超长钢筋混凝土结构无缝施工技术
中建七局安装工程有限公司江苏碧海石油化工一期工程-申祥峰
【摘要】介绍超常结构施工的基本原理，通过工程实例介绍超常结构采用膨胀加强
带替代加强带的施工技术要点
【关键词】超长钢筋混凝土结构、施工技术
在超长钢筋混凝土结构施工中，为防止混凝土受温度应力和干缩应力而引起开裂，施工中通长采用设置后浇带的方法加以处理。一般每30～40m设一道后浇带，等40～50天后再浇筑膨胀混凝土。这种常规的后浇带施工，工序复杂，施工时间长，质量不易保证。在该工程施工中，利用UEA膨胀混凝土补偿收缩的原理，采用膨胀加强带代替后浇带，实现了超长钢筋混凝土结构的无缝施工，为类似工程积累了经验。 1、工程概况
本工程为江苏碧海石化一期工程缓冲池、清净下水池、凉水塔，位于江苏省大丰市二期码头石油化工产业园内，大丰港所在区域为滨海成平原，地表为灰黄色亚砂土，结构松散、压缩性小、含盐量高，地表水位高，
缓冲池为钢筋混凝土大型水池，净长50米，净宽5米,池壁高度为4.7米，吸水坑高度为5.7米；垫层采用100厚C20砼；水池池壁、底板采用C30防水混凝土，抗渗等级不应低于S6，加入5%的微膨胀剂以保证其抗渗性，混凝土含碱量最大限制应符合《混凝土碱含量限值标准》（CECS53）规定。混凝土不得采用氯盐作为防冻、早强的掺合料。底板顶标高为-4.5米，底板厚度为400㎜。
清净下水池净长60米、净宽50米，池壁高2.8米。垫层采用100厚C20砼；水池池壁、底板采用C30防水混凝土，抗渗等级不应低于S6，加入5%的微膨胀剂以保证其抗渗性，混凝土含碱量最大限制应符合《混凝土碱含量限值标准》（CECS53）规定。混凝土不得采用氯盐作为防冻、早强的掺合料，底板厚度为400㎜。的超长结构通过设置膨胀加强带解决超长结构无缝施工技术。 2、技术措施
2.1利用膨胀混凝土补偿收缩原理，控制裂缝出现
无缝设计的思路是“抗放结合，以抗为主”的原则。UEA-H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
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与混凝土压应力平衡时： 则：Ac·σc=As·Es·ε2 设：μ=As/Ac，
则σc=μ·Es·ε2??（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UEA的掺量增加而增加，所以，通过调整UEA的掺量，可使膨胀加强带混凝土获得0.2～0.7MPa的预压应力。膨胀加强带所建立的预压应力，与混凝土抵抗收缩变形所产生的拉应力能达到补偿平衡，这是无缝设计的关键。
基本原理是：根据收缩应力的分布，用相应的膨胀应力予以补偿。在收缩应力较大的部位掺加膨胀剂做成膨胀加强带，其它部位拌制微膨混凝土从而取消后浇带，实现连续浇捣。 2.2合理设置膨胀加强带
膨胀加强带的位置宜布置在拉应力较大、配筋变化及截面突变的部位及应力集中的部位。缓冲池东西长52.400m，分别在东西17,5米为中心的位置留置膨胀加强带，清净下水池南北长60米，分别在南北20米处设置膨胀加强带，加强带宽2米，增加膨胀加强带内纵向钢筋，混凝土标号提高一个等级，并增加UEA膨胀剂的掺量。 膨胀加强带设置见下图
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900100300150B14@200200014@200200015014@200020014@200020014@200200014@200200014@200-4.500池底标高7400500014@20015002000150014@200150150h=40014@200150020001500800015015014@2000200100900挑板转角附加筋1100900300余同500025000350004500055000650005240014@2000200150A3001507500085000950001500膨胀加强带大样膨胀加强带大样吸水坑-5.5001050001130090010014@200 2000B19000膨胀加强带大样200014@200 200014@20012512514@20014@20014@2001800014@200 200014@200 200014@200 2000 200014@200膨胀加强带大样2000190001500吸8000水坑14@200 200014@200 2000A1125125210050000
