后浇带改为加强带在水工构筑中的应用

1、 第-13-页摘 要水工构筑物结构超长混凝土为了避免开裂、沉降等质量问题通常设置混凝土后浇带，其特点是在两侧混凝土浇筑完成42天后方可进行后浇带施工，不仅增加了施工周期，同时在后浇带混凝土与普通混凝土接缝处的处理存在渗水、漏水等质量隐患。本文通过对#工程中的预处理综合池施工过程中，该构筑物施工工期仅为75天的情况下，通过与设计、监理等各方主体单位经过多次讨论论证，且根据在以往类似工程中的施工经验，在确保施工质量、加快施工进度的前提下决定将预处理综合池的两条后浇带改为加强带。关键词：后浇带，加强带，水工构筑物目 录摘 要.绪 论 .1一、工程概况2二、用加强带代替后浇带的依据3三、加强带取代后浇

2、带的无缝设计方法5四、技术的可行性分析6五、同类工程类比分析8六、加强带的加强施工技术措施8七、施工验证11结 论12参考文献13附 录14-13-绪 论混凝土后浇带的结构施工，虽是一种较成熟的施工方式，但它存在如下缺点：1)增加施工环节,需留置临时挡板,断缝处不易振捣密实,且二次灌注时需清理和凿毛；2)因结构中断,给施工期间的安全造成一定隐患；3)施工顺序倒置,工期有所拖延；4)后浇带处形成结构的薄弱环节,其受影响程度除与施工因素有关外,还受复杂的不易预料的其他因素影响,稍有不慎容易造成质量事故。采用加强带取代后浇带的施工方案,既提高混凝土的密度和强度,又确保混凝土结构的抗裂防渗功能,同时缩

3、短工期、降低成本。确定膨胀混凝土的限制膨胀率和无缝设计方法、控制好施工流程、加强技术措施等是保证工程质量的关键。一、工程概况#工程，开工日期为#年#月#日，竣工日期为#年#月#日。其改造规模是将现有的处理水质一级B提升至一级A，日处理水量为6万m3/d。新建建构筑物主要包括预处理综合池、缓冲池、高效沉淀池、反硝化深床滤池、消毒池及巴士计量槽、鼓风机房及配电间、加氯加药间等。预处理综合池在本工程中占地面积最大，其结构尺寸为62.75mX26.70m，基础底板设计为变截面，厚450mm500mm；池壁高7.5m，池壁厚450mm；混凝土为C30 P6。沿南北方向底板设置两条加强带，宽度为2m，同样

4、位置墙体设置两条后浇带，宽度800mm，混凝土均为C35 P6微膨胀混凝土。由于设计图纸要求后浇带的混凝土浇筑需在两侧混凝土浇筑完成42天后，方能进行后浇带的施工，且后浇带的混凝土养护不少于28天。根据总工期及阶段工期的目标，预处理综合池的施工时间仅有75天时间，墙体后浇带的施工是满足不了工期目标的实现。故在结构混凝土施工过程中，为了加快施工进度，需将预处理综合池的后浇带改为加强带。图1-1预处理综合池后浇带、加强带布置平面图 二、用加强带代替后浇带的依据膨胀混凝土在凝结硬化过程中产生适当膨胀，在钢筋和邻位的约束下，在混凝土中建立起一定的自应力（约0.2MPa0.7MPa），其自应力值按下式计

5、算：c=Es·Pc混凝土自应力（MPa）截面的配筋率（%）Es钢筋的弹性模量（MPa）P钢筋的限制膨胀率（%）从公式中可以看出：在配筋率和钢筋弹性模量确定的情况下，膨胀混凝土自应力与膨胀率成正比。这样膨胀加强带部位的自应力增大，对温度收缩应力补偿能力增大，防止超长结构开裂，其原理示意图如图2-1所示：图2-1从图1中可以看出，超长混凝土结构使用普通混凝土的温度收缩应力曲线为ABCDE，其应力从两边向中间增长至B、D两点时，ftk(混凝土抗拉强度标准值)，混凝土开始开裂，释放能量；仅采用小掺量膨胀混凝土进行补偿的超长混凝土结构，能够抵消部分温度收缩应力，其温度收缩应力曲线为FGHNJ，

