高层建筑地下室设计中膨胀加强带的运用及施工技术分析

申晓云

（山西三建集团有限公司，山西 长治 046000）

0 引言

为提高高层建筑结构安全性，减少风险隐患，需加强对高层建筑地下室结构的质量控制。结合现阶段高层建筑地下室结构实际情况来看，受到传统后浇带结构影响，导致地下室结构存在裂缝、渗漏等常见病害，在高层建筑整个结构体系中埋下了安全隐患。因此，为避免上述问题的发生，可运用膨胀加强带施工技术代替传统后浇带结构，继而起到提高高层建筑地下室安全质量的作用。

1 基于高层建筑地下室设计的膨胀加强带运用概述

1.1 膨胀加强带作用机制

在以往高层建筑地下室设计与施工过程中，通常借助后浇带的方式预防裂缝等问题，以30～40m 为间隔增设后浇带，后浇带设置结束后进行膨胀混凝土的浇筑。该传统施工技术不仅难以把控施工周期，工期复杂，且易产生裂缝问题，并促进渗漏问题的发生。为解决上述问题，可运用膨胀加强带施工技术代替传统后浇带结构，依托于UEA 工业级膨胀剂的补偿收缩作用而设置膨胀加强带，在实现高层建筑地下室无缝施工的同时，提高地下室结构整体质量。从本质上来看，膨胀加强带主要借助膨胀混凝土延长连续浇筑长度、消除后浇带结构的施工技术手段，引发地下室结构裂缝的主要原因在于干缩应力与温度应力，在混凝土中增设UEA 膨胀剂后，则可提升混凝土膨胀率，并促进混凝土预压应力的产生，因此，为良好应对干缩应力与温度应力，可通过调整膨胀剂用量而使混凝土预压应力处于干缩应力与温度应力大致相等的状态，用于抵消干缩应力与温度应力对地下室结构的作用，以此实现高层建筑地下室无缝施工，降低裂缝病害发生概率的同时，减少渗漏问题发生率[1]。除此之外，添加UEA 膨胀剂之后，还可形成水化反应，并基于该反应于地下室结构中产生晶体结构，将地下室结构中的混凝土孔隙充分填充，进一步提高地下室结构的完整性，保障无缝施工水平，增强高层建筑地下室的抗渗性能。

1.2 膨胀加强带设置原则

在现存设计标准中，针对混凝土伸缩缝制定了较为严格的标准。依托结构以及应用实况，通常需要在20~30m，并且与膨胀加强带作用机制有机结合科学设置膨胀加强带。

1.3 膨胀加强带运用优势

相较于传统施工技术，膨胀后浇带在高层建筑地下室设计与施工过程中具有显著优势，对膨胀加强带的运用优势进行总结，具体如下：①依托于膨胀后浇带实现无缝施工，改善地下室受力结构，增强高层建筑地下室的抗震性能。②膨胀加强带运用后取消了传统的后浇带结构，不仅优化了地下室结构性能，还通过控制裂缝与形成晶体增强了地下室抗渗性能。③与传统后浇带结构相比，膨胀加强带施工工序简单，减少了后浇带施工中所涉及的临时设备施工，如脚手架，且无须进行后浇带凿毛处理，不仅可有效控制施工工期，还可缩减成本。由此可见，在高层建筑地下室施工过程中，膨胀加强带施工技术具有显著优势。

2 膨胀加强带施工技术在某高层建筑地下室工程实例中的应用

2.1 工程概况

为增强该次高层建筑地下室设计中膨胀加强带运用与施工技术分析的针对性及现实意义，本次选取某高层建筑地下室工程为实例，基于工程概况讨论膨胀加强带施工技术要点。案例高层建筑属于商住一体楼，层高共计30 层，其中1~3 层为裙楼，属于商铺结构，4 层以上则为住宅，地下一层为停车场及商铺，在整个地下室结构中，其长与宽分别为200m、190m。按照原有技术规划，拟采用后浇带结构进行地下室施工，但经地下室设计后，发现若采用后浇带结构施工，所形成的后浇带结构较长，不仅施工难度高，且会增大裂缝病害发生概率，因此，对原有技术规划重新设计，引入了膨胀后浇带施工技术，将部分区域的后浇带结构更换为膨胀后浇带[2]。

