砂浆采用灰斗集中收集，拆管排除故障或其它原因造成的废弃混凝土及时清理干净，
严禁进入工作面。
3.4 膨胀混凝土的养护
膨胀混凝土浇筑完毕后的养护工作十分重要，是保证混凝土质量的重要措施之一。膨胀
混凝土只有充分湿养护才能发挥AEA混凝土的膨胀效能，为确保养护效果，派专人养护，建
立严格的混凝土养制度�；炷两街瓯虾笥忧壳�14d保湿养护（达到全过程淋水保湿要
求）�；炷潦漳ㄆ秸蠹笆备锹榇厦芨哺且徊恪Ｔ谘て谂缛魑碜此３只肪诚喽允�
度在80％以上，以减少混凝土干缩。
4 结束语
超长无缝混凝土结构是以补偿收缩混凝土为结构材料，以加强带取代后浇带连续浇筑超
长钢筋混凝土结构的一种新工艺。在本工程中，利用AEA膨胀混凝土补偿收缩的原理，对2层
地下室采用膨胀加强带取代后浇带，实现了超长钢筋混凝土结构的无缝施工，基本上克服了
砼表面收缩裂缝问题, 达到了预期的效果，证明采用超长无缝混凝土结构施工技术是一种有
效的新型施工工艺。
通过对这个项目的实践, 为类似工程积累了经验，取得了以下收获：
（一）膨胀剂补偿收缩混凝土的防水本质是：①生成的水化产物填充混凝土的空隙，改
善孔结构，降低孔隙率；②限制状态可以改善混凝土的应力状态，补偿收缩产生的应力，使
结构更为致密。对混凝土振捣不密实、蜂窝、施工缝处理欠缺、各种节点处理不好造成的漏
水无能为力。因此，保证混凝土施工质量是实现无缝施工的重要保证。
�。ǘ┎闻蛘图恋幕炷帘炔徊襞蛘图恋幕炷帘砻娴谋Ｋ院兔谒砸�，一旦水分
蒸发过快，由于毛细管的水之间作用力在终凝前大于浆体的粘合力，特别是在大气流动很大
或炎热天气的情况下表现更为突出，而出现裂缝。因此，做好终凝前的二次抹压工序，是减
少出现裂缝的重要措施之一。
�。ㄈ┡蛘图忧看幕驹硎�"抗放兼施, 以抗为主"，因此，增加10％～15％的抗裂
钢筋是必要的，且加强带膨胀剂掺量必须提高。AEA膨胀剂不能1∶1替代水泥，当其掺量超
过12％时要慎重，为避免混凝土强度受到明显降低，必须通过配比试验确定砼强度能达到要
求后才能采用。
（四）膨胀剂混凝土要求起始养护时间较普通混凝土早，按普通混凝土的养护方法养护
是出现龟裂的重要原因之一；因此，膨胀砼施工时应注意掌握好抹压的时机和力度, 及时充
分洒水或保湿养护。
�。ㄎ澹┡蛘突炷潦┕ぶ心岷笥Ρ苊饨炼坏┙炼赡芑岵辰羁�，降低钢筋
与混凝土的握裹力，同时也降低其防水及其它性能。
（六）采用无缝施工技术可以简化施工工艺， 加快施工进度，但相应会增加投资；而
取代后浇带，避免了后浇带部位长期占用周转料具及模板，也避免在砌体施工期间因后浇带
脚手架而影响进度；省去后浇带的清缝、凿毛、钢筋除锈等复杂工序，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。
参考文献
[1]《工程结构裂缝控制》，王铁梦，1997，中国建筑工业出版社
[2] 《无缝施工技术在工程中的应用》赵然杭，[J].混凝土，2000(5)
[3] 《建筑物裂缝控制新技术[M]》游宝坤，[M].北京:中国建材工业出版社,1994
[4] 《超长无缝混凝土结构施工技术[J]》李文平，林伟洪，彭明祥， 2002.07
[5] 《超长结构混凝土无缝浇筑施工与质量控制》王立波，[J].陕西混凝土，2003,(10
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