建筑物超长结构无缝施工技术

建筑物超长结构无缝施工技术

【摘要】随着国家建筑业的蓬勃发展，与之有关的超长结构构筑物的裂缝的控制越来越重要，因而补偿收缩混凝土技术在混凝土收缩裂缝、结构自防水方面得到越来越广泛的应用。《混凝土外加剂应用技术规范》（gb50119-2003）中明确了膨胀剂类型产品配制补偿收缩砼可实现结构自防水，最适宜于长期处于潮湿状态且温差变化不大的地下室和水工构筑物等结构。住房和城乡建设部发布了《补偿收缩混凝土应用技术规程》（jgj/t178-2009）明确了以膨胀加强带和后浇膨胀加强带来代替临时性伸缩缝或后浇带（不包括沉降性质的伸缩缝或后浇带），实践证明，这种方法在设计上是可行的，在施工中是行之有效的。

【关键词】超长；建筑物；混凝土；无缝；施工

1.超长结构裂缝的产生原因

1.1 在众多的混凝土建筑物中会出现不同程度不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。可以说混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝是相对的。

1.2 结构裂缝分为两大类：荷载引起的裂缝及变形引起的裂缝。在构筑物中主要是变形作用引起的裂缝，这种变形作用包括温度、湿度、地基变形。

1.3 一般情况构筑物的地基目前设计均做过处理，地基变形引起的裂缝出现的几率也较小。所以主要是因为温度、湿度引起的变形而造成构筑物出现裂缝。具体表现为，温度：水化热、气温、生

产热、太阳辐射等；湿度：自生收缩、失水干缩、碳化收缩、塑性收缩等。

2.超长结构的设计与施工措施

综上所述，当混凝土构筑物超长时，规范要求设置能够释放变形的伸缩缝，在建筑工程的设计中，往往采用如下四种设计措施解决混凝土温度、湿度变化而形成的收缩裂缝。

2.1 在构筑物中设置永久收缩缝

按现行设计规范，将一个整体构筑物按要求分成两段或多段，每段长度限制在规范规定的允许范围之内（如20m或30m之内）。伸缩处钢筋断开，用橡胶止水带连接，施工完后用聚硫密封胶等材料填塞。这种方法是目前常用的方法，或者和别的方法结合使用，但该方法在施工均需要十分小心，否则容易造成橡胶止水带破裂，从而造成连接缝处的渗漏，形成一个薄弱环节。

2.2 在构筑物中设置后浇带

每隔20-30m左右设一条后浇带，后浇带宽度为800mm～1000mm，后浇带内的混凝土待两侧浇筑完后二个月再用微膨胀混凝土回填。后浇带只能解决混凝土在施工期间的收缩问题，并不能解决季节温湿差所产生的温度应力问题。尤其对于暴露在地上的薄壁结构，随着时间的延续，后浇带也很难保证池体混凝土不发生开裂渗水。2.3 预应力钢筋混凝土技术

此方法一般采用在圆形薄壁混凝土构筑物中，通过张拉后预应力筋回弹挤压，使混凝土截面受对内压力，以全部抵消收缩变形作用

产生的拉应力，使结构基本或完全处于受压状态。与普通钢筋混凝土相比，预应力混凝土提高了结构的抗裂度和钢度，增加结构的耐久性，同时还能充分发挥高强度混凝土和高强钢材性能，提高综合经济效益。其特点还具有调整结构内力和减少甚至取消大面积工程伸缩缝，防止开裂的技术特点。此种方法是圆形薄壁混凝土构筑物消除裂缝最好、最彻底的方法，值得推广。

3.超长钢筋混凝土结构无缝设计施工

3.1.基本原理

膨胀混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，则：ac·σc=as·es·ε 2

设：μ=as/ac，

则σc=μ·es·ε 2 （1）

式中σc—混凝土预压应力（mpa），as—钢筋截面积，μ—配筋率（%），ac—混凝土截面积，es—钢筋弹性模量（mpa），ε2—混凝土的限制膨胀率（%）。

由（1）式可见，σc与ε2成正比例关系，而限制膨胀率ε2随外加剂的掺量增加而增加，所以，通过调整外加剂的掺量，可使混凝土获得0.2～0.7mpa的预压应力，根据水平法向力σx分布曲线，设想在应力大的地方施加较大的膨胀应力σc，而在两侧施加较小的膨胀应力，全面地补偿结构的收缩应力，控制有序裂缝的出现。