2.2 前期准备

在案例高层建筑地下室工程项目中，为保障膨胀加强带施工质量，正式施工之前严格落实前期准备工作，为后续施工作业奠定基础。

（1）测量放样。基于施工技术方案借助墨斗线对膨胀加强带设置位置及界限进行确认，并做好复核工作，确认测量无误后增设显著标记，为后续高精度完成膨胀加强带施工奠定基础。

（2）材料设备准备。按照施工方案中所标注的材料标准及设备指标实施前期准备工作，在材料、设备进场之前进行质量检查，各种原材料必须符合有关规定，且检验合格后方可入库，采用随机抽样的方式检查各批次材料的规格、数量及性能，若发现质量隐患则全面检查相同批次材料，质量不达标不予进场。设备采用试运行的方式进行检查，通过观察设备试运行状态而完成质量检测。为了保障混凝土符合相关标准要求，同时也是在考虑混凝土收缩力问题的基础上合理选择外加剂。UEA 膨胀剂能够有效改善混凝土的收缩效果，提高可泵性的使用。

（3）技术与安全交底。采用交底会议的方式强调膨胀施工技术要点，确保各道工序、各专业施工人员均了解膨胀加强带施工技术要点。此外，在安全交底过程中，对高层建筑地下室膨胀加强带施工期间可能出现的施工危险点进行分析，讨论应对措施及应急处理办法，一旦施工时出现突发状况，确保所有施工人员均可正确处理，继而有效贯彻落实“安全生产”基本国策，提高地下室膨胀加强带施工安全性。

2.3 配合比设计

膨胀加强带施工期间需按照地下室施工要求科学配置混凝土，基于设计规范、技术图纸、以往经验而开展混凝土配合比设计试验，逐步摸索出符合案例高层建筑地下室膨胀加强带适用的混凝土配合比[3]。在案例高层建筑地下室膨胀加强带施工期间，将加强带内混凝土UEA 膨胀剂掺加量控制在10%～12%，并对水、水泥、砂、石子、外加剂（减水剂与膨胀剂）、掺和料（粉煤灰、S95 级矿渣）进行科学设计，水胶比指标为3。膨胀加强带内混凝土配合比如表1 所示。对于膨胀加强带外混凝土，膨胀剂掺加量控制在6%～8%即可，结合膨胀剂掺加量情况科学设计混凝土配合比，水胶比指标为5。膨胀加强带外混凝土配合比如表2 所示。

表1 膨胀加强带内混凝土配合比

表2 膨胀加强带外混凝土配合比

2.4 钢筋绑扎

完成膨胀加强带内与外的混凝土配合比试验设计后，按照技术交底内容进行钢筋绑扎，由施工技术人员基于操作要点及绑扎顺序绑扎钢筋，将其运用至高层建筑地下室膨胀加强带施工作业中。在钢筋绑扎过程中，应做好协同作业，与其他工序积极配合，避免出现施工冲突等不良现象。在此基础上，加强对钢筋绑扎施工的重视，落实钢筋成品的维护与保护，以免钢筋成品在施工现场中遭受外部冲击而出现质量问题，并避免钢筋成品对地下室防水结构、支模结构产生冲击破坏。结合案例高层建筑地下室膨胀加强带钢筋绑扎施工作业来看，其于施工现场内单独划定区域用于绑扎钢筋，以免不同工序之间相互干扰，在于正式绑扎钢筋之前再次进行安全交底与技术交底，最大限度避免质量安全隐患的出现，同时在钢筋绑扎过程中做好监督监管。绑扎施工之前，基于施工方案要求对密目钢丝网提前布置安装，采用焊接工艺将竖向加强筋、上下层钢筋与密目钢丝网连接固定[4]。为防止在后续膨胀加强带混凝土浇筑施工期间产生漏浆不良问题，完成钢筋绑扎后，进一步准备钢板止水带，将其布置于膨胀加强带底部区域。在案例高层建筑地下室膨胀加强带施工期间，所运用的钢板止水带的宽度与高度均为5cm，采用焊接工艺进行固定焊接时，搭接长度应超过2cm，保障焊接固定效果，以免埋下地下室渗漏隐患。

