膨胀加强带在超大面积地铁车辆段上盖结构应用

邱正超，高清涛，薛志猛，张伟光，吕振葱

（中建二局第四建筑工程有限公司，天津 300457）

0 前言

城市地铁车辆段上盖结构是我国借鉴国外地铁成功经验，根据城市自身特点形成的地铁新型模式。因地铁车辆段面积大，上盖结构面积常会超过40万km2。为保证上盖结构施工质量，防止温度、沉降裂缝。常规设计上盖结构会被后浇带分成若干个施工区域，但由于后浇带施工周期长，一般工艺间歇在2个月左右，混凝土后浇带工艺虽然是一种较成熟的施工方式，但存在施工繁杂、工期长、易渗漏等缺点，稍有疏忽就会对工程质量造成隐患或安全事故。本文结合天津某地铁车辆段施工，就传统的后浇带施工工艺进行改进，利用膨胀加强带代替后浇带施工工艺进行分析。

1 简要概述

某地铁车辆段面积超过52万km²，上盖结构面积超过了30万km²，建筑高度约9m。该工程共分厂家修库、运用联合库、咽喉区三个分区，划分52个结构段，每个结构段浇筑约2000方混凝土。结构段由后浇带分段布置，后浇带宽2m，连续布置不得断开。

2 施工难点

①地铁车辆段施工工期相对紧张，然后伸缩后浇带需待结构混凝土浇筑满60d后方可进行浇筑，给地铁施工进度造成很大影响。

②地铁上盖结构后浇带施工周期约2个月，给现场的文明施工、安全及标准化管理带来很大难度。

③地铁上盖结构防水等级要求高，若采用后浇带施工，为后期结构渗漏水及行车安全造成隐患。

④地铁车辆段上盖结构层高9m左右，对于后浇带的保护、清理要求很高，后浇带工程需支撑架体、支设模板，平添很多额外工程量，若节点施工不当，易留下质量隐患。

3 施工创新点

①简化地铁车辆段上盖结构施工工序，大大缩短总工期。设计中要求传统的后浇带在钢筋混凝土中浇筑满60d后才可进行后浇带的浇筑，采用膨胀加强带替代后浇带的技术，可将后浇带的施工工期时间缩短至10d，节约50d的主体结构施工时间，大大提升了地铁工程的施工进度，降低了建筑材料直接、间接以及管理的成本。

②地铁沿线车辆段下盖顶板结构防水采用基层膨胀带加强带代替上盖顶板后浇带，保证了地铁车辆段主体结构上盖顶板的防水整体性，特别是对于地铁车辆段主体上盖结构具有一定的基层防水性能要求的防水混凝土，提高了其结构整体防水性能。

③有效解决后浇带在两个施工缝中经常会出现的裂缝开裂、泄露和漏水渗漏等施工质量事故。

④减少管理难度。膨胀加强带不需单独搭设架体及模板，减少现场文明施工、安全及标准化管理难度。

4 具体措施

4.1 膨胀加强带构造

膨胀加强带宽度为2m，在膨胀加强带两侧分别向上架设一个密孔式的钢丝网，网孔4mm，有效地防止膨胀加强带外的钢筋混凝土进入加强带。钢筋绑扎安装原来设计的后浇带钢筋进行绑扎，膨胀加强后浇带的混凝土的强度应较两侧结构混凝土提高一级，并且掺入12%的微膨胀剂。

先浇筑两侧混凝土，待两侧的混凝土结构浇筑成型后养护7d以上，再浇筑膨胀加强带。膨胀加强带构造做法如图1所示。

图1 膨胀加强带构造示意图

4.2 膨胀加强带工艺原理

根据混凝土硬化过程应力变化和强度分布，用相应数量的膨胀应力给予一个补偿，在应力变化较大的地方可以掺入一定数量膨胀剂，浇筑一个补偿应力收缩的混凝土带，从而将后浇带取消撤下，并可实现浇筑连续。

膨胀加强带上的两侧均应施掺10%UEA的应力补偿收缩混凝土(其受约束的膨胀率也应控制在4×10-4)。膨胀加强带主要用于选择内部掺12%UEA的膨胀混凝土，其膨胀强度等级要求比两侧钢筋混凝土要高一个强度等级。利用UEA的膨胀剂中的铝酸钙的膨胀收缩反应作用机理，UEA的膨胀效应可有效抵抗混凝土硬化过程收缩应力，通过此应力交互作用，可大大提高混凝土结构的抗裂能力和耐久性。

