地下室混凝土结构膨胀加强带代替后浇带施工技术研究

陈正磊，贾春明，关锁柱

（中国建筑第二工程局有限公司，北京100000）

1 引言

过去的社会发展中，随着社会生产力的高速发展，以及建筑行业发展规模的扩大，人们对于建筑有着多功能、安全性以及可持续性等方面的要求， 如今的建筑结构形式和工艺技术日益复杂化，建筑规模不断扩大，超大结构与大体积混凝土被广泛用于地下室施工建设中。 在地下室混凝土结构中使用后浇带与加强带时， 两侧混凝土的设计强度需要低于带内施工的一个等级，与此同时，后浇带施工工序比较复杂繁多，封闭时间较长，期间会造成较高的施工成本，无法保障地下室混凝土结构的整体质量， 同时后浇带与原混凝土相接位置易产生裂缝或渗漏，因此，可将膨胀加强带代替后浇带，解决施工质量与成本等问题。

2 工程概况与技术原理

项目建筑总面积248 281 m2，其中，地上主楼共33/34 层，属于框架结构，裙楼为3 层框架结构。 地下室1 层为人防与车库，长宽分别为139.05，112.35 m，面积12426 m2。 地下室结构基础采用混凝土管桩，一级防水与两道设防，分别为结构自防水与卷材防水，地下室底板、外墙以及顶板处混凝土的强度等级为C35， 剪力墙与柱的混凝土强度等级为C40。底板筏板厚度为300 mm， 外墙与顶板厚度分别为250 mm和200 mm， 在底板筏板和顶板的加强带位置进行分隔设置， 东西与南北方向分别设3 条和2 条宽度均为2 m 的加强带。

原设计中，地下室的顶板、底板及墙壁均为后浇带，但由于施工烦琐，封闭时间过长，以及施工成本较高，导致混凝土结构施工质量无法得到保障， 后浇带处混凝土相接位置易发生裂缝与渗漏等问题。 因此，本项目以预加应力加强带代替后浇带完成地下室结构的混凝土施工。 温度后浇带应用旨在断开超长结构的混凝土， 减少因内部温度或收缩变化引起的混凝土结构开裂。 本项目中，在后浇带处设宽2 m 的加强带，内部使用强度等级与膨胀系数高一级的混凝土， 使其与周围结构的混凝土共同浇筑施工，以提高混凝土预加应力，抵消温度应力，让筏板从2 次浇筑转为1 次浇筑施工，实现真正意义上的无缝施工[1]。

3 施工方案

3.1 加强带位置与HEA膨胀剂掺量

3.1.1 加强带布置

关于加强带的设置，需沿横向与纵向在相隔60 m 的位置设置1 条膨胀加强带，宽度均为2 m。 当结构中温度收缩应力偏大时，如钢筋变化等位置，可以参照图1 设置加强带。 加强带两侧设1 层4 mm×4 mm 钢丝网， 上下为216 mm 水平筋，竖向为16 mm 钢筋， 二者保持300 mm 的间距， 随后焊接成片，上下留保护层，钢筋和钢丝网、水平筋、竖向加固筋必须牢固绑扎，防止后续浇筑时松动，避免混凝土混合[2]。

图1 加强带的布置示意图（单位：mm）

根据图纸设计要求， 地下室结构的底板各个施工仓区需按照后浇带合理划分， 为强化防水效果， 应在留置于底板上500 mm 位置的地下室外墙施工缝增加3 mm 厚的止水钢板，底板浇筑不能中断。 平面结构板中包含地下室底板、顶板与楼板，要求膨胀加强带处采取一定的增强措施，垂直于施工缝的位置设构造钢筋，将12 mm 直径的钢筋绑扎在上下层位置钢筋处，间隔达200 mm 即可。 快易收口网与膨胀加强带两侧隔开，具体如图2 和图3 所示。

图2 连续式膨胀加强带构造示意图（单位：mm）

图3 间歇式膨胀加强带构造示意图（单位：mm）

3.1.2 HEA 膨胀剂掺量

于原设计处的后浇带设加强带， 使预应力加强带代替后浇带， 带内混凝土的强度等级需较两侧高。 HEA 膨胀剂是具有抗裂防水效果的添加剂，掺入量需根据膨胀率控制。 在膨胀加强带中使用大膨胀混凝土，带外使用小膨胀混凝土，要求膨胀率分别达到4×10-4和3×10-4。 分别在地下室结构中的筏板、墙板及顶板位置掺入HEA 膨胀剂， 要求掺量达水泥用量的8%，加强带中HEA 膨胀剂的掺入量为水泥的12%，此时混凝土结构的强度可提升至少5 MPa。 除HEA 膨胀剂，材料内还要掺入聚丙烯抗裂纤维，掺入量为0.6 kg/m3，以及Point-400型混凝减水剂，掺入量为1.9%。经分析得知，HEA 膨胀剂的掺入量达6%时，混凝土的减水率为12%；HEA 膨胀剂的掺入量达到8%时，混凝土的减水率为25%，此时混凝土的保水性与保塑性均较强，材料流动性良好，同时缓凝与坍落度的损失更小，适合用于商品混凝土与施工现场泵送混凝土中。 与基准要求相比， 混凝土的抗压强度：7 d 抗压强度≥115%设计强度，28 d 抗压强度≥105%设计强度。 在抗渗指标方面，掺入HEA膨胀剂的混凝土抗渗提高300%，此时混凝土的预应力能有效抵消材料硬化中温度与干缩造成的拉应力， 从而解决结构收缩裂缝的问题[3]。

