超长混凝土结构膨胀加强带施工技术
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第 2 8卷 2 0 1 0年第 1 2期 技术园地 t 刘行林 毛洪泉杨志康(中国新兴保信建设总公司四公司,北京 1 0 0 0 9 6)【摘要】针对望京风情商业街工程 施工 的特点,依据超长混凝土结构膨胀加 强带设计原理,采用混凝土膨胀加强带代替后 浇带的做法,有效地控制了较长结构混凝土裂缝,加快了施工进度,取得了很好的社会效益和经济效益。【关键词】超长 混凝 土结构;膨胀加 强带;后浇 带【中图分类 号】T U7 5 5 【文献标识 码】B 【文章编号】1 6 7 l 3 7 0 2(2 0 1 0)1 2-0 0 4 9-0 4 Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y o f t h e S t r e ng t h e n i n g Be l t f o r Ex p a n d i ng o f Ov e r Lo n g Co n c r e t e S t ru c t u r e L I U,l i n MA0 Ho n g-q u a n YANG Z hi k a n g (t h e 4 c o m p a n y,C h i n a X i n x i n g B a o x i n c o n s t r u c t i o n c o r p o r a t i o n,B e r i n g 1 0 0 0 9 C h i n a)Ab s t r a c t:B a s e d o n t h e C o n s t r u c t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f Wa n g j i n g F e n g q i n g c o m me r c i a l s t r e e t p mj e c t a n d d e s i g n p r i n c i p l e o f s t r e n g t he n i n g be l t f o r e x pa n d i n g o f o v e r l o n g c o nc r e t e s t r uc t u r e,t h e l a t e r-c a s t b e l t wa s r e pl a c e d b y s t r e n g t he n i n g b e l t f o r e x pa n di ng c o n c r e t e Th e c r a c k o n o v e r l o ng c o nc r e t e s t r u c t u r e wa s c o n t r o l l e d e f f e c t i v e l y,t he c o n s t r u c t i o n s c he du l e wa s s pe e d up,t h e s o c i a l a nd t he e c o n o mi c e f f e e t wa s o bt a i ne d Ke y wo r d s:o v e r l o n g c o n c r e t e s t ru c t u r e;e x p a n d i n g s t r e n g t h e n i n g b e l t;l a t e r c a s t b e l t 望京风情商业街(南区)工程,位 于北京市 朝阳区 望 京地 区的西北部,南 临柳 荫河,东邻 广顺北 大街,北 临利泽西街,总建筑 面积约 4 2 0 0 0 m 2,地 下 2层,地上 4 层。