6、应力从两边向中间随结构长度的延伸而增长，达到G、N两点时，ftk，开始产生开裂，掺膨胀剂的混凝土达到开裂时的结构长度较普通混凝土延长，到达膨胀加强带部位（K、M）时，由于加强带部位储存较大自由应力（或膨胀力）对其进行补偿，使其应力降低，随后随长度增加重新增长，但最终结构中部最大应力值小于混凝土的抗拉标准强度标准值，即ftk，保证超长混凝土结构不开裂，这就是膨胀加强带的主要作用。为避免池壁混凝土贯穿性裂缝的产生，应采取如下四个方面措施：应尽量降低混凝土的水灰比，减少水泥用量，保证振捣密实，加强湿养护，减少池壁混凝土的收缩变形。缩短底板与池壁混凝土的浇注时间间隔，池壁混凝土拆模后应及时隐蔽回填，减

7、小二者之间的不均匀变形。保证池壁混凝土应有一定截面厚度、应有一定强度等级，提高抗拉能力。三、加强带取代后浇带的无缝设计方法在拉应力最大处设置膨胀加强带，使结构收缩得到大小适宜的补偿。|2-(Sd+ST-CT)|<|SK | （3-1）式中：2限制膨胀率；Sd干燥收缩率；ST温度收缩率；CT受拉徐变率；SK极限延伸率。混凝土的最高绝热温升为：Tmax=(W1Q1+W2Q2)/(C·) (3-2)式中：W1，W2单方混凝土水泥和膨胀剂的用量；Q1，Q2水泥和膨胀剂的水化热；混凝土的密度；C混凝土的比热容。此工程取W1=320kg/m3，W2=38kg/m3；Q1=354J/g，Q2

8、=246J/g；=2350kg/m3；C=0.97J/(g·)，得：Tmax=53.8。取混凝土墙的一维散热系数为0.5，则由水泥水化热引起的温升T1=26.9。混凝土的入模温度为29，则混凝土内部的平均温度T2=55.9。取温度系数a=1.0×10-5，则混凝土的最大冷缩值ST=×(T2-T1)=1.0×10-5×(55.9-26.9)=2.9×10-4。混凝土7d的最大干缩值为：Sd(t)=0y(1-e-0.01t)M1M2M10 (3-3)其中，0y为标准试验状态下最终收缩值，取0y=3.24×10-4；M1，M2，&

9、#183;··M10均为非标准状态下的修正参数。按国家标准GB50496-2009大体积混凝土施工规范的附录B查得，普通水泥影响系数M1=1.0；水泥细度系数M2=1.0；骨料系数M3=1.0；水灰比为0.43，M4=1.1；水泥浆量系数M5=1.2；自然状态养护7d，M6=1.0；环境湿度系数M7=0.77；水力半径的倒数系数M8=1.0;机械振捣M9=1.0；配筋率系数M10=0.85。代入式(3)得，Sd(7)=0.246×10-4。极限延伸率为：SK=0.5Rf(1+/d)×10-4 (3-4)其中，Rf=0.8Rco(lgt)2/3，Rco为混

10、凝土抗拉强度设计值；为截面纵筋配筋率；d为钢筋直径。将工程各相关参数Rco=1.43MPa，t=7d，=1.37，d=1.4cm，代入式(4)得：SK=1.01×10-4。混凝土的受拉徐变偏于安全地假定为极限延伸率的0.5倍，则：CT=0.5SK=0.505×10-4。最终变形的量值为：|2-(Sd+ST-CT)|=|1.65×10-4-(0.246+2.9-0.505)×10-4|=0.991×10-4<|SK|。由计算可知，混凝土墙不会开裂。因此，采用膨胀加强带取代后浇带，并连续浇筑混凝土满足要求。四、技术的可行性分析根据混凝土收缩变