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2.3膨胀加强带做法
在膨胀加强带混凝土内掺入UEA-H膨胀剂，提高混凝土的抗伸缩能力及强度。膨胀加强带宽度2.0m，加强带内钢筋连通，且上下另附加15%的附加纵向钢筋，钢筋两端伸出加强带2.0m，混凝土强度提高一个等级，以增强加强带的刚性。根据工程实际情况，膨胀加强带每隔40m设置一个，加强带两侧采用快易收口网封堵（成品），为防止混凝土压坏收口网，在上下主筋之间焊接Φ8@400双向钢筋骨架加强。
2.4混凝土试配
2.4.1膨胀混凝土的试配。膨胀混凝土用于超长结构无缝施工，其限制膨胀率设计和设定非常重要，膨胀率偏小，则补偿收缩能力不足，无缝施工难以实现，膨胀率过大，对混凝土强度有明显的影响。根据试配经验，UEA掺量占胶结材料的10%～12%之间，同时利用收缩膨胀测定仪测定，其膨胀率ε2=2～4×10-4，在配筋率μ=0.2～0.8%时，可在结构中建立0.2～0.7MPa的预压应力，这一预压应力可补偿混凝土在硬化过程中产生温差和干缩的拉应力。
根据上述条件，配合比在满足施工工艺的情况下尽量减小混凝土的坍落度以减少混凝土的收缩。
2.4.2微膨胀混凝土的设计，主要是在混凝土的配比中掺入适量的外加剂、添加剂，将混凝土在凝固过程中产生温度应力和收缩应力降到最低。
本工程微膨胀混凝土采用C30。水泥采用牡丹江产po32.5水泥，掺加一级粉煤灰，减少水泥用量，降低水化热；泵送剂选用黑龙江低温建筑研究所产LNC-58型，掺量为水泥用量的2.0%；膨胀剂选用黑龙江低温建筑研究所产UEA-H型，掺量8%，膨胀率>（3～4）×10-4。膨胀混凝土采用C35，UEA-H掺量为胶结材料的12%，不替代水泥，保证了其强度。 2.5加强构造配筋
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该工程楼板板厚120mm和150mm，经与设计院协商，板筋采用连续式配筋，其中纵向板筋为Φ14@150。对特殊部位，如转角、弧形板均采用上下两层放置放射筋，加强结构抗震力。 3、施工过程控制措施
3.1施工中以膨胀加强带为界分段施工，释放热量。按照膨胀加强带的位置确定混凝土浇筑方向。混凝土浇筑时采用两台泵分两组对向浇筑，先用小膨胀混凝土从两侧浇筑，在接近膨胀加强带位置时，提前1.5小时用一台泵配合塔吊进行膨胀加强带混凝土浇筑，等膨胀加强带混凝土浇筑完毕后，再用小膨胀混凝土浇筑加强带两侧。在混凝土浇筑至膨胀加强带附近时，应注意使振动棒插捣点与密目快易收口网保持距离不小于30cm，并不得过振。
3.2在混凝土浇筑时，注意严防其它部位混凝土进入膨胀后浇带内，以免影响混凝土结构质量。严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位，以免形成潜在的冷缝或薄弱点。浇筑混凝土前的润管砂浆采用灰斗集中收集，拆管排除故障或其它原因造成的废弃混凝土及时清理干净，严禁进入工作面。
3.3在混凝土浇筑期间，要注意当地气候条件。本工程因当地温度昼夜温差较大，加之白天风力较强，为保证施工质量，混凝土浇筑尽量安排在夜间进行。 3.4膨胀混凝土浇筑完毕后的养护工作十分重要，是保证混凝土质量的重要措施之一。膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥UEA混凝土的膨胀效能，为确保养护效果，派专人养护，建立严格的混凝土养护制度。混凝土浇筑完毕后应加强前14d保湿养护（达到全过程淋水保湿要求）。混凝土收抹平整后及时用塑料膜或盖麻袋片严密覆盖一层。在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80%以上，以减少混凝土干缩。 3.4施工注意事项
a.现拌工地或搅拌站必须按确定的UEA补偿收缩混凝土配合比投料，尤其UEA膨胀剂不得少掺或误掺，要派管理人员加强监督。计量装置必须准确，开盘前要检验校正，中间要进行校核。
b. 混凝土搅拌时间要比普通混凝土延长30s。
c. 混凝土坍落度要满足施工要求，浇筑时间间隔不宜超过1.5h，运距较远或炎热天气施工可掺入缓凝减水剂；低温下施工可掺入早强减水剂或防冻减水剂。 d.浇筑时混凝土的自由落距应控制在2m以内，震捣要均匀，密实，不漏震、不欠
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