3.2 混凝土运输和浇筑

3.2.1 材料选择与运输

以保障混凝土结构受力要求为前提， 提升结构抗拉与抗折强度，同时降低水泥与水在混合料中的成分比例，减少混凝土的收缩。 根据搅拌站的实际情况， 选用P·O42.5 硅酸盐水泥，掺入粉煤灰，防止混凝土早期热量集中释放，加强对材料后期强度的有效利用。 采用优质碎石与复合防腐剂，加强对材料的质量控制。 加强对混凝土配合比的优化设计，要求水泥、粉煤灰、粗细骨料、膨胀剂等材料的使用必须符合标准，控制水胶比＜0.5，灰砂比为1∶2.5，掺入减水剂，此时混凝土的含水量需要达到5%。 应用胶凝材料时，加强对收缩混凝土用量的补偿，一般需要达到300 kg/m3以上。

选择预拌商品混凝土材料，由罐车统一运输到施工现场，1 台混凝土拖式泵与1 台汽车混凝土相互配合，在混凝土结构膨胀加强带位置使用塔吊，同时应用输送管泵。 加强带中使用等级高一级且掺入膨胀剂的混凝土浇筑施工， 完成加强带的浇筑，再进行另一侧混凝土的浇筑。 施工期间相互协调，缩短施工时间，从而达到连续浇筑的效果，避免施工冷缝，保持混凝土材料可以做到连续供应，同时加强带内外同时浇筑施工，并满足无缝浇筑施工的要求。

3.2.2 混凝土浇筑

使用预拌商品混凝土，混凝土进场时检查材料坍落度，一旦发现坍落度超标或离析等问题，材料不能使用。 浇筑前，在施工缝的位置按同等比例配合去掉1/2 石子的混凝土浆料。施工时按斜面分层浇筑，从一侧浇筑，分层梯式前进，每浇筑1层均需振捣密实。 其中，加强带外的混凝土使用小膨胀混凝土进行浇筑施工， 浇筑至加强带位置时使用同等配合比的混凝土，浇筑至另一侧时使用小膨胀混凝土继续施工，不断循环，根据施工要求振捣密实，连续浇筑直至完成最后合龙。 混凝土浇筑至膨胀加强带周围时， 要求振捣棒的插导点和快易收口网之间的距离保持≥30 cm，振捣期间不能漏振，也不能过振。遵循“分层浇筑与循序渐进”原则完成混凝土浇筑，随后振捣棒插入下层100 mm 位置开始振捣，时间达30 s 即可，将振捣棒水平移动距离保持在500 mm 内， 做到快插慢拔与布点均匀。 适当提高混凝土的密实度，可有效避免混凝土结构开裂，施工期间安排专人负责。

3.2.3 混凝土温度控制与养护

对混凝土进行测温。 联合承台厚度为1.8 m，对承台内外两部分进行温差监测， 使用测温仪进行24 h 间歇式监测与记录。 施工期间，需对地下室混凝土结构的不同位置测温，确保混凝土内外温差不超过25 ℃，同时温度陡降≤10 ℃/d，根据温度变化详细记录， 温度变化曲线图真实反映混凝土的实际温度变化情况。 合理控制混凝土材料的入模温度，缩短运输时间，避免混凝土温度过热，现场设专用车道，保障混凝土浇筑时长。 要求混凝土浇筑前测入模温度，再根据搅拌桩的实际情况调整混凝土拌和温度， 确保混凝土入模温度与环境温度的差值≤5 ℃。

做好混凝土养护工作，控制收缩变形问题。 一般情况下，混凝土收缩变形集中于早期施工阶段， 混凝土材料的膨胀在水内7 d 为80%，所以，有必要安排专人做好前期的混凝土养护工作。 浇筑15 h 后需对混凝土结构表面进行保温与保湿养护，使其相对湿度达80%，避免混凝土干缩裂缝，在施工现场安排专职人员负责养护， 完善混凝土养护制度。 待混凝土收平，在表面洒水使其湿润，随后使用塑料膜覆盖，再用麻袋湿水覆盖，整体养护时间不低于14 d，以此避免外界洒水或温度变化给混凝土温度带来的影响。

3.3 施工缝处理

地下室底板施工时没有提前留置施工缝， 四周墙体在底板上500 mm 和底板下200 mm 位置设施工缝，使用遇水膨胀止水条，将其设置在迎水面的位置，保障止水条搭接严密。 混凝土浇筑时提前预留相应的凹槽，再用射钉进行固定，具体位置如图4 所示。

图4 地下室外墙水平施工缝留设位置示意图（单位：mm）

4 结语

本工程为地下室大体积混凝土结构浇筑施工， 原设计中地下室的顶板、底板及墙壁为后浇带，但由于施工烦琐，封闭时间过长，出于施工进度与成本考虑，经过工艺对比分析，工程决定使预加应力加强带代替后浇带进行地下室施工。 无缝混凝土结构主要以HEA 补偿收缩混凝土为材料，使加强带取代后浇带，实现对混凝土的连续浇筑，完成对地下室顶板、底板与外墙等部分的使用，从而更好地满足施工质量要求。 施工期间应保障混凝土分层浇筑，加强对内外温差的有效控制，简化施工工序，缩短施工工期，在保障工程质量的基础上降低施工成本。