本工程为框架剪力墙结构,南北长 2 2 3 8 m,东西宽 为 4 9 8 m,高 1 8 7 m。结构安全等级为一级,防水等级为 一级。地 下室底板混凝 土强度等级为 C 3 0 P 8,底板厚 为 4 5 0 mm:外墙 混凝土强度等级为 C4 0 P 8。1 工程设计 1)原后浇带设计 根据 混凝土结构设计规范 G B 5 0 0 1 0-2 0 0 2,该 作者简介:刘行林,男,T程师,主要从事建筑技术管理工作。项工程共设计 了 5 横 1 纵 共 6 条后浇带,把结构平面 划分为 1 2 块(见图 1)。后 浇带混凝土浇筑 时间为两侧 混凝 土浇筑完成后 2个月。2)后浇带变更原 因 后浇带的保护、清理 与凿毛给后期施工无形中 增添 了一定 的工程量:地下工程设计 防水 等级 为一级,采用后 浇带施 工,增加 了渗漏隐患;结构工 期为 1 8 0 d,施工工 期紧,而设计 要求后 浇带的浇筑 时间需待两侧结 构混凝 土浇筑后 2个月,影 响总工期。3)部分后浇带变更为膨胀加强带 4 9 技术园地 j 丁 北 一 q l 嗵 辽 辽 吨 遁 。q 99 9 、厂 l _ l l 圆 l J l J ll ll醴 8 j f Il l ff l I l l l ,、。,、Y,。l I r I I ,X、,I I l l I j l 1 l I l j ll Ii l I l l I l I f 口 I I 图 1 原设计 的 5横 1纵后浇带平面示意图(_)I)一 一 d 4、蓬 唾 蓬 一 一一 卜)c I I E 互 l l l f lf l j I l l lj:_ j I lI i;z i 一 l i Il 0 j l I l l _ l l l _ l 1 g L 2 膨胀加强带 图 2 变更后 的膨胀加强带与后浇带设置平面示意图 鉴于 以上原 因,依据超 长无 缝结 构技术,膨 胀加 强带和后 浇膨 胀加强带 的间距 可控制在 5 0 6 0 m,经 与 设计 单位、监理 单位沟通 协商,他们 同意将 1条纵 向后 浇带和 5条横 向后 浇带 中 的 2条(间隔)变更 为 膨胀 加强 带(见 图 2),与 结构 地板、墙 体和 楼板 混凝 土同时浇筑。2 超长混凝土结构膨胀加强带的设计施工新技术 2 1 基 本 原 理 膨胀混凝 土的原理是,混凝土在膨胀时其中的钢 筋(或相邻边界)对 它的膨胀产生 限制作用,同时在混 凝土 中产生相应 的压应力。这种压应力能够抵 消导致 混凝土开裂的全部或部分拉应力,从而避免或大大减 轻混凝土结构 的裂缝。H E A膨胀剂,是 以高铝熟料为主要原料生产 的具 有良好膨胀源 的混凝土膨胀剂。其特点是膨胀能量大,干缩小,掺入到混凝 土中能补偿 混凝土 的收缩,从而达 到抗渗防裂 的 目的。所谓超长混凝土结构,是指 混凝土 长度超过现行 混凝土结构设计规范 G B 5 0 0 1 0-2 0 0 2 规定的伸缩缝最大间距的混凝土结构。在混凝土中掺 XH E A膨胀 剂,以膨 胀加强 带取 代后浇 带,可 实现超 长混凝土结构 的连续 浇筑。其原理 是:H E A膨胀剂在 混凝土硬化过程 中产生膨胀作用,由于钢筋和临位约 一5 0 束,在结构中建立起 0 2 0 7 MP a的少量预压应力(通 过调整混凝 土中 H E A膨胀剂掺量,可使不同区段获得 不同的预压应力),以此来补偿混凝土在硬化过程 中因 温差和干缩产生的拉应力,从而防止裂缝 出现,起到抗 渗、防水的作用。使用这种方法可连续浇筑 1 0 0 2 0 0 m 的超长结构。