4.3 施工工艺流程及操作要点

4.3.1 施工工艺流程

如图2所示。

图2 施工工艺流程图

4.3.2 操作要点

①测量放线。上盖顶板模板在铺设工作完成后，要按照设计的位置来确定膨胀加强带的所在位置，并且根据相关测量资料应及时复核。

②膨胀加强带绑扎钢筋。按照图纸设计要求施工膨胀加强带的钢筋，要求绑扎膨胀加强带钢筋的配筋率同后浇带要求。

③挂钢丝网分隔。首先在膨胀加强带上的两侧固定一根竖向的钢筋A14@200mm，然后分别在两侧竖向钢筋上固定一道钢丝网，钢丝网最大孔径不超过4mm，目的就是有效防止钢筋混凝土工程中的粒料通过。

④浇大面混凝土(补偿收缩混凝土)。混凝土开始浇筑时，按照施工方案先进行两侧大面积的混凝土浇筑，采用掺10%UEA的补偿收缩混凝土进行浇筑(最大限度膨胀比应控制为4×10-4)。

⑤浇筑膨胀加强带。加强带的混凝土浇筑过程中应由一侧向另外一侧方向推进，当两侧混凝土浇筑至膨胀加强带时，改用高一级别的膨胀加强混凝土(其最高的极限膨胀率一般来说应严格控制在4×10-4～6×10-4)，直至膨胀加强带混凝土全部浇筑完毕。

⑥养护。对于那些掺有膨胀剂的混凝土来说，及时地对其进行养护可快速消除收缩裂缝。所以在面层混凝土刚达到初凝时，立即在其表部覆盖2层塑料薄膜，湿润养护，并连续维持湿水养护期不少于14d。采用此养护方式，即做到了维持混凝土表面湿润，又避免了浇水养护对表面的冲刷破坏。

4.4 注意事项

①混凝土搅拌站根据实验室试配结果确定混凝土配合比，并经过设计单位确认后方可投料拌和。开盘前应对计量装置进行校核，过程中指定专业技术人员进行监督，严格控制膨胀剂投入比例。

②混凝土的坍落度应能够满足浇筑施工的要求，混凝土浇筑的时间间隙一般不宜大于1.5h，运距较远或高温季节施工时，可以掺入适量缓凝减水剂。在冬季气温较低时，可掺入适量早强减水剂或防冻减水剂。

③混凝土浇筑过程自由下落高度应控制在2m以内，振捣过程宜均匀、密实、不漏震、欠震、过度震。

④混凝土终凝前，应经过多次收光，避免混凝土表面收缩裂缝。

⑤夏季温度30℃以上混凝土施工，要适当地控制调高改性混凝土入模膨胀搅拌剂的填料掺量，同时降低混凝土的入模温度，特别注意加强洒水养护。

5 应用效果

5.1 施工监测

通过对某地铁车辆段上盖结构膨胀加强带部位的连续60d监测。加强带与两侧结构未出现沉降裂缝及温度裂缝，并未出现渗漏水现象。说明采用膨胀加强带替换后浇带的施工工艺达到了预期效果。

5.2 经济社会效益

经过计算，采用膨胀加强带来取代后浇带进行施工的一种方法，不但大大减轻了传统后浇带后期的清理、保护等工作，也极大地提高了对周转材料的利用率。可减少周转材料盘扣支架搭设租赁费约50万元，模板、方木费用约8万元，未考虑管理费及文明施工费等间接费用。项目工期比原计划提前50d，施工过程获得了全体业主和监理单位的赞赏及良好反响。

通过对天津某地铁车辆段膨胀加强带代替后浇带的理论分析及现场监测试验，对结构进行了安全性评价，并对工程施工过程中混凝土施工质量及采取的技术措施进行了探讨。解决了后浇带施工中安全、质量、工期等难题，总结出一套适合城市地铁车辆段上盖结构膨胀加强带代替后浇带施工技术，以期对类似工程提供一定的指导和借鉴意义。