超长混凝土结构无缝施工技术

中建二局第四建筑工程有限公司 天津 300457

1 工程概况

哈尔滨万达文化旅游城配建住宅3#、5#地块项目工程属于特大综合型旅游文化商业住宅建筑群，总建筑面积75.1 万m2，地下15.6 万m2，地上59.5 万m2。共包含有高层住宅7 栋（地下1 层地上33 层，高度100 m）、超高层住宅4 栋（地下1 层地上49 层，高度150 m）及配套商业服务（2 层，高度9 m）。

地下室为不规则长方形，最长边463.38 m，最短边248.16 m，基础形式为筏板+桩基础、柱下独立基础、墙下条形基础和防水板。基础整体采用C30抗渗混凝土，抗渗等级P6。

2 方案的选择[1-4]

本工程地下室为超长混凝土结构，影响其开裂的因素比较复杂，主要是混凝土收缩、温度应力、混凝土养护等。混凝土产生的裂缝不但影响混凝土结构的耐久性、使用性，而且如果大面积修补封堵必然造成项目管理成本大幅增加，因此必须采取各种技术措施控制混凝土开裂。

如果按规范要求只设置后浇带，经计算每间距32 m必须设置一道，导致地下室结构后浇带数量众多，施工复杂，不但造成后期封堵施工作业量大，也难以保证施工质量。

同时后浇带需在结构达60 d后才封堵，势必影响地下室顶板上的穿插作业，将严重影响工程的整体进度。

2.1 超长无缝施工技术优势

超长混凝土结构无缝施工技术与设置后浇带的传统施工做法相比，其具有以下技术优势：

（a）可以实现连续施工，大大节约工期。

（b）避免了后浇带的施工冷缝，确保建筑结构质量的整体性。

（c）可以实现连续施工，不需要延长基坑降水措施，节约施工成本。

（d）实现钢筋混凝土结构连续施工，简化施工工序节约成本。

2.2 后浇带、膨胀加强带的平面布置

通过计算本工程沉降后浇带、后浇式膨胀加强带和连续式膨胀加强带具体布置如图1所示。

图1 后浇带、膨胀加强带的布置

（a）主楼周边及地下室顶板（底板）设置宽1 m沉降后浇带，地下室顶板后浇带最大设置间距100 m，最小间距40 m，满足计算要求。

（b）地下室顶板设计宽2 m连续式膨胀加强带和后浇式膨胀加强带，平均每30 m设置1 条后浇带或膨胀加强带，将地下室顶板分割成900 m2左右的抗裂单元，以确保抗裂效果。

3 超长混凝土结构无缝施工措施[5-8]

3.1 混凝土配合比设计

混凝土配合比设计时，采用低水化热水泥，在保证混凝土强度情况下降低混凝土的单位用水量。采用连续级配的骨料配制混凝土，在保证可泵性的前提下，采用粒径大、线膨胀系数小、岩石弹模较低的骨料，减少用单位混凝土用水量和水泥用量，有利于减少混凝土的收缩、泌水，降低水化热。

本工程选用5～31.5 mm连续级配碎石。严格控制骨料含泥量，粗骨料的含泥量应尽量控制在1％以内，细骨料的含泥量应尽量控制在2％。

混凝土掺加粉煤灰、矿粉矿物掺合料、高效缓凝型减水剂、膨胀抗裂剂等材料，减少水泥用量，改善混凝土的工作性能，减少延缓混凝土水化热，有效控制水化热产生的温度应力。

为控制该工程混凝土的温度应力产生的收缩、提高混凝土耐久性能，地下室工程混凝土（底板、顶板、侧墙）中均掺加HEA高效抗裂防水剂。地下室混凝土普通部位HEA的掺量为8％，加强带、后浇带部位混凝土中HEA的掺量为12％。

3.2 膨胀加强带

3.2.1 膨胀加强带设置

经与设计沟通，并结合上述理论依据和工程实际施工需要，沿地下室平面结构（板、外剪力墙）每30～40 m设置1 道膨胀加强带，其中以连续浇式膨胀加强带为主，后浇式膨胀加强带局部设置（图2）。