根据抗裂原理,只要控制混凝土 的收缩与 膨胀保持在一个相 对的范 围内,就能做到结构无缝 或 裂缝控制在规范允许范围 内,满足工程 的使用功能。在应 力集 中的膨 胀加强 带两侧设临时隔挡措施,防止 混凝土流入加 强带,底板加 强带间适 当增加水 平 构造钢筋 1 0 1 5。施工时,加强带外用掺 8 1 0 H E A 的小膨胀混凝 土;浇筑 到加强 带时,用掺 1 2 1 3 H E A 的大膨胀 混凝 土,其强度等 级比两侧混凝土 高一级,即 5 MP a;到另 一侧 时,又 改 为浇 筑掺 8 1 0 H E A的小膨胀混凝土。如此循环下去,连续浇筑 H E A混凝土,实现无缝 施工。通过 H E A的不 同掺量,可使 混凝 土结构在 长度 方 向获得相 应大 小 的补偿 收 缩 的膨胀应 力。2 2 超长混凝土结构膨胀加强带的施工 1)原材 料的选择 工程 开始施 工前 同预拌 混凝 土搅拌 站进行 协商 沟通,要 求选 用性能较 稳定 的 P 0 4 2 5普通硅酸 盐水 璧 量 呈 镬鼹 量 6 0 o f 易 收 口 网 1 13呦 l i l I I l-一 一 ;、7 【、。一 i 卜 :一 ,j 3 。0 0 o L目 加 l0 l2 j 3 0 0 l卯i 扪 2 国 l2 0 图 3 底板无缝膨胀加强带混凝土连续浇筑示意图 删LJ 一 与 篷 一 旺A=l 0 协扁 婀 口 网 2 rn 图 4 底板无缝膨胀加强带混凝土间歇浇筑示意图 泥,以降低 水化 热。粗 骨料选 用 碎 石,级配 为 5 3 1 5 m m 连续级配,且含泥量、泥块含量、针片状含量、压碎 指标 等,符合 建筑 用粗 骨料 I I 类质 量要 求;细骨 料选用 洁净的 中砂,连续 级配,细度 模数 为 2 3 2 5,含泥量 1 :外 加剂 I 选 用高效 泵送剂;外加剂 I I 选 用 H E A高效 能膨 胀剂;掺 和料选用 I I 级原 状粉煤灰,其各项指标均符合 用于水泥和 混凝土中的粉煤灰 G B 1 5 9 6 1 9 9 1中的 I I 级粉煤灰 技术指 标标准,以降 低水 化热,并 且使其均匀缓慢释放,减 少早期收缩,增 加混凝土后期强度。2)地下室底板 加强带施工 由于底板所 需混凝土 量较大,考虑 到北京交通 现 况和搅拌站供应 能力不十 分充足,底板加 强带两侧 隔 挡 措施采用快易收 口网,以保证 混凝土接槎部位 的质 量和减少混凝土的剔凿、清扫工作量。若混凝土供应 或 施工 力量 达 到连续 作业 要求,采用 图 3的施 工方 法:若 混凝 土供 应或 施工 力量达 不到 连续作 业 的要 求,则采 用图 4的“间歇式 无缝施工 法”,加 强带 一侧 为 台阶式。膨胀加 强 带 的混凝土 浇筑 振捣没 有特 殊 要 求。大、小膨胀 混凝土的配合比,如表 1、表 2所示。3)地下室外墙及剪力墙膨胀加强带施工 对于地下室外墙加强带,由于墙体薄、面积大,养 护 困难,受风速和 大气 温度影 响大,容 易 出现 收缩 裂 缝,采用分段浇筑墙体。先用掺 8 1 0 H E A 的小膨 胀混凝土,养护 1 4 d 后,再用掺 1 2 1 3 H E A 的大膨 胀混凝土 浇筑加强带。此 方法与传统后浇带相 同,要用 快 易收 口网和遇水 膨胀止 水带(见图 5),可 比传 统后 表 1 小膨胀混凝土的配合 比(k g m。)试配强度 砂率()水 水泥 砂 石 t,)J Il 剂 I l-JJ n 剂 掺 和料 1 7 5 3f)5 7 0 7 1 1 2l 6 6 2 7 5 9 C3 O P 8 4 0 O 5 7 1 O 2-3 3 7 0 0 2 O0 9 0 1 9 表 2 大膨胀 混凝土的配合 比(k g m。)