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膨脹加強(qiáng)帶后澆帶收口網(wǎng)施工技術(shù)
【摘 要】 針對望京風(fēng)情商業(yè)街工程施工的特點，依據(jù)超長混凝土結(jié)構(gòu)膨脹加強(qiáng)帶設(shè)計原理，采用混凝土膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶收口網(wǎng)的做法，有效地控制了較長結(jié)構(gòu)混凝土裂縫，加快了施工進(jìn)度，取得了很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
望京風(fēng)情商業(yè)街（南區(qū)）工程，位于北京市朝陽區(qū)望京地區(qū)的西北部，南臨柳蔭河，東鄰廣順北大街，北臨利澤西街，總建筑面積約 42000m2，地下 2 層，地上 4層。本工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，南北長 223.8m，東西寬為 49.8m，高 18.7m。結(jié)構(gòu)安全等級為一級，防水等級為一級。地下室底板混凝土強(qiáng)度等級為 C30P8，底板厚為450mm；外墻混凝土強(qiáng)度等級為 C40P8。
1 工程設(shè)計
1）原后澆帶收口網(wǎng)設(shè)計
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010－2002，該項工程共設(shè)計了 5 橫 1 縱共 6 條后澆帶，把結(jié)構(gòu)平面劃分為 12 塊（見圖 1）。后澆帶混凝土澆筑時間為兩側(cè)混凝土澆筑完成后 2 個月。切割快易收口網(wǎng)：快易收口網(wǎng)運(yùn)送到施工現(xiàn)場后再進(jìn)行切割加工，運(yùn)至現(xiàn)場的成品網(wǎng)片尺寸為2200×450mm。框柱與剪力墻交界處按照地下2層3.6m、地下1層3.8m的總長度，并需保證上下兩塊網(wǎng)片搭接100mm的要求分別對快易收口網(wǎng)進(jìn)行裁割。安裝在框柱側(cè)面的快易收口網(wǎng)寬度維持原成品網(wǎng)片尺寸450mm不變。
2）后澆帶收口網(wǎng)變更原因
①后澆帶收口網(wǎng)的保護(hù)、清理與鑿毛給后期施工無形中增添了一定的工程量；
②地下工程設(shè)計防水等級為一級，采用后澆帶施工，增加了滲漏隱患；
③結(jié)構(gòu)工期為 180d，施工工期緊，而設(shè)計要求后澆帶的澆筑時間需待兩側(cè)結(jié)構(gòu)混凝土澆筑后 2 個月，影響總工期。
采用傳統(tǒng)做法，分開澆筑：通過查閱規(guī)范等資料及走訪調(diào)查，剪力墻與框架柱間兩種不同強(qiáng)度等級的抗?jié)B砼分開澆筑，由此形成的施工縫將使后期的防水功能達(dá)不到預(yù)期的效果。地下室外墻施工完畢后，需在施工縫處增加聚氨酯防水附加層，既增加了施工成本又不利于保證防水質(zhì)量，后期隱患較多，分開澆筑方案不可行。
2 超長混凝土結(jié)構(gòu)膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)計施工新技術(shù)
2.1 基本原理膨脹混凝土收口網(wǎng)的原理是，混凝土在膨脹時其中的鋼筋（或相鄰邊界）對它的膨脹產(chǎn)生限制作用，同時在混凝土中產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力。這種壓應(yīng)力能夠抵消導(dǎo)致混凝土開裂的全部或部分拉應(yīng)力，從而避免或大大減輕混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫。
HEA 膨脹劑，是以高鋁熟料為主要原料生產(chǎn)的具有良好膨脹源的混凝土膨脹劑。其特點是膨脹能量大，干縮小，摻入到混凝土中能補(bǔ)償混凝土的收縮，從而達(dá)到抗?jié)B防裂的目的。所謂超長混凝土結(jié)構(gòu)，是指混凝土長度超過現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010－2002規(guī)定的伸縮縫#大間距的混凝土結(jié)構(gòu)。在混凝土中摻入HEA 膨脹劑，以膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶，可實現(xiàn)超長混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)澆筑。