超长钢筋混凝土结构无缝设计--施工实例

超长钢筋混凝土结构无缝设计--施工实例
随着建筑业的迅猛发展，经常会遇到超长钢筋混凝土结构中无缝设计和施工的问题，本文以实例与同行探讨，力求解决混凝土由于热胀冷缩、干燥收缩产生变形使得混凝土结构产生裂缝的问题。
一、概况
超长钢筋凝土结构无缝设计与施工技术被应用在徐州卷烟厂6000kg/h片烟制丝线技改工程上(以下简称该工程)，该工程占地面积16800m2，建筑面积42400m2，厂房结构二层，局部六层，其中有4600m2地下室，长93m，宽30－45m不等。地下室地面标高－6.0m。底板混凝土设计标号C30/S8，地下室墙板混凝土设计标号C40/S8。
由于地下室超长，因此项目部组成攻关小组，对超长钢筋混凝土结构无缝设计施工进行了攻关，详细编制了无缝设计施工方案，并对方案进行了评审论证，由于方案切实可行，措施得力，地下室施工完成后，整个地下室无任何裂缝，防水效果很好，取得了良好的经济效益和社会效益。

二、无缝设计方案
1、基本原理
无缝设计的思路是“抗放兼施，以抗为主”，其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。
该工程地下室长93m，宽45m，属于超长钢筋混凝土结构，按规范要求设置后浇带，不仅整体防水效果差，而且施工十分麻烦，工期长。为实现该工程的连续浇筑，保证结构的整体性，消除渗漏隐患，快速施工，确保基坑支护结构安全；经几方论证，采用补偿收缩混土无缝设计施工新技术，取消后浇带，设置加强带。基本原理是：根据收缩应力的分布，用相应的膨胀应力予以补偿。在收缩应力较大的部位掺加膨胀剂做成膨胀加强带，其它部位拌制微膨混凝土从而取消后浇带，实现连续浇捣。
2、加强带设置位置
由于该工程地下室底板和地下室墙板混凝土等级不一致，施工中按规范要求设置水平施工缝(钢板止水带)，底板、墙板和顶板共分三次浇筑完成，共设置两道加强带。见以下示意图：
3、膨胀加强带构造措施
加强带沿轴线方向共设置二道(包括底板、墙板、顶板)，宽度2m，在加强带的两侧架设密孔钢丝网，网孔5mm，以防止带外混凝土流入加强带，带内增加水平构造钢筋8@100，钢筋规格同原设计的配筋，加强带混凝土强度等级比两侧混凝土提高一级，采用了C35、C45混凝土，施工中，先浇一侧带外混凝土，浇到加强带时，改用膨胀混凝土，由A轴向H轴连续浇捣。
4、微膨混凝土的设计
膨胀混凝土用于超长结构无缝施工，其限制膨胀率设计和设定非常重要，膨胀率偏小，则补偿收缩能力不足，无缝施工难以实现，膨胀率过大，对混凝土强度有明显的影响。微膨混凝土的设计，主要是在混凝土的配比中掺入适量的外加剂、添加剂，使得混凝土在凝固过程中产生水化热和凝固后的干燥收缩，即热胀冷缩所产生的变形压缩到最低的一种构思，在整个混凝土配比的设计中，工程项目部与徐州海荧搅拌中心在选择水泥品种、外加剂、添加剂等方面进行了细致的研究和分析，最终研制出适合本工程的微膨混凝土。属技术专利，本文不作阐述。

三、地下室无缝施工方案
超长混凝土结构无缝施工是一项先进的施工技术，须做好浇筑前的各项准备工作，充分考虑浇筑过程中可能出现的问题，做好混凝土浇筑完成后的养护工作。重点是组织落实、措施落实。
1、组织落实
浇筑混凝土前，根据各工种的技术要求实施全员技术交底。施工组织、施工管理是浇筑混凝土的关键。浇筑底板混凝土时正值夏季施工，气温30℃左右，由于采用商品混凝土，对混凝土的拌制、运输、泵送、浇筑、养护全过程有极高的要求，为此，现场建立了组织保障机构，以项目经理为首，项目工程师、质检员、施工队长、调度员混凝土搅拌中心、业主代表、监理代表组成的现场领导小组，指挥调度、协调混凝土浇筑工作。现场施工班组、混凝土搅拌中心分成三班作业，并各预备一个班组待命，采用无线、有线电话通讯联系，确保了浇筑工作的顺利实施。
2、措施落实
(1)原材料的质量。
施工前，对砂、石、掺合剂、水泥等外加剂原材料均由质检员、工程监理员到搅拌站落实，抽检。
(2)搅拌设备、运输设备、泵车、泵管的选用。
为避免因设备故障造成施工冷缝，开工前对搅拌设备、运输罐车、输送泵、泵管进行全面的检修、保养，及时排除故障和隐患，保证设备完好投入使用，同时配备一定数量的备用设备。
(3)搅拌中心计量设备
外加剂和添加剂的计量采用全进口自动计量设备，膨胀加强带部位混凝土由专用搅拌台拌制，配比准确。
(4)混凝土的浇筑与养护。
A、浇筑混凝土前，模板及钢筋间的所有杂物，必须清理干净。
B、混凝土浇筑要求连续，按施工方案进行，并避免出现冷缝。
C、混凝土的振捣必须密实，不能漏振、欠振，也不能过振。振捣时间控制在15S左右，以混凝土表面的呈现浮浆和不再冒气泡为度。振捣时快插慢拔，振点布置要均匀，在施工缝和预埋件处，加强振捣以免不实，造成渗水通道，振捣时不触及模板、钢筋、止水带、以防止移位变形。
D、混凝土浇筑完成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。本工程采用了保温保湿养护法，浇筑完成后及时用塑料薄膜覆盖，草袋保水养护。侧墙由于收缩应力和湿度应力影响较大，选用木模板并充分浇水湿润，由于夏季气温较高，在浇筑侧墙混凝土完成后及时挂草帘子保湿养护，拆模时间控制在第7天，养护时间不少于14天。现场安排了6个小组24h跟踪分班养护，由于措施得力，混凝土浇筑和养护工作做得较好，整个地下室的侧墙无一处麻面、漏浆、开裂。
经混凝土搅拌中心证实和现场试块测试，28天混凝土强度达到了设计要求，平均强度38.7，现场试块与搅拌站试块强度误差在2％以内，抗渗指标满足设计要求达到S10。运用此项新技术，混凝土一次浇筑，节省工序时间。

四、无缝设计施工注意事项与要求
1、本工程采用无缝设计施工的前提是后浇带仅是释放收缩应力的伸缩缝，否则沉降地层的后浇带不能取消，因此无缝设计施工应根据结构特点灵活运用。
2、由于地下室侧面墙薄而暴露面积大，立面养护比较困难，且受气温温差影响，所以设置加强带时应以侧面墙为主，加强带的间距控制在30－40m为宜，有条件的结构工程上宜将侧面墙与顶板一次浇筑，以增加对侧面墙的约束，共同抵抗收缩应力。
3、国内超长混凝土结构无缝设计施工，采用膨胀混凝土补偿收缩是一致的，都要掺加复合膨胀剂和配制微膨混凝土等，关键是补偿收缩能力要达到均衡。将裂缝控制在无害范围内，即裂缝小于0.1mm。同时，应注意地下室往往要求结构自防水，建议设计将墙体水平构造钢筋的配筋率提高到0.6％左右，从构造上提高钢筋混凝土的抗拉强度，使之与补偿收缩混凝土共同发挥作用，以杜绝大面积墙体开裂。