超长钢筋混凝土无缝施工

超长钢筋混凝土无缝施工

党建强

甘肃建投天水建设管理有限公司甘肃天水741000

摘要：随着建筑业的迅速发展，经常会遇到高、大、难项目，其中超长混凝土结构在大型工程中是十分普遍的问题，一般采用后浇带解决，但是后浇带施工周期长、成本高、钢筋工程、混凝土工程、支撑体系施工都比较复杂，容易形成冷缝、错台。超长混凝土结构无缝施工施工是以补偿收缩混凝土为结构材料，通过优化混凝土的配合比设计以减少混凝土的收缩、提高混凝土的极限拉伸强度等方法，以抵抗施工温度、徐变、收缩等变形产生的应力，以便结构的收缩应力得到大小适宜的补偿，从而控制有序裂缝的出现。本文结合工程实例介绍超长混凝土结构无缝施工技术

关键词：超长钢筋混凝土；裂缝；施工

1、工程概况

天水市体育中心位于位于天水市麦积区二十里铺。建设用地18.6公顷，总建筑面积10.5万平方米。建设内容为“一场两馆一校一平台及一中心”，即2万座体育场、5千座体育馆、1500座游泳馆、500名学生规模的体育运动学校、全民健身中心。它的建成不仅是展示天水体育文化的最佳平台，也是提升天水城市公共服务功能、体现城市发展的标志性建筑。体育场项目总建筑面积42730㎡，总坐席20110座，整个建筑建筑总高度38米，平面为不规则椭圆形，标准田径场四周设置环形看台，屋顶钢结构罩棚覆盖三层看台。体育场看台部分地上一至三层，地下一层，采用钢筋混凝土框架结构，屋顶罩棚采用单向悬挑平面桁架组合环向联系桁架的空间钢结构，基础形式采用钻孔灌注桩基础，桩的持力层为4层圆砾层，有效桩长8米，桩径800。本工程机械钻孔桩、桩基承台、承台梁、防水板、各层梁、板混凝土强度等级均为C30；地下室混凝土内外墙、主体框架柱、抗震墙混凝土强度等级C40。桩基承台、承台梁、防水板、地下室外墙等与土层接触的构件均采用防水混凝土，抗渗等级为P6，防水混凝土均应按水泥掺量掺加7%的JK-QF膨胀纤维防水剂。

2、超长钢筋混凝土无缝设计方案

2.1基本原理

本工程结构东西宽200米，南北长220米，属于超长钢筋混凝土结构，按规范要求设置后浇带，设计在东西和南北方向一共设置了13条温度后浇带，以解决结构超长。后浇带施工周期长、成本高、钢筋工程、混凝土工程、支撑体系施工都比较复杂，容易形成冷缝、错台，而且整体防水效果差。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；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：通过优化混凝土的配合比设计，根据收缩应力的分布，用相应的膨胀应力予以补偿，其限值膨胀率≧2.5x10-4，膨胀剂的品种及掺量经实验确定，从而取消后浇带，以抵抗施工温度、徐变、收缩等变形产生的应力，实现连续浇捣。，从而控制有序裂缝的出现。

2.2、加强带设置位置

由于本工程地下室设计13条伸缩后浇带，将整个看台结构分成13个自然流水段，分13次浇筑完毕。在原设计后浇带位置（膨胀加强带布置图详见附图）增加连续式、间歇式膨胀加强带，膨胀加强带宽度为2.0米，相邻两个施工段之间设置间歇式膨胀加强带，剪力墙位置设计后浇式膨胀加强带，后浇带混凝土均采用膨胀混凝土，加强带的混凝土设计强度等级应比两侧混凝土提高一个等级，采用C45膨胀混凝土，膨胀加强带内混凝土必须掺加膨胀剂，以提高混凝土自身的防水及抗裂能力，膨胀加强带混凝土限值膨胀率不小于2.5x10-4。从施工技术方面采取综合措施，加强施工过程控制，有效地控制有害裂缝的产生，采用超长钢筋混凝土无缝施工技术，达到节约工期及裂缝控制的目的。