其原理是：HEA 膨脹劑在混凝土硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，由于鋼筋和臨位約束，在結(jié)構(gòu)中建立起 0.2～0.7MPa 的少量預(yù)壓應(yīng)力（通過調(diào)整混凝土中 HEA 膨脹劑摻量，可使不同區(qū)段獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力），以此來補(bǔ)償混凝土在硬化過程中因溫差和干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止裂縫出現(xiàn)，起到抗?jié)B、防水的作用。使用這種方法可連續(xù)澆筑 100～200m的超長結(jié)構(gòu)。根據(jù)抗裂原理，只要控制混凝土的收縮與膨脹保持在一個相對的范圍內(nèi)，就能做到結(jié)構(gòu)無縫或裂縫控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，滿足工程的使用功能。在應(yīng)力集中的膨脹加強(qiáng)帶兩側(cè)設(shè)臨時隔擋措施，防止混凝土流入加強(qiáng)帶，底板加強(qiáng)帶間適當(dāng)增加水平構(gòu)造鋼筋 10%～15%。施工時，加強(qiáng)帶外用摻 8%～10%HEA 的小膨脹混凝土；澆筑到加強(qiáng)帶時，用摻 12%～13%HEA 的大膨脹混凝土，其強(qiáng)度等級比兩側(cè)混凝土高一級，即 5MPa；到另一側(cè)時，又改為澆筑摻 8%～10%HEA 的小膨脹混凝土。如此循環(huán)下去，連續(xù)澆筑HEA 混凝土，實現(xiàn)無縫施工。通過 HEA 的不同摻量，可使混凝土結(jié)構(gòu)在長度方向獲得相應(yīng)大小的補(bǔ)償收縮的膨脹應(yīng)力。采用密目鋼絲網(wǎng)隔開進(jìn)行砼澆筑：經(jīng)過我們小組內(nèi)成員的調(diào)查走訪，采用此種方法多用于后澆帶、梁柱接頭等縱向高度較低部位的不同強(qiáng)度等級砼的澆筑。若在柱與剪力墻交接處采用密目鋼絲網(wǎng)隔開進(jìn)行砼澆筑，因其縱向高度達(dá)到3.6-3.8m，澆筑及振搗砼過程中對密目鋼絲網(wǎng)的側(cè)向沖擊力及壓力較大，將無法保證密目鋼絲網(wǎng)不受壓而導(dǎo)致變形破壞，起不到有效的分隔效果從而無法保證砼施工質(zhì)量。因此采用密目鋼絲網(wǎng)方案不可行。
1）原材料的選擇
收口網(wǎng)工程開始施工前同預(yù)拌混凝土攪拌站進(jìn)行協(xié)商溝通，要求選用性能較穩(wěn)定的 P.O42.5 普通硅酸鹽水泥，以降低水化熱。粗骨料選用碎石，級配為 5～31.5mm 連續(xù)級配，且含泥量、泥塊含量、針片狀含量、壓碎指標(biāo)等，符合建筑用粗骨料Ⅱ類質(zhì)量要求；細(xì)骨料選用潔凈的中砂，連續(xù)級配，細(xì)度模數(shù)為 2.3～2.5，含泥量＜1%；外加劑Ⅰ選用高效泵送劑；外加劑Ⅱ選用 HEA 高效能膨脹劑；摻和料選用Ⅱ級原狀粉煤灰，其各項指標(biāo)均符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596－1991 中的Ⅱ級粉煤灰技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，以降低水化熱，并且使其均勻緩慢釋放，減少早期收縮，增加混凝土后期強(qiáng)度。
2）收口網(wǎng)地下室底板加強(qiáng)帶施工
由于底板所需混凝土量較大，考慮到北京交通現(xiàn)況和攪拌站供應(yīng)能力不十分充足，底板加強(qiáng)帶兩側(cè)隔擋措施采用快易收口網(wǎng)，以保證混凝土接槎部位的質(zhì)量和減少混凝土的剔鑿、清掃工作量。若混凝土供應(yīng)或施工力量達(dá)到連續(xù)作業(yè)要求，采用圖 3 的施工方法；若混凝土供應(yīng)或施工力量達(dá)不到連續(xù)作業(yè)的要求，則采用圖 4 的“間歇式無縫施工法”，加強(qiáng)帶一側(cè)為臺階式。膨脹加強(qiáng)帶的混凝土澆筑振搗沒有特殊要求。大、小膨脹混凝土的配合比，如表 1、表 2 所示。
對于地下室外墻加強(qiáng)帶，由于墻體薄、面積大，養(yǎng)護(hù)困難，受風(fēng)速和大氣溫度影響大，容易出現(xiàn)收縮裂縫，采用分段澆筑墻體。先用摻 8%～10%HEA 的小膨脹混凝土，養(yǎng)護(hù) 14d 后，再用摻 12%～13%HEA 的大膨脹混凝土澆筑加強(qiáng)帶。此方法與傳統(tǒng)后澆帶相同，要用快易收口網(wǎng)和遇水膨脹止水帶（見圖 5），可比傳統(tǒng)后澆帶縮短工期 30d 左右。后澆大膨脹混凝土（摻 12%～13%HEA）前，應(yīng)將后澆帶兩側(cè)的接槎部位（鋼絲網(wǎng)或快易收口網(wǎng)）表面清理干凈，鋼絲網(wǎng)#好剔除。若臨時隔擋措施采用竹膠板，則應(yīng)將接槎部位鑿毛，剔鑿至漏出混凝土石子，清除干凈后用水濕潤。外墻防水加做一道防水增強(qiáng)層。
