连续膨胀加强带在大型盛水构筑物中的施工技术应用

张智勇 史永强 盛青文

中国建筑一局（集团）有限公司西北分公司 陕西 西安 710000

本工程大型盛水构筑物设置连续型膨胀型加强带代替后浇带，并且在膨胀加强带内创新使用DMA高效减缩抗裂防水剂，通过膨胀加强带的补偿收缩能力，结合DMA高效的减缩抗裂和自防水功能，能有效抑制混凝土温度变形收缩及水化反应产生的干缩、塑性收缩等不利应力变化，并且能有效提高盛水构筑物结构抗渗能力。

同时通过在大型盛水构筑物中应用高效抗裂防水膨胀加强带，极大的提升了现场施工质量及生产效率，工期优化效果明显。

1 工程概况

本项目霍尔果斯经济开发区兵团分区污水资源化利用项目为新建污水厂（规模3万m³/d，采用“水解池+AAO/MBR”工艺预处理，“反渗透”工艺深度处理），出水要求达到一级A标准。污水厂的建成将推进污水处理厂的再生水利用工程及配套管网设施的建设，提高了属地再生水综合供水能力。

工程包含事故池和调节池、水解酸化池、AAO池及膜生物反应池、清水池等大型盛水构筑物，对结构抗渗能力要求高，如何避免盛水构筑物池体开裂并提高结构抗渗能力是本工程建设的关键点。

2 工程重点及难点

1）本工程大型盛水构筑物基本为地下或半地下池体结构，地下水位较高，部分池体常年位于地下水环境中，对池体的抗渗提出了很高的要求，防止池体渗漏是工程施工的重点环节。

2）本工程所属区域霍尔果斯属温带大陆性干旱半干旱荒漠气候，夏季炎热，冬季寒冷，且冬歇期持续时间长，实际可利用有效施工时间较短，且甲方为尽快将污水厂投入使用对工期进行压缩，导致工期非常紧张，如何在确保工程质量的情况下按期交付是工程的重点与难点。

3 膨胀加强带应用原理

膨胀加强带通过在施工过程中用来处理收缩反应较大的部位来提高结构的耐受性和抗裂性，防止渗漏的技术措施，同时能有效提高混凝土密实性。

膨胀加强带按照浇筑方式分为连续式、间歇式和后浇式三种，根据本工程情况，膨胀加强带的技术原理是在混凝土拌和过程中，通过优化配合比在混凝土中加入一定剂量的DMA高效抗裂减缩防水剂，掺入抗裂防水剂的膨胀带混凝土在水化及硬化过程中，使结构产生适量膨胀，膨胀由于受到钢筋和邻位的约束，建立了一定的预压应力，从而在一定程度上抵消了混凝土硬化过程中产生的温度和干缩应力，使构件的收缩应力进行了合理的补偿，弱化了混凝土收缩裂缝的同时提高了结构整体抗渗能力，加强带通常设定于混凝土收缩应力产生较大的区域，同时由于收缩应力比较集中，应采用自应力较大的补偿收缩混凝土对加强带两侧混凝土进行强化补偿[1]。

4 关键施工技术

4.1 主要材料参数

4.1.1 DMA高效减缩抗裂防水剂应用

DMA减缩抗裂防水剂谋求在低掺量的前提下，适当降低混凝土的14天水中限制膨胀率指标，增强混凝土的后期收缩补偿能力，以保证混凝土后期的限制干缩率符合标准，从而达到免验开裂的目的。首先，DMA膨胀源抗裂组份的引入使混凝土早期、中期和后期的收缩均能得到有效的补偿，特别是保证了混凝土后期的限制干缩值控制在安全的范围之内，避免了混凝土裂缝的产生；其次，能够降低孔隙水的表面张力，从而减小毛细孔失水时产生的收缩应力。第三，能够参与水泥水化反应，生成絮状胶体，填充于内部的毛细孔缝中，提高混凝土的抗渗标号。

本工程膨胀加强带中DMA减缩抗裂防水剂依据厂家技术要求及现场试验对比，确定掺量为1.5%（占胶凝材料总重量），由于DMA减缩抗裂防水剂具有良好的防水性能，使用时通过优化配合比能节约水泥用量，同时由于DMA自身良好的减缩抗裂及防冻性能，使用时不用额外掺加防冻剂，且能节省部分膨胀剂用量，整体外加剂使用掺量得以优化。

高效减缩抗裂防水剂性能指标如下：

表1 高效减缩抗裂防水剂性能

同时在实际应用过程，对DMA减缩抗裂防水剂进行型式检验，检验指标如下：

表2 减缩抗裂防水剂检验指标

4.1.2 混凝土配合比

依据《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178—2009规定，用于后浇带和膨胀加强带的混凝土设计强度等级应比两侧混凝土提高一个等级，本工程盛水构筑物结构混凝土强度等级为C30P10F200，膨胀加强带内采用C35P10F200混凝土[2]。

4.2 施工工艺

4.2.1 施工工艺流程

膨胀加强带位置确定→膨胀加强带补强钢筋安装→支设钢丝网→膨胀加强带混凝土浇筑→两侧混凝土浇筑→混凝土养护→施工缝处理→循环过程至板顶

4.2.2 施工工艺

1）膨胀加强带位置确定

依据设计图纸要求，确定膨胀加强带设计位置并用红油漆或记号笔在结构钢筋处做出标记，本工程膨胀加强带宽度2m，采用横纵向交错布置。

2）膨胀加强带补强钢筋安装

膨胀加强带内除按照设计要求正常布置贯通主筋外，一般还需设置补强钢筋，补强钢筋与结构主筋需间隔放置，补强钢筋直径大于结构主筋一级，需注意的是，当结构主筋间距已经为100时，补强钢筋应置于主筋下层。