2.3、补偿收缩混凝土设置位置

根据《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178规定膨胀加强带一般设在原设计留有后浇带的部位，采用补偿收缩混凝土对两侧混凝土进行强化补偿。梁板后浇式或间歇式膨胀加强带可以在浇筑完两侧混凝土的任何时间浇筑，墙体要求采用后浇式膨胀加强带7天后浇筑。

根据以上要求，结合本工程具体特点，构造底板、地下室顶板以及地上看台结构均采用“连续式、间歇式膨胀加强带”。膨胀加强带三种浇筑方法如下：

2.4、补偿收缩混凝土配合比设计要求

本工程结构混凝土全部由甘肃建投天水商品砼公司提供，在地下室补偿收缩混凝土施工前，为了控制或减少补偿收缩混凝土的徐变、干缩和施工期间的水泥水化热应力，控制结构裂缝的产生和发展。配合比设计时，在有效保证混凝土强度及各项性能的前提下，选用底水化热的普通硅酸盐水泥，掺入缓凝型的复合外加剂，有效控制水泥用量，降低水灰比，增大粗骨料的所占的体积比，降低混凝土的收缩应力，以减少混凝土收缩裂缝。同时，按照设计要求按水泥掺量掺加7%的JK-QF膨胀纤维防水剂等措施强化混凝土的抗裂措施。通过对混凝土精心的配比选材、试配设计，来满足工程需要。

（1）、水泥：选用低水化热，泌水性小的水泥作胶结材料，选用42.5级普通硅酸盐水泥，在满足强度要求的前提下，适当掺加掺合料，以减少水泥用量。严禁使用安定性不合格、过期或者受潮结块的水泥。

（2）、骨料：粗骨料级配可选用2级级配，粒径为5-31.5mm。细骨料材料应采用中砂，系度模数大于2.9。严格控制骨料含泥量和粉料含量（石子的含泥量不得大于1%，砂子含泥量不得大于1%）。坍落度控制在160±30mm，减少收缩变形。

（3）、掺合物：在满足强度的前提下，合理掺入粉煤灰取代水泥，以增加混凝土密实度，改善和易性。

（4）、后浇带位置采用补偿收缩混凝土，膨胀加强带水中养护14天膨胀限值大于2.5×10-4，均满足设计要求。

（5）、在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂，减缓水化热放热速度，混凝土中使用各种外加剂必须具有产品合格证，并复试合格后，方可投入本工程使用。并在混凝土试配过程中做好各种外加的相容性检测。

（6）、混凝土搅拌及运输要求：

①膨胀剂等外加剂投料应做到准确可靠，严格执行混凝土配合比并符合计量要求。试验室技术人员对外加剂投料、混凝土生产应24小时跟班监督。

②及时测定砂、石的含水量，以便及时调整混凝土拌合用水量，严禁随意增加用水量。

③对混凝土配合比的执行及外加剂计量准确性建立定期或不定期抽查制度。确保混凝土生产质量。

④混凝土搅拌时间：补偿收缩混凝土应搅拌均匀，预拌混凝土其搅拌时间可与普通混凝土的搅拌时间相同。

⑤原材料计量：补偿收缩混凝土的各种原材料应采用专用计量设备进行准确计量。计量设备应定期校验，使用前进行零点校核。

3、超长钢筋混凝土无缝施工方案

3.1、工程特点及施工难度

本工程看台结构属于超长钢筋混凝土结构，结构及工程条件复杂，施工技术要求较高。除必须满足强度、刚度、整体性和耐久性外，还存在超长结构裂缝控制及结构防水问题。如何控制混凝土硬化期间由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度应力和混凝土干缩应力的共同作用，导致钢筋混凝土结构的开裂，破坏结构防水封闭性及耐久性，将成为超长混凝土施工的关键。