4）樓板膨脹加強(qiáng)帶收口網(wǎng)施工
對于超長結(jié)構(gòu)樓板，采用泵送混凝土的收縮值比現(xiàn)澆混凝土的大 20%～30%。為減少有害裂縫，除采用大膨脹混凝土澆筑外，應(yīng)在膨脹加強(qiáng)帶處增加細(xì)而密的雙向配筋（見圖 6）。樓板較薄，混凝土供應(yīng)容易得到保證，所以樓板混凝土加強(qiáng)帶隔擋措施采用竹膠板。施工前將按鋼筋間距大小裁好的竹膠板插入樓板鋼筋中，并用同一垂直線上的水平鋼筋作背楞。當(dāng)膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)外的混凝土均澆筑完畢后，把竹膠板拔出，將插板處重新振搗一遍，以保證混凝土緊密結(jié)合。超長無縫結(jié)構(gòu)混凝土澆筑時，應(yīng)與預(yù)拌混凝土攪拌站加強(qiáng)聯(lián)系，保證加強(qiáng)膨脹帶混凝土能根據(jù)現(xiàn)場的澆筑進(jìn)度得到及時拌制和供應(yīng)，并嚴(yán)格按配合比和施工組織設(shè)計進(jìn)行施工。對于與兩側(cè)小膨脹混凝土同時澆筑的膨脹加強(qiáng)帶的混凝土，澆筑工具可根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用。若膨脹帶的混凝土澆筑量較大，且現(xiàn)場情況允許，可采用專用混凝土泵車來澆筑該部分混凝土；若澆筑量不大，一般采用塔吊、灰斗就能滿足該部分混凝土澆筑需要。一般不采用加強(qiáng)膨脹帶混凝土與其他混凝土同車澆筑，除非有特殊措施，能保證一般混凝土不進(jìn)入加強(qiáng)膨脹帶內(nèi)�；炷翝仓戤�，進(jìn)行混凝土表面處理，及時澆水養(yǎng)護(hù)；大體積混凝土還應(yīng)覆蓋一層塑料薄膜及保溫被進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，并加強(qiáng)溫度監(jiān)控。使用快易收口網(wǎng)隔開進(jìn)行砼澆筑：快易收口網(wǎng)是一種由薄形熱浸鍍鋅鋼板為原料，經(jīng)加工后成為有單向U型密肋骨架和單向立體網(wǎng)絡(luò)的永久性模板。
采用安裝快易收口網(wǎng)具有如下特點：
1）、自重輕、力學(xué)性能優(yōu)良、安裝方便，對提高施工速度有很大幫助。2）、快易收口網(wǎng)的網(wǎng)狀孔眼可協(xié)助分散砼澆筑時水泥漿所產(chǎn)生的水壓，減少灌入混凝土壓力達(dá)2/3，從而可保證快易收口網(wǎng)不因側(cè)向受壓力過大導(dǎo)致變形破壞而影響分隔效果。
3）、澆筑混凝土收口網(wǎng)時，網(wǎng)眼上的余角片就嵌在混凝土里,具有加強(qiáng)網(wǎng)片與砼間的結(jié)合功效，形成一個緊密相連的機(jī)械式楔，接縫的質(zhì)量受到嚴(yán)格控制。
4）、便于鋼筋的穿筋和連續(xù)綁扎鋼筋，收口網(wǎng)的多孔性特種網(wǎng)格，稍微用力便可保證剪力墻水平鋼筋C12、C14的穿越。
若采用此方案可起到既保證不同強(qiáng)度等級砼的有效分隔，又保證不留設(shè)施工冷縫的效果，此方案可行。
3 結(jié) 語
收口網(wǎng)現(xiàn)代建筑或構(gòu)筑物越來越多地采用超長或雙向超長結(jié)構(gòu)，如按傳統(tǒng)施工技術(shù)每個工程須留置少則幾條多則幾十條的后澆帶。后澆帶一般需經(jīng) 40～60d才能澆筑，拖延工期，給施工帶來麻煩，且結(jié)構(gòu)整體（防水）性不好。超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計施工技術(shù)的應(yīng)用，突破了傳統(tǒng)的設(shè)計施工規(guī)范，用“膨脹加強(qiáng)帶”替代原來的后澆帶，減少了施工對后澆帶處理這一繁瑣的環(huán)節(jié)，大大地縮短了施工周期，加快了施工進(jìn)度，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。該工程施工完成后，隨即檢查混凝土加強(qiáng)膨脹帶未出現(xiàn)裂縫；竣工 3 年后再次檢查，仍然未發(fā)生裂縫，效果非常好。
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