3）支设钢丝网

为保证膨胀加强带内混凝土与带外混凝土分开，防止带外混凝土流入带内，需在加强带两侧面用密孔铁丝网进行分隔处理，并用铁丝与结构主筋绑扎连接，为确保铁丝网刚度，防止浇筑过程受混凝土挤压变形或撕裂，密孔铁丝网用φ8钢筋固定，间距500mm。

需要注意的是，实际混凝土浇筑过程中由于浇筑方法不对易使密孔铁丝网被撕裂或破坏，两侧往往会采用双层或多层铁丝网封闭，但此种做法操作不当时会导致两侧缝内混凝土无法填充密实，形成渗漏点，尤其是底板与池壁交接处，铁丝网搭接布置层数过多会形成浇筑盲区，混凝土无法密实，影响结构质量。

针对此类情况，在实际施工中可选用快易收口钢板网进行分隔处理，其优势在于便于支设，且材料自身刚度大，能有效避免浇筑过程被破坏或撕裂，同时在浇筑后通过网口能自动形成毛茬，确保与两侧混凝土交接密实[3]。

4）混凝土浇筑

本工程膨胀加强带宽度2m，筏板最大厚度为950mm，实际浇筑过程按照大体积混凝土考虑，浇筑时优先浇筑带内混凝土，当现场能满足多点浇筑时，可同时浇筑带内及带外混凝土，带内混凝土浇筑沿加强带长方向顺向浇筑。

浇筑采用坡度为1：6左右，分层浇筑厚度控制在50cm，由一边退向另一边、斜面分层浇捣浇筑方法浇筑。根据混凝土浇筑时自然坡度，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土的卸料点，解决上部混凝土的捣实，第二道布置在混凝土的坡脚处，确保下部混凝土的密实，浇筑方向由前往后退浇，振动器也相应跟上，以确保整个混凝土的浇筑质量。

在膨胀带浇筑区段内连续浇筑混凝土,不得中断；混凝土浇筑以阶梯式推进，浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。泵送混凝土时，混凝土浇筑层厚度不宜大于500mm。

在浇筑过程中正确控制间歇时间，上层混凝土应在下层混凝土初凝之前浇筑完毕，并在振捣上层混凝土时，振捣棒插入下层 5cm，使上下层混凝土之间更好的结合。为保证插入精度，在距振捣棒端部65cm处捆绑红色皮筋作为深度标记。当表面浮浆和泌水过多时，及时进行人工清理。混凝土表面用木抹子拍实搓压两遍后，再用压光机进行表面压光，保证表面的密实度和光洁度，减缓混凝土表面失水速度，防止表面龟裂。表面压光后稍待收水后，及时覆盖养护薄膜材料[4]。

5）混凝土养护

混凝土浇筑完成后，应及时养护，若养护不及时，内部的水分蒸发后会使水泥水化反应不完全。从而造成内部毛细管网连通，形成渗漏通道，影响结构抗渗性能，且混凝土由于急剧的收缩变形会出现大量裂缝。

本工程混凝土养护采用蓄水法养护。混凝土终凝前在压光后表面用木抹子反复压实，用一层塑料薄膜和一层土工布进行覆盖，塑料薄膜及土工布之间相互搭接 200mm，以减少水分的散发。养护期间内（含撤出保护层后）混凝土表面应始终保持热潮湿状态（塑料薄膜内应有凝结水）。对边缘、棱角部位的保温厚度应增加到面部位的2倍，以此降低底板表面与大气温差，避免由于温差过大而造成的温度裂缝。

保湿养护时间不宜少于14d，应经常检查塑料薄膜的完整情况，并应保持混凝土表面湿润。保湿覆盖层拆除应分层逐步进行，当混凝土表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。冬季有条件施工时应根据热工计算采用电暖法进行保温养护。

6）施工缝处理

对于膨胀加强带，其发挥作用原理与温度后浇带一致，均为连续闭环设计，在大型盛水水池施工时，由于无法一次浇筑完成，需留置水平施工缝。以本工程盛水构筑物为例，在底板及导墙施工时，需留置一道水平施工缝，位置为池壁高出底板顶面500mm处，同时施工缝处需设置通长连续的-400×3镀锌钢板止水带。需要注意的是，由于盛水水池池壁预留有防水套管，在钢板止水带安装过程中，无法连续安装，为避免形成渗漏节点，需将止水钢板切割后与套管止水翼环进行焊接，焊缝需饱满，且不得漏焊、缺焊。

底板及导墙浇筑完成后，及时对施工缝进行处理，清除接缝表面的浮浆、松散砂石、软弱混凝土层等，凿毛接缝表面并使之形成凹凸锯齿状，用以增强接续面粘结强度，凿毛完成后用高压水冲洗接茬面，将浮灰、残渣清理干净[5]。

上层混凝土浇筑前保持接茬面湿润，在接茬面上先铺一层厚度为1.5～2cm的素水泥浆，确保接缝处有良好的粘接性，再按混凝土浇筑要求浇筑结构混凝土，同时为防止渗漏，在模板缝隙处用防水胶条粘贴封堵。

5 结束语

经本工程实践证明，对于盛水构筑物池体，使用膨胀加强带无缝施工技术替代传统的温度后浇带，有效的节约了项目工期，混凝土结构裂缝控制效果明显，同时能保证结构良好的抗渗性能。

实施过程中，通过在膨胀加强带内加入DMA减缩抗裂防水剂，应用DMA减缩抗裂和防水功能，能有效抑制混凝土裂缝的产生且提升了盛水构筑物结构抗渗能力。在工程质量可控的同时强化了现场施工效率，缩短了项目整体工期，通过总结大型盛水构筑物膨胀加强带应用技术，能为后期类似项目及相关领域提供一定的经验及借鉴。