为加快施工进度、缩短工期，提高结构的整体性，保证工程的防水质量。杜绝后浇带二次浇筑留下的质量隐患。根据《补偿收缩混凝土应用技术规程》（JGJ/T178-2009）将原设计构造底板、梁、板、墙伸缩后浇带，在满足规范要求的前提下改为连续式、间歇式、后浇式膨胀加强带，采用超长钢筋混凝土无缝施工技术进行梁板墙补偿收缩混凝土施工，达到节约工期及裂缝控制的目的。

3.2、超长补偿收缩混凝土浇筑施工方案

超长结构混凝土施工期间，梁板混凝土浇筑必须严格按照“一个坡度、循序推进”的浇筑方法，板面混凝土初凝、终凝前由抹灰工用电动混凝土表面抹光机先将板面搓平压实两遍，再用铁抹子将板面混凝土压实，采用毛刷表面细拉毛，以消除板面裂缝（板面混凝土抹压次数不得小于3次）。早期养护采用覆盖塑料薄膜洒水养护减少混凝土内水散失。外围剪力墙柱砼应分层浇筑，每层浇筑高度不大于50cm。施工过程中必须严格控制混凝土的浇筑强度，确保下层混凝土初凝前，完成上层混凝土的覆盖工作。同时，优化混凝土配合比设计，强化预拌混凝土原材料控制，在确保混凝土强度的前提下，适当增加混凝土掺合料以降低水化热，添加混凝土膨胀剂、合成纤维等，增加混凝土抗裂能力，杜绝混凝土表面裂缝的产生。

3.3、补偿收缩混凝土无缝施工技术措施

（1）、计划浇筑区段内连续浇筑混凝土，不得中断；混凝土浇筑顺序先浇筑内部独立柱，再浇筑外围剪力墙，随后进行梁板混凝土浇筑，防水混凝土浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。每层斜层混凝土浇筑，随层用振捣棒进行振捣，要求每次振捣时，振捣棒应插入下层混凝土中不小于50mm，以利于上下两层混凝土接触面密实。为增加密实性在砼浇筑后20-30分钟后进行复振。同时，严格控制混凝土的浇筑速度，分层浇捣，逐步推进。

（2）、补偿收缩自防水混凝土振捣必须密实，不能漏振、欠振、也不可过振。混凝土应采用高频机械振捣密实，振捣时间一般10s为宜，应使混凝土表面浮浆，无气泡，不再下沉为止。使用插入式振动器应做到快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为300-400mm），与模板的距离不应大于其作用半径的0.5倍，并不应碰撞模板、钢筋和预埋件。

（3）、墙柱砼浇筑前底部应先填以5～10cm厚的与砼同配合比的砂浆，砼应分层振捣，使用插入式振捣器时每层厚度不大于50cm，振动棒不得触动钢筋和预埋件。除上面振捣外，下面要有人随时敲打模板。浇筑竖向结构砼时，布料设备的出口离模板内侧面不小于50mm，并且不能向模板内侧面直冲布料，也不得直冲钢筋骨架。

（4）、楼板混凝土浇筑完毕，用铁耙将灰面耙平，由抹灰工用2m长铝合金刮尺对灰面进行准确找平。要求找平后灰面平整度不超过5mm。在混凝土终凝前由抹灰工用电动混凝土表面抹光机搓平压实两遍，再用铁抹子将板面砼压实，采用毛刷表面细拉毛，以防止混凝土表面出现裂缝（主要是沉降裂缝、塑性收缩裂缝和表面失水干缩裂缝）（抹压次数不得小于3次）。

（5）、混凝土面标高控制

在每个墙柱插筋上用红油漆标出底板面+100cm线用于控制混凝土面标高，中间部位采用拉线加钢尺量的办法控制混凝土面标高。混凝土浇筑完毕后用铝合金杆刮平，混凝土收水后用电动抹光机进行收面压光，以闭合收水裂缝，然后人工细部压光，用毛刷细拉毛，表面覆盖塑料薄膜洒水养护，塑料薄膜和要有一定的搭接长度。