2.5 混凝土施工

2.5.1 混凝土拌制

一方面，混凝土搅拌技术人员和其他相关技术人员要做好计量设备的检验工作，保障设备的正常使用，严格把控混凝土配置质量，要保障其符合有关规定和标准，同时做好相关的记录工作。明确混凝土质量控制要点，技术人员要定期校验计量设备，以精准控制混凝土制作原材料的计量误差，此外，由于砂石材料的含水率会经常发生变化，所以，当搅拌混凝土时施工技术人员在技术交底环节严禁更改配比方案中设计的含水量。要根据设计图纸制订混凝土供应计划，保障运输的连续性。要控制混凝土的振捣时间。另一方面，对于高层建筑地下室膨胀加强带混凝土施工而言，混凝土材料的拌制质量直接决定结构成品，因此，在案例项目中，为最大限度提升膨胀加强带运用效果，具体施工过程中严格重视混凝土拌制施工作业，选用商品混凝土，于搅拌站内进行拌制施工，在拌制施工期间严格按照配合比试验设计结果进行混合搅拌，同时安排技术人员于混凝土搅拌现场加以监督监管，对膨胀加强带内侧与外侧的膨胀剂掺加比例进行测量与调节，用于保障UEA 膨胀剂运用效果。考虑到混凝土部分材料在不适宜环境中易出现性能降低的情况（水泥受潮等），需于混凝土材料投料搅拌之前再次核查材料质量，在此基础上，还需对混凝土拌制时间精细化控制，使拌制所得混凝土可高质量运用至膨胀加强带施工作业中[5]。

2.5.2 混凝土浇筑

膨胀加强带混凝土浇筑之前全面清除表面杂物，将混凝土界面湿润处理后涂素水泥浆。在混凝土浇筑期间，对浇筑温度参数进行控制，要求最低浇筑温度于5～35℃，采用分层浇筑法，为避免形成施工缝结构，首层混凝土浇筑结束且在初凝之前进行二次浇筑，并注意控制浇筑高度，要求分层均匀、浇筑合理，以免不适宜高程造成较大应力而对钢丝网造成较大冲击。浇筑过程中做好振捣，以快插慢拔为原则进行振捣处理，完成浇筑与振捣作业后，将混凝土结构表面压实抹平即可。在混凝土浇筑的过程中，要及时混凝土表面沁水，要按照相关规定和要求留样并进行抗渗试验；在混凝土接近初凝是，要对混凝土进行磨面工作，避免混凝土龟裂。

2.5.3 混凝土养护

高层建筑地下设计中膨化加强带混凝土是在地下室其他位置浇筑完成后设置的，因此，相关工作人员要在完成混凝土浇筑作业后，需及时进入养护环节，用于把控混凝土结构状态，控制温度应力，降低温度裂缝发生概率。在案例高层建筑地下室膨胀加强带混凝土施工养护期间，借助专业测温仪对混凝土内外温差进行测量，要求测量持续进行，并根据混凝土结构状态定点记录内外部温度数据，要求内外温差低于25℃，且养护期间混凝土温度降幅低于10℃，若超出标准范围，则需及时处理。在直观化呈现混凝土内外温差及每日降幅程度，以真实测量数据为依据绘制曲线图，以便施工人员及时发现潜在风险。在整个养护过程中，需重点注意养护初期的收缩变形程度，同时对混凝土膨胀率进行检测，要求在养护前7d 之内，水中状态下的混凝土膨胀率至少为80%。此外，混凝土结构浇筑15h 后，必须采用保湿及保温措施进行全方位的养护处理，在精细化控制混凝土结构内部与外部的温度差异基础上，还需将混凝土相对湿度控制在80%以上，用于杜绝干缩裂缝。在此期间，主要采用覆盖湿水麻袋、塑料薄膜的方式进行养护处理。进入养护第二周后，则改用喷雾养护方式，对混凝土温度变化情况加以监督控制，以防裂缝等常见病害的发生。在案例工程项目施工期间，因科学化养护作业的落实，膨胀加强带混凝土结构尚未出现裂缝问题。要保留混凝土养护过程中原始的检测数据，为后续质量评估提供详细的数据参考。

3 结语

综上所述，相较于传统施工技术，膨胀加强带施工技术的优势更为显著，在高层建筑地下室设计期间，应基于工程概况优先选用膨胀加强带施工技术。在案例高层建筑地下室工程施工中，为降低渗漏概率、预防裂缝病害而积极运用膨胀加强带施工技术，规范化完成前期准备工作后，科学设计膨胀加强带结构的配合比，有序绑扎钢筋结构，并从混凝土拌制、浇筑、养护3 个方面精细化开展混凝土施工作业，尽可能提升膨胀加强带在高层建筑地下室中的运用效果。