3.2 外加剂特性

由河北同邦建材有限公司生产的tb-csa混凝土抗裂防水剂是由多种有机和无机组分配制而成的刚性抗裂防水材料，其中不仅含有高效膨胀组分，而且配有塑性膨胀组分、防渗减缩组分，成功地将塑性膨胀、硬化后的膨胀与减缩有机结合起来，达到防水抗裂的双重目的。

主要功能：掺量：8-10%（胶凝材料总和，可等量代替水泥）；7天水养限制膨胀率：≧0.028%；抗渗等级：可达到p12以上；抗冻等级：≧d200；抗压强度比：28天抗压强度比：100-120%；可节约水泥10%左右；凝结时间：同基准混凝土，可降低水化热峰值。3.3 工程实例

六郎庄新村工程地点位于北京市海淀区马连洼，总建筑面积

41.06万m2，共26栋高层住宅，地下车库两层，地下车库结构为钢筋混凝土框架结构，平面尺寸为243*114米，地下两层的底板、顶板梁混凝土等级为c 30p8，外墙和框架柱混凝土等级为c 35p8。由于其为超长混凝土结构，设计采用混凝土材料用微膨胀混凝土，内掺tb-csa抗裂防水剂，要求限制膨胀率控制在0.03%。在此基础上设计又采用了加强带补偿收缩，在普通部位混凝土掺加tb-csa

的基础上加大掺量，并且要求限制膨胀率控制在0.04%。加强带位置设置如下：

底板：在设计长度方向上、纵向（d～m）区域（6）～（7）、（11）～（12）、（16）～（17）和（21）～（22）轴间各设置一条膨胀加强带；在设计长度方向上、纵向（r～y）区域（5）～（6）、（10）～

（11）、（15）～（16）、（20）～（21）和（25）～（26）轴间各设置一条膨胀加强带。22号楼区域的（2）～（3）轴间设一条膨胀加强带，在14号楼区域的（16）～（17）和（13）～（14）轴间设一条膨胀加强带，在5号楼区域的（27）～（28）轴间设一条膨胀加强带。在6号楼区域的m～s轴间设一条膨胀加强带，在13号楼区域的（14）～（15）和（18）～（19）轴间各设一条膨胀加强带，在23号楼区域的（5）～（6）轴间设一条膨胀加强带。在24号楼区域的5～6轴间设一条膨胀加强带，在12号楼区域的16～17轴间设一条膨胀加强带。在23号楼和13号楼之间设置两条膨胀加强带，在13号楼和6号楼之间设置一条膨胀加强带，在k～n区域间的27～28轴间设置一条膨胀加强带。在23号、13号、6号楼的周围设置沉降后浇带，在22、14、5、24、12号楼的一侧设置沉降后浇带。膨胀加强带宽度均为2000mm，沉降后浇带的宽度为800mm.。施工时，先浇筑带外侧用小膨胀量混凝土（掺tb-csa 8%，混凝土强度等级为c30），浇筑到膨胀加强带时改用大膨胀量混凝土（掺

tb-csa 12%，，混凝土强度等级为c35）进行浇筑，然后继续用小膨胀量混凝土浇筑加强带另一侧，实现连续浇筑；后浇膨胀加强带混凝土待两侧带外砼浇筑完7天后用大膨胀量砼进行浇筑。

3.4 侧墙、楼板：在与底板膨胀加强带相对应位置均设置成后浇膨胀加强带；施工时先用小膨胀量混凝土浇筑带的两侧，后浇膨胀加强带待两侧砼浇筑完7天后用大膨胀量砼进行浇筑。

4.结语