膨脹加強帶在超長防水混凝土結構連續無縫施工中的應用

摘 要：現代建筑物越來越多的采用超長混凝土結構形式。膨脹加強帶作為實現超長混凝土結構無縫施工和控制裂縫的主要手段得到了廣泛的應用。筆者從工程應用入手，闡述了在超長筏形基礎混凝土施工中采用膨脹加強帶的應用原理及施工操作要點。

關鍵詞：超長混凝土結構；膨脹加強帶；無縫施工

膨脹加強帶作為實現混凝土結構無縫施工，控制混凝土結構產生裂縫的主要手段，在地下室結構中施工中，已得到了越來越廣泛的應用。按照其澆筑時間的不同，膨脹加強帶可分為：間歇式、連續式、后澆式。間歇式加強帶施工時，一側混凝土澆筑完成7d后，可澆筑加強帶混凝土及另一側混凝土；連續式膨脹加強帶施工時，加強帶混凝土與混凝土梁板同時澆筑；后澆式加強帶即在加強帶兩側混凝土澆筑完成14d后再澆筑膨脹加強帶。筆者依托工程，對連續式膨脹加強帶在工程中的實際應用進行了研究。

1 工程概況

某商住樓建筑采用院落式組合，總建筑面積約79000m2，地下室面積16000m2。各塔樓部位均采用筏形基礎，單個筏基底板長達100m，寬23m，板厚1000mm。本工程地下車庫防水等級為一級，混凝土強度等級C35，抗滲等級要求達到S8。

為了消除混凝土收縮對結構的不利影響，確保筏基混凝土的抗滲性能，保證工程的施工質量，同時又能達到縮短工期，節約成本的目的，設計在筏基之中設置了3條膨脹加強帶，并與兩側混凝土同時澆筑。

2 基本原理

2.1 地下室結構自防水機理

要實現結構自防水，混凝土本身需滿足兩個條件：①混凝土配合比合理，易振搗密實，且混凝土能夠達到設計的抗滲等級；②不允許出現裂縫，尤其是貫穿性的裂縫，否則即使混凝土本身抗滲達到S12以上，一旦出現裂縫，結構的防水能力也是零。單就混凝土的抗滲等級而言是非常容易達到的，但要保證混凝土不出現裂縫就需要從結構設計、混凝土配合比設計、原材料選用、澆筑、振搗、混凝土養護等多方面綜合考慮，才能收到良好效果。

裂縫形成原因比較復雜，但主要有以下三種：①混凝土干縮，即混凝土失水后產生收縮，這可以通過改善混凝土的配合比來減小影響，如盡量減小水灰比；②混凝土沉實過程中，在其上表面產生裂縫，或混凝土失水過快產生裂縫，這可以通過改善澆搗工藝和養護條件來減小影響；③混凝土自然收縮，這在混凝土水化過程中產生。

混凝土在水泥水化凝結過程中，會產生溫度和收縮變形，并在混凝土中產生附加的拉應力?；炷两Y構越長，產生的溫度和收縮變形越大，在混凝土中產生的附加應力也越大。當拉應力超過混凝土的抗拉強度時，就會在混凝土中產生裂縫。為防止這種裂縫的出現，超長結構工程設計中可以通過以下兩種途徑來減小影響。一種途徑是在施工過程中靠設置后澆帶來釋放收縮應力。但后澆帶處混凝土需待主體結束，兩邊混凝土收縮基本穩定后方可澆筑，會造成工期延長，而后澆帶的清理、澆筑混凝土非常麻煩，處理不好會成為滲漏隱患，且影響到結構的整體性。另一種途徑是采用微膨脹補償收縮混凝土來限制裂縫的產生，就是在混凝土中摻入膨脹劑。

2.2 微膨脹混凝土及膨脹加強帶的應用

在混凝土中摻加適量的膨脹劑，通過與水泥的化學反應，可使混凝土產生適量膨脹，在鋼筋和鄰位限制下，在混凝土中建立0.2～0.6MPa的預壓應力，能抵消部分混凝土收縮時產生的拉應力，將混凝土最終收縮應力控制在一定范圍內，從而防止混凝土開裂。同時水化反應生成的鈣礬石晶體，屬針狀、棒狀晶體，可填充、切斷、堵塞混凝土內的毛細孔，使混凝土的抗滲能力大大提高，從而達到混凝土結構自防水的目的。

相對于普通后澆帶通過留置較長時間來釋放收縮應力，膨脹加強帶的采用除了能將化學膨脹能轉化為施加給構件的預壓應力來抵消混凝土內部早期收縮應力，起到補償收縮的作用之外，還可以實現混凝土的連續無縫澆筑施工，而省去后澆帶的清理及鋼筋加固連接工作，在一定程度上可降低成本、縮短工期。另一方面，膨脹加強帶實現結構自防水，可減少甚至取消外防水措施，不僅經濟，而且不會因為后期施工縫清理不徹底帶來鋼筋銹蝕，又可避免因為后澆帶填縫不好留下的滲漏隱患，保證了工程質量。這也是膨脹加強帶一個比較突出的優點。

