膨胀加强带在超长超宽建筑工程中的运用技术

0 引言

现代建筑设计单体楼层平面超长超宽，满足多种功能需要，建筑体量大。以往设计设置后浇带，不仅整体性差，主体结构工期长而且会给施工带来很多不便。后浇带混凝土一般设计要求在两侧混凝土浇完42d后才能浇筑[1]，相隔时间太长，新旧混凝土之间的粘结强度难以保证，易产生裂缝。为实现工程进度需要、保证结构混凝土连续浇筑施工，新的设计采用连续浇筑式膨胀加强带。依据《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T 178-2009混凝土掺入膨胀剂产生适度膨胀，抵消混凝土在硬化过程中产生的干缩拉应力、温差应力，防止结构产生有害裂缝。利用加强带内配置细密筋及补偿收缩混凝土中掺入“ZY”膨胀剂，其产生的后期膨胀足以抵消混凝土的收缩减少结构裂缝的产生，从而保证结构施工安全。本文以汽博中心改扩建项目名车广场扩建工程为例，重点对膨胀加强带在设置部位、施工技术操作上作相应阐述。

1 连续浇筑式膨胀加强带代替后浇带的设计要求

1.1 钢筋混凝土的极限拉伸值计算[2]

混凝土和钢筋混凝土的极限拉伸值是指这种材料的最终相对拉伸变形。普通混凝土的极限拉伸值为1.0×10-4，一般钢筋混凝土在0.7×10-4～1.6×10-4。混凝土的极限拉伸与配筋有关，工程实践证明，适当、合理地配置细密筋及掺入“ZY”膨胀剂（例如配筋细而密或掺入膨胀剂配制补偿收缩混凝土），可以提高混凝土的极限拉伸和抗裂性。钢筋混凝土不考虑徐变影响的极限拉伸值，可以按以下经验公式计算：

其中，εpa为钢筋混凝土的极限拉伸值；ft为混凝土的抗拉设计强度（C40，取值2.39N/mm2）；ρ为截面配筋率ρx100，（ρ=0.42%x100，则ρ=0.42）；d为钢筋直径（d=0.8cm）；将数据代入公式计算得：εpa=1.82x10-4＞1.6x10-4。

由上面计算结果可以看出，连续浇筑膨胀加强带混凝土适当配置细而密的加强钢筋后，其混凝土抗拉能力得到适当提高，能抵抗对超长超宽结构体系混凝土变形开裂的影响，能够保证梁板结构安全。

1.2 连续浇筑式膨胀加强带的设置部位及要求

1）连续浇筑式膨胀加强带的设置按建筑平面水平及竖向20～25m设置膨胀加强带，尽量避开柱或平行梁内，膨胀加强带宽度为2.0m。

2）补偿收缩混凝土中水泥水化发生体积收缩，混凝土中的水分蒸发产生干燥收缩，水泥水化产生大量水化热和结构内外温差变化引起收缩，这些收缩都会导致混凝土的裂缝，并且危害结构的使用安全。膨胀剂的主要功能是补偿混凝土硬化过程中的早期干缩裂缝和中期水化热引起的温差收缩裂缝，减少收缩开裂。结合该工程结构设计要求，梁板膨胀加强带两侧采用小膨胀混凝土，其指标性能混凝土在补偿水中养护14d的限制膨胀率见表1。

表1 指标性能混凝土在补偿水中养护14d的限制膨胀率

3）补偿收缩混凝土配合比应达到设计要求的限制膨胀率，同时满足设计的强度等级和抗渗指标，应事先经预拌混凝土供应厂商按设计要求进行配合比试验，优化混凝土配合比设计。同时现场必须精心施工和强调后期养护，加强现场监督与管理。

图1 连续式膨胀加强带构造详图

2 连续浇筑式膨胀加强带的施工方法

2.1 连续浇筑式膨胀加强带设计构造

在膨胀加强带两侧设置双层0.6厚网孔径5mm×5mm的钢丝网作为分隔带，并采用Ф20短钢筋@100焊于板顶和板底水平钢筋上予以固定，钢丝网须与上下水平钢筋、竖向加固筋绑扎牢固，不得松动，以免浇筑混凝土时被冲开，引起两种混凝土混合，影响膨胀加强带的效果。细部详图做法见图1。

2.2 连续浇筑式膨胀加强带施工方法

1）施工工艺流程

2）施工方法

①连续浇筑式膨胀加强带定位

根据设计施工图纸确定膨胀加强带的位置，预先在模板上弹线做出标记,宽度按设计要求为2m。

②绑扎膨胀加强带钢筋

先按设计要求绑扎成型梁、板钢筋，再按膨胀加强带构造详图绑扎梁、板的附加钢筋。

③连续浇筑式膨胀加强带两侧分隔带施工

先在膨胀加强带的两侧立竖向短钢筋Φ20＠100，钢筋长度为楼板设计厚度扣除上下保护层。并与板上下层筋绑扎焊接牢固，然后在竖向短钢筋上挂铁丝网，规格0.6厚网孔径5×5mm的钢丝网两层。梁截面内仍用Φ20钢筋沿梁配筋空余处利用箍筋与水平筋焊接牢固（必要时可用木条从钢筋缝中插入至梁底待临侧混凝土浇筑时拆除）。目的是浇筑混凝土时增强接缝处的侧压力，保证混凝土在接缝处振捣密实。

④浇筑框架柱混凝土

混凝土开始浇筑时，按照事先拟定的施工方案分段浇筑框架柱（C50高标号）混凝土至顶面。

⑤先浇梁板大面混凝土（小膨胀混凝土）

按浇筑梁板大面积的小膨胀混凝土施工顺序，连续浇筑至膨胀加强带一侧。该工程梁板混凝土强度C40。

⑥连续浇筑加强带混凝土（大膨胀混凝土）

沿加强带设置宽度浇筑加强带梁板大膨胀混凝土，使用提高一级混凝土标号[3]（该工程连续浇筑式膨胀加强带混凝土强度等级为C45），直至该加强带浇筑完毕。注意混凝土施工接缝处理不能超过混凝土初凝时间，一般商品混凝土接缝须在2～3h内完成。

⑦机械抹压收面，覆膜养护

专用混凝土抹压机械进行收面（图2），必须保证混凝土刚初凝硬化时，对加强带两侧混凝土抹压接缝密实。梁板混凝土收面完成及时用一层塑料薄膜覆盖保温、保湿养护（图3），保持塑料薄膜下始终有凝结水，普通膨胀混凝土养护时间不少于7d，膨胀加强带混凝土养护时间至少14d。设置连续式膨胀加强带后梁板实体效果见图4。

图2 专用机械收面

图3 混凝土覆膜养护

图4 设置连续式膨胀加强带后梁板实体效果

3 结语

通过设置连续浇筑式膨胀加强带替代传统结构设置的后浇带，不仅施工操作简便，更会节省劳动力，缩短工期。经过该工程实体框架结构成型后长时间的观测，未发现梁板开裂或局部出现楼板少许裂缝，实测裂缝宽度均在0.2mm以内，后期只需将裂缝用环氧树脂进行修补即可。实践表明，对建筑平面超长超宽结构设置连续浇筑式膨胀加强带施工技术会收到非常好的效果。