11、形产生的原因和影响因素，减少混凝土收缩变形的控制措施主要包括以下几点：（1）在保证最小水泥用量前提下宜减少水泥用量，减少水泥用量，通常有三种可能，一是采用高效减水剂，提高28d强度，二是采用矿物掺合料部分替代。三是提高水泥强度等级。（2）在保证混凝土和易性前提下尽量降低水灰比，增强混凝土拌合物保水粘聚性。（3）保证施工振捣密实，对采用插入式振捣器振捣的泵送混凝土，应确定合理浇注厚度，一般为400500mm，合理振捣间距，一般为1030S，既不要漏振，也不要过振，特别是对流动性小的混凝土不应漏振或欠振，浇注厚度、振捣间距、振捣时间、布料间距宜取偏下限，以防蜂窝麻面的出现；对流动性大的混凝土不应过

12、振，浇注厚度、振捣间距、振捣时间、布料间距宜取偏上限，以防泌水离析和骨料下沉。（4）保证湿养护的及时性、连续性、充分性，及时性是指混凝土浇注后在终凝前应采取保水措施，连续性是指在养护期间浇水的时间间隔不能太长，始终应保持湿润状态，充分性是指要有一定湿养护时间，普通混凝土至少连续养护7d，加强带混凝土至少连续湿养护14d。按上述，本工程在将后浇带改为加强带具备的有利条件可归纳为以下4个方面。低水灰比条件：本工程混凝土水灰比为0.40.42之间。适宜的环境温度条件：混凝土浇筑时间正值秋冬季，桐庐县温度不高，湿度大，十分适宜混凝土施工。细密布筋的结构条件：加强带处配筋率较普通处高，采用细密布筋，筋间

13、距50mm，对降低混凝土裂缝的产生十分有利。良好的养护条件 基础混凝土采用覆膜养护，墙体混凝土涂刷养护剂养护，养护时间不小于14d。这种养护方法在石家庄桥东污水处理厂提标改造工程中结构施工中得到了良好的印证。五、加强带的加强施工技术措施1、混凝土配合比加强带外的普通混凝土强度等级为C30，其配合比如表1所示。表1普通C30混凝土配合比 Kg/³水泥用量粉煤灰砂石水高效减水剂3000.252.523.340.50.031加强带内的膨胀混凝土强度等级为C35，其配合比如表2所示。表2微膨胀C35混凝土配合比 Kg/³水泥用量粉煤灰砂石水UEA膨胀剂3200.252.042.78

14、0.430.122、施工工艺流程加强带内外结构施工工艺流程图，如图6-1所示。开始施工加强带位置的确定加强带处绑扎固定钢板网与钢筋骨架检查是否符合加强带要求是否浇筑加强带外C30普通砼浇筑加强带内C35微膨胀砼加强带浇水覆盖养护14d图5-13、加强施工技术措施膨胀混凝土加强带应设置在混凝土结构产生收缩应力的虽大部位，一般是在结构的中部，每隔30m设置一条。本工程中加强带长度为22.75m，宽度为2m。在加强带两侧设置与普通混凝土结构分离的通长的钢板网，网眼尺寸为1cm，在钢板网内外两侧各设置两根竖向的14钢筋固定，水平方向设置与墙体钢筋等宽的14200固定。详见图5-2图5-2加强带加固与钢

15、板网安装示意图浇筑混凝土时应避免混凝土直接冲向钢板网，以防钢板网被冲开，影响加强带效果。加强的混凝土强度等级要比带外混凝土等级提高5MPa，为C35，并加入UEA膨胀剂。浇筑时加强带混凝土与两侧普通混凝土同时浇筑。浇筑完成后，加强带混凝土要浇水覆盖养护至少14d以防止混凝土开裂。六、施工验证本工程中预处理综合池通过以加强带代替后浇带的方法设计的无缝施工方案，并且强化加强带的的施工技术措施，实现了加强带内与外的同时浇筑，进而缩短了施工周期。经过现场的质量检查，外观没有发现蜂窝、露筋、结构裂缝以及渗水等现象。经过半年多是运行，仍旧滴水不漏。结 论从偏于安全的角度出发，在拉应力比较大的位置设置了两条膨胀加