（6）、混凝土养护

板面混凝土应在终凝前采用抹面机械或人工多次抹压后，应及时用塑料布洒水覆盖养护。柱、墙等竖向构件采用保水养护的方法，用塑料薄膜包裹柱子（或墙体）浇水养护，为防止水分从柱子顶部散失，柱子顶部也应用塑料布包裹严密，使混凝土的周围环境相对湿度不低于80%，并定时从柱顶浇水，养护时间不少于14天，并应始终保持混凝土表面处于湿润状态。

3.4、膨胀加强带施工

（1）、梁板膨胀加强带：梁板膨胀加强带为防止两侧混凝土流入膨胀加强带内，在梁板膨胀加强带位置采用焊制钢筋搁栅，采用一层钢板网和两层细纱网，并用18#铅丝固定在钢筋搁栅上，保证模板具有足够的刚度和强度。

（2）、地下室外墙设后浇带：外墙膨胀加强带两侧采用焊制钢筋搁栅，采用一层钢板网和两层细纱网，并用18#铅丝固定在剪力墙钢筋上，为保证钢筋格栅满足强度要求，在其内侧采用钢筋焊接斜撑加固。

（3）、膨胀加强带混凝土浇筑：根据《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178规定，膨胀加强带的混凝土强度等级比两侧混凝土提高一个等级，采用C45膨胀混凝土，膨胀加强带混凝土限值膨胀率不小于2.5x10-4。膨胀加强带内混凝土浇筑顺序根据连续式、间歇式、后浇式区别对待。梁板后浇式膨胀加强带可以在浇筑完两侧膨胀混凝土的任何时间浇筑，墙体要求采用后浇式膨胀加强带，7天后浇筑。

（4）、膨胀加强带设置首先选择在收缩最大的部位，通常设置在设计后浇带位置；对于各区域混凝土界面隔离必须清晰，膨胀加强带与两侧混凝土的膨胀率不同，膨胀剂掺加量不同、功能也不同，膨胀加强带两侧必须采用钢丝网隔离，不互相掺合，目的是为了使之发挥不同的功能。使加强带对两侧混凝土起到“木楔块”作用。

4、混凝土控制裂缝的措施

混凝土选用较小水灰比，掺加膨胀剂，以使混凝土早期就抗裂强度，满足抗拉强度大于温度应力，从而不产生裂缝。选用较大粒径的粗骨料，增强混凝土抗裂能力。尽可能选在较低温度的天气浇筑混凝土，以减缓混凝土的水化高峰出现。采用斜面分层浇筑法，利于混凝土振捣密实，且分层散失部分混凝土热量。及时合理进行养护。水平构件早期利用薄膜及棉毯覆盖，减少混凝土水分散失；竖向构件采用塑料薄膜包裹保水养护的方法进行养护，为防止水分从柱子顶部散失，柱子顶部也应用塑料布包裹严密，使混凝土的周围环境相对湿度不低于80%，并定时从柱顶浇水，养护时间不少于14天。

5、主要质量管理措施

严格执行砼浇捣令制度，现场技术负责人必须严格对混凝土配合比设计进行复核，并及时报送建设及监理单位进行审核。项目部应提前组织对商品混凝土供应方对原材料储备、原材料现场实际质量情况进行考察，保证混凝土不间断连续供应。施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相符。同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。混凝土振捣必须密实，不漏振、欠振、不过振。严格控制振捣时间及插入深度，并采用两次振捣工艺，提高混凝土的密实度。为保证混凝土工程的质量，项目部将建立一个由供应、进场到浇筑、养护的由上而下的质量保证体系，保证混凝土工程各环节均有人负责把关，各工序质量环环相扣，环环有专人负责，确保混凝土工程质量。、在已浇筑的混凝土强度达到临界强度（1.2MPa）以后，才准上人。超长构件、防水构件不得过早松模、浇水。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。