试配强度 砂率()水 水泥 砂 石 外加剂 I 夕 力 口 剂 掺和料 1 75 3 3 5 65 4 11 2 4 75 4 0 6 5 C3 5 P8 3 9 052 1 0 2O 3 4 0O 2 0 1 2 O 1 9 5l。技术园地 _ 图 5 加膨胀止水条的加强带浇筑示意图 混凝土浇筑(8 l 曲 塑 L,竹 股恹嗡 惯 r人膨 胀 鬣工 ”。=二 j 1 r I 3 0 0 2 0 0 0 3【x】图 6 增加双向配筋 的膨胀加强带浇筑示意图 浇带缩短工期 3 0 d 左右。后浇大膨胀 混凝土(掺 1 2 1 3 HE A)前,应将 后浇带两 侧的接槎部位(钢 丝网或 快易收 口网)表面清理干净,钢丝网最好剔 除。若临时 隔挡措施采用竹胶 板,则应将接槎部位凿毛,剔凿至漏 出混凝土石子,清除干净后用水湿润。外墙 防水加做一 道防水增强层。4)楼板膨胀加 强带施工 对于超长 结构楼板,采 用泵 送混凝 土 的收缩值 比现浇 混凝 土 的大 2 0 3 0。为减 少有 害裂缝,除 采用大膨 胀混凝 土浇筑 外,应在膨 胀加 强 带处增加 细而密 的双 向配筋(见 图 6)。楼板较 薄,混凝 土供应 容易得 到保证,所 以楼 板 混凝 土加 强带 隔挡措 施采 用竹胶板。施工 前将按 钢筋 间距 大小裁 好 的竹 胶板 插入楼板 钢筋 中,并用 同一垂 直线 上 的水平钢 筋作 背楞。当膨胀加 强带 内外 的混凝土均 浇筑 完毕后,把 竹胶 板拔 出,将插板 处 重新振捣 一遍,以保 证混凝 土 紧密结合。超长无缝结构混凝 土浇筑时,应 与预拌 混凝土搅 拌 站加强联 系,保证加 强膨 胀带混凝土能根据 现场 的 浇筑进度得到及时拌制和供应,并严格按配合比和施 工组织设计进 行施工。对于 与两侧小膨胀混凝 土同时 浇筑 的膨胀 加强带的混凝土,浇筑 工具可根据 现场 实 际情况选用。若膨胀带的混凝土浇筑量较大,且现场 情况 允许,可采用专用 混凝 土泵车来浇筑该部 分混凝 土;若 浇筑量 不大,一般采 用塔 吊、灰斗就能 满足该部 分混凝 土浇筑 需要。一般 不采用加强膨胀带 混凝 土与 一5 2一 其他 混凝土 同车 浇筑,除非有 特殊措 施,能保证 一般 混凝 土不进入加强膨 胀带 内。混凝 土浇筑 完毕,进行 混凝 土表面 处理,及时 浇水养 护:大体积 混凝 土还应 覆盖 一层 塑料薄膜及保 温被进行保温保 湿养护,并加 强温度监控。3 结 语 现代建筑 或构筑 物越 来越 多地采 用超 长或 双 向 超长 结构,如按 传统 施工 技术 每个工 程须 留置 少则 几条 多则几十条 的后浇带。后浇带一般 需经 4 0 6 0 d 才 能浇筑,拖 延工 期,给 施 工 带来麻 烦,且 结 构整体(防水)性不 好。超 长混凝 土结构 无缝 设计施 工技 术 的应 用,突破 了传 统 的设 计 施工 规范,用“膨胀 加 强 带”替代原来 的后浇 带,减 少 了施 工对 后浇 带处理 这 一繁 琐的环 节,大大 地缩短 了施工 周期,加快 了施工 进度,取得 了 良好 的技 术经济效 益和社会效 益。该工 程 施工完成 后,随即检 查 混凝土 加强膨 胀带 未 出现 裂 缝;竣工 3年 后再 次 检 查,仍然 未 发 生裂缝,效果 非常好。参考文献 1 GB 5 0 0 1 0-2 0 0 2,混凝土结构设计 规范 s 2 GB 1 5 9 6-2 0 0 5,用于水泥和混凝土中的粉煤灰 s 3 唐成鹏超长混凝土楼板非荷载作用裂缝综合防治【J 建筑技术 2 0 0 6,3 7(6)【4 张长涛 超长混凝土结构无缝施工技术 的应用 建 筑技术,2 0 0 7,3 8(2)
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