超长无缝混凝土结构施工技术(工程实例)

超长无缝混凝土结构施工技术（工程实例）

1 工程简述

1 根据《混凝土结构设计规范》规定，见表1，钢筋混凝土现浇框架结构的结构伸缩缝的最大间距为55m。

表1 钢筋混凝土最大间距

序号结构类别室内或土中露天

1 排架结构装配式100 70

2

框架结构

装配式75 50

3 现浇式55 35

4

剪力墙结构

装配式65 40

5 现浇式45 30

6

挡土墙、地下室墙壁等类结构

装配式40 30

7 现浇式30 20

2 本工程结构单层面积达37600m2，地下室结构长×宽为257×154m，整个结构未设置任何永久性结构缝，因此本工程结构存在超长混凝土结构，超长结构概况见表2。

表2 超长结构概况

3 本工程在施工阶段设置伸缩后浇带和沉降后浇带以解决结构超长、不均匀沉降导致裂缝等问题。根据设计图纸，本工程设800mm宽施工后浇带，地上主楼周围一圈设800mm宽沉降后浇带，后浇带间距最长为49.1m，后浇带设置情况见图1，待后浇带全部封闭后，结构无永久性变形缝,超长结构构件见图2。2 工程重点及关键技术

本工程单层面积大，结构不设永久变形缝，属超长混凝土结构，需从混凝土配合比优化、混凝土耐久性、混凝土裂缝、混凝土碱含量、混凝土浇捣、养护及后浇带合缝等方面进行重点控制，见表3。

序号结构部位特征尺寸

1 地下结构

地下室结构长×宽257×154m 地下室结构单层面积37600m2地下室外墙长度901m

地下室外墙高度16.475m

2 地上结构4.5～6.0m结构长×宽262.9×157m

13.5m结构长×宽222×99m

21m结构长×宽222×92m

图2 超长构件示意

长257m

宽154m

图1 后浇带设置平面图

沉降后浇带

伸缩后浇带

表3 超长无缝混凝土结构施工重点及关键技术

序号重点关键技术备注

1

配合比设计及优化材料选择及配合比优化

详见本章4

2 混凝土耐久性控制通过对混凝土的体积变化、裂纹、剥落与

散开、盐害、硫酸盐腐蚀、混凝土高温性

能、混凝土的耐磨性、碱、骨料反应等几

个方面的控制，提高混凝土耐久性。

详见本章5

3

混凝土裂缝控制通过对由施工操作引起的部分变形(收缩和

干缩)以及材料选择不当或操作方法不当引

起的裂缝进行分析，采取相应的控制措施。

详见本章6

4 混凝土碱含量控制对混凝土各组成材料的碱含量进行要求。详见本章7

5 混凝土浇捣、养护及后

浇带合缝技术混凝土进行二次振捣，采取保湿保温养护，

后浇带混凝土采取微膨胀混凝土。

详见本章8

本工程为超长无缝结构，结构裂缝控制是一个系统工程，必须从设计、材料、施工几个方面综合来解决。本工程的设计措施考虑了基础底板和各楼层每隔40m左右留置伸缩后浇带。我单位主要在混凝土配合比设计、材料选择、施工措施上来进行裂缝控制。根据有关研究资料表明，混凝土裂缝产生除设计原因外主要来源于两个方面，一方面是材料原因，另一方面是施工原因。

1 材料方面

由于混凝土拌合物本身的缺陷产生的收缩造成的开裂，主要有干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、自生收缩、减水剂的影响、混凝土后期膨胀出现裂缝、徐变变形等所引起。各种收缩类型见表4：

表4 收缩类型表

序号收缩类型产生原因

1 干燥收缩

混凝土拌合物浇筑成型后，由于毛细孔缝中水蒸发逸出产生毛细压力，使混凝土

产生“毛细收缩”，从而引起干缩裂缝。

2 温度收缩混凝土拌合物在凝结硬化过程中，水泥和磨细的矿物掺合料水化放热，而且随混凝土中水泥用量的提高水化热增大，当混凝土内部绝热温升造成的温升应力大于混凝土的极限抗拉应力时，则引起结构开裂。

3 塑性收缩混凝土初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间

也产生不均匀沉缩变形，此过程发生在混凝土终凝之前的塑性阶段，故称为塑性

收缩。在混凝土表面上，特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂，属表面

序号收缩类型产生原因

裂缝。水灰比过大，水泥用量大，外加剂保水性差，粗骨料少，振捣不良，环境

温度高，表面失水大等都能导致混凝土塑性收缩而发生表面开裂现象。

4 自生收缩

密封的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。自干燥造成

毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起混凝土的自生收缩。高水灰比的普

通混凝土由于毛细孔隙中贮存大量水分，自干燥引起的收缩压力较小，所以自生

收缩值较低而不被注意；但是低水灰比的高性能混凝土（HPC）则不同，早期强度

较高的发展率会使自由水消耗较快，以至使孔体系中的相对湿度低于80％。而HPC

结构致密，外界水很难渗入补充，在这种条件下开始产生自干收缩。

5

减水剂的

影响

为了满足泵送要求和获得良好合易性增加水泥用量及砂率以外，由于减水剂的使

用而形成的大坍落度混凝土，在相同配比的条件下，随坍落度的增加混凝土的弹

性模量也随之降低，收缩变形加大，从而促使了混凝土的开裂。根据《混凝土外

加剂标准》（GB8076）规范中规定掺减水剂的混凝土与基准混凝土的收缩比≤

135％，说明选择何种外加剂，对混凝土的裂缝控制至关重要。

6

混凝土后

期膨胀出

现裂缝

由于原材料控制不好，在严重碱-集料反应下造成混凝土的膨胀裂缝；或有害离子

Cl-、Mg+等侵入混凝土内部，导致钢筋锈蚀或形成二次钙矾石膨胀破坏。

主要是由于施工措施不到位、未严格按照施工方案、操作规程要求进行施工，造成混凝

土的匀质性、密实度等质量的下降，从而加剧了因材料特性因素变形的程度，最终引起混凝

土裂缝的产生。从本工程的特点和现场条件分析，可能存在的问题主要有以下几项：

1) 混凝土在搅拌过程中施工配比不准确，未按试验配比严格计量，选用水泥、集料、掺

合料、外加剂不合格以及坍落度控制不严，造成混凝土拌合物的质量偏差和性能上的降低，

直接造成了混凝土的开裂。

2) 混凝土运输时间过长、泵送线路不合理，造成坍落度损失过大、离析，甚至现场以加

水、外加剂来获得大坍落度，从而影响混凝土拌合物的质量和性能，加大了混凝土的塑性收

缩。

3) 浇捣施工过程控制不严，浇筑过程未分层、浇筑速度过快、漏振、欠振、过振，直接

影响到混凝土的密实性和匀质性，造成混凝土结构材料变形加大，非常不利于对混凝土裂缝

的控制。

4) 模板刚度不足、拼缝不严，模板支撑间距过大或支撑松动、漏水、漏浆以及过早拆模、

超载堆荷等导致，造成混凝土在刚度较小时即早期受力，从而引起开裂。

5) 施工过程中，钢筋表面污染、混凝土保护层太小或太大，浇筑中碰撞钢筋使其移位等