图2 膨胀加强带设置

膨胀加强带设计宽度为2 000 mm，在底板和墙体处垂直加强带方向设加强钢筋，钢筋为该方向受力钢筋与分布钢筋的1 倍，与原钢筋间隔布置。膨胀加强带的两侧采用5 mm密目钢丝网，为防止混凝土压坏钢丝网，并用立筋Φ8 mm@150 mm及水平筋Φ16 mm@200 mm骨架加固，防止混凝土流入加强带。

膨胀加强带是一种“抗”的措施，所以在连续施工的混凝土构件中，为提高其抵御收缩应力的能力，膨胀加强带内底板（墙）中增设Φ10 mm@150 mm水平温度钢筋（垂直于加强带长度方向），并均匀布置在上下层钢筋上，两端各伸出膨胀带约1 000 mm，并固定在上下层（或内外层）钢筋上。

根据《补偿收缩混凝土应用技术规程》(JGJ/T178—2009)规定和设计图纸要求的限制膨胀率，经实验室试配确定HEA高效抗裂膨胀剂在地下室的膨胀加强带两侧的掺量为8％，膨胀加强带内为12％。

3.2.2 膨胀加强带浇筑方式

如图3所示，在连续式膨胀加强带范围内（也即后浇式膨胀加强带两侧的区域）可以实现整体连续浇筑混凝土，而留置的后浇式膨胀加强带在两侧混凝土浇筑完15 d后浇筑。

图3 连续式、后浇式膨胀加强带浇筑

3.3 后浇带

住宅主体周边设置沉降后浇带，在地下室顶部设置伸缩后浇带，后浇带宽度1 000 mm。底板后浇位置设置加强筋，其配筋为板受力钢筋截面面积的1/2，沿板厚B中部设置300 mm×3 mm止水钢板，并在板底部留缝位置设置外贴式止水带（图4）。

外墙后浇带做法与底板基本相同，唯一的区别是不设外贴止水带，如图5所示。顶板后浇带在板厚中部设置膨胀止水条，具体如图6所示。后浇带应采用内掺微膨胀剂补偿收缩混凝土浇筑，混凝土强度等级比两侧先浇部分高一级。

沉降后浇带在主体结构顶板浇注14 d后，提供沉降观测数据，经设计同意后浇注混凝土，地下室顶板温度伸缩后浇带，在两侧混凝土龄期达到60 d，并经设计同意后浇注，养护时间不少于28 d。

图4 底板后浇带构造

图5 外墙后浇带构造

图6 顶板后浇带构造

3.4 施工过程控制

（a）严格控制混凝土坍落度，坍落度不能满足泵送及配比要求时不得卸车，现场施工严禁向混凝土罐车及泵槽内加水。

（b）混凝土振捣必须密实，不能漏振、欠振，也不可过振。振捣做到快插慢拔，振捣时间为20～30 s，以混凝土面不再出现气泡、不再显著下沉、表面泛浆为准。

（c）膨胀加强带按规定顺序浇筑，浇筑前，应将先期浇筑的混凝土表面清洁干净，并充分润湿。振捣时应加强新旧混凝土结合处的振捣。

（d）底板和顶板混凝土浇筑完毕后，在混凝土终凝前用木抹刀、铁抹刀搓压混凝土表面，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），抹压共3 遍，混凝土原浆收面后立即进行养护作业。

（e）严格控制混凝土出机温度和入模温度，减少混凝土内外温差，避免温度变化过快；避免高温下混凝土施工，尽量选择夜间进行混凝土施工。

（f）地下室板结构采取覆盖不透水、气的薄膜布（如塑料薄膜布）方式进行养护。在混凝土浇筑完成时，收面后用薄膜布进行覆盖混凝土表面（图7），同时适当地浇水，这样能保证混凝土在不失水的情况下得到充分的养护，确保质量。

图7 混凝土养护

4 施工效果

通过采用加大后浇带设置距离，增加连续式膨胀加强带和后浇式膨胀加强带，并添加外加剂等综合措施的混凝土超长结构裂缝控制技术，在保证地下室结构施工安全、工程质量和施工进度的前提下，减少了混凝土结构开裂的情况，避免了大型地下室大面积渗漏的隐患。

与大量设置后浇带的传统做法相比，节省了人工费、材料费和机械费，便于大型地下室在保证工程质量前提下，优化施工顺序布置，有利于工程工期的顺利实现，具有较好的社会效益和经济效益。