在本工程筏基結構施工中，采用微膨脹混凝土以及設置膨脹加強帶的方式來限制裂縫的產生。一般部位摻水泥用量6～8%的UEA膨脹劑，水養護14d的混凝土限制膨脹率0.02%；膨脹加強帶摻水泥用量12～15%的UEA膨脹劑，水養護14d的混凝土限制膨脹率0.035%，限制干縮率小于0.03%。同時混凝土中還摻入0.9kg/m3的XD-F聚丙烯纖維，以控制混凝土開裂。

3 混凝土施工控制

3.1 膨脹加強帶的設置

膨脹加強帶以垂直于筏基長邊的方向按28m的間距較均勻地布置于筏基上，其混凝土等級比一般部位提高一級，為C40/S8。

為防止兩側混凝土流入膨脹加強帶范圍內，在2m寬的加強帶兩側布置5mm的密孔鋼絲網，將帶內混凝土與帶外混凝土分隔開。鋼絲網垂直布置在上下層鋼筋之間，兩端分別綁扎在上下層鋼筋上，并每隔300mm設一根豎向鋼筋予以加固。其上下按設計要求留出混凝土保護層。鋼絲與鋼絲網、上下水平鋼筋及豎向加固筋必須綁扎或焊接牢固，不得松動，以免澆筑混凝土時被沖開，引起兩種混凝土混合，影響加強帶的效果。

3.2 鋼筋保護層厚度的控制

鋼筋保護層厚度對提高混凝土結構耐久性和抗滲性極為重要，施工中必須采取措施保證鋼筋位置的準確，確保鋼筋保護層厚度不應小于設計的要求。留設保護層應以相同配合比的細石混凝土制成墊塊，嚴禁鋼筋墊鋼筋或將鋼筋用鐵釘、鉛絲直接固定在模板上，以防止水沿鋼筋浸入。

3.3 混凝土及膨脹加強帶的澆筑

防水混凝土施工時，必須嚴格控制水灰比，混凝土進場好后做坍落度試驗，不合格者嚴禁使用?；炷翝仓丛O計的膨脹加強帶分區后，分層、連續施工，每層厚度控制在300mm左右。

膨脹加強帶部位在施工過程中應嚴加保護，膨脹帶范圍內嚴禁落入雜物和積水。帶內的混凝土澆注與帶外兩側的混凝土澆注分層同時進行，高程一致后再同時振搗，避免一側混凝土澆筑過高，側壓力過大沖破密孔鋼絲網，造成兩種混凝土混合，影響膨脹加強帶效果。

混凝土振搗后，先用長刮尺按標高刮平，再用抹子反復搓壓，使其表面密實。由于混凝土在澆筑和振搗中，上涌的泌水和浮漿會隨著混凝土坡面流到坑底，并隨混凝土向前推進，因而在支模時，就應在混凝土澆筑前進方向兩側模底部留孔排出泌水和浮漿。排除泌水和浮漿后，及時進行二次抹壓收光處理，使收水裂縫閉合。

3.4 防水混凝土的養護

在澆筑后，如混凝土養護不及時，混凝土內部的水分將迅速蒸發，會使水泥水化不完全。而水分蒸發會造成毛細管網彼此連通，形成滲水通道，同時混凝土收縮增大，出現龜裂，抗滲性急劇下降，甚至完全喪失抗滲能力。若養護及時，防水混凝土在潮濕的環境中或水中硬化，能使混凝土內的游離水分蒸發緩慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛細孔隙，因而形成不連通的毛細孔，提高混凝土的抗滲性。本工程中，對筏基防水混凝土采用“保溫、保濕、蓄熱”的方法進行養護?；炷翝仓瓿珊?2h內即開始進行養護，采用塑料薄膜加麻袋覆蓋保溫、保濕的養護措施，養護時間不小于14d。

4 結 語

工程實踐表明，與后澆帶相比膨脹加強帶有如下特點：①構造簡單，施工方便，周期短；②材料用量較少，易于控制工程造價，經濟性好；③保持結構的整體性，有利于結構抗震。

另一方面，設置膨脹加強帶位置時，應注意盡量避開板或墻的厚度變化處，使膨脹加強帶兩側板或墻厚度一致，以減少因不均勻收縮影響膨脹加強帶的施工質量。

參考文獻

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作者簡介：許多濤（1981-），男，工程師，從事建筑施工管理工作。