论超长钢筋混凝土结构无缝设计及施工技术

论超长钢筋混凝土结构无缝设计及施工技术本文采用理论与实例相结合，分析超长钢筋混凝土结构所存在的，伸缩缝间距设缝问题。并验证无缝设计施工技术的成功应用。

1前言

超长结构是指钢筋混凝土建筑物长度超过了《混凝土结构设计规范》所规定的伸缩缝最大间距的结构。其伸缩缝设置主要是考虑混凝土长期经受热胀冷缩，干燥收缩和施工期间水泥水化热的影响而采取的有效对应措施。超长结构中能否采用无缝设计施工，以代替原有设伸缩缝后浇带施工是企业期待解决的新课题，亦是结构设计人员需要探讨和解决的技术问题。

2受力结构保持平衡、稳定，需要设置合理伸缩缝

裂缝是影响建筑结构正常使用极限状态的重要因素。裂缝产生的原因主要是由温度、收缩、基础不均匀沉降等引起的变形作用。其引起的裂缝涉及到结构设计、地基基础、施工技术、材料质量、环境影响等方面。伸缩缝允许间距为30m～55m(室内或土中长墙，剪力墙及框架)，露天条件下为20m～35m。伸缩缝或后浇带可以有效地控制裂缝，但是对于承受很大温差和收缩作用的现浇楼板、大截面梁、剪力墙及长墙等约束度较高的结构，裂缝的概率仍然很高。

采用后浇带取代永久伸缩缝时，由于后浇带中清理垃圾困难，接缝不密实，防水性差，后期可能会形成两条裂缝，因此后浇带的构造很重要。后浇带的间距不宜过长(30m左右)，填充封闭时间间隔不宜过短，以能将总降温及收缩变形进行一半以上为准。从干硬性混凝土改为流动性混凝土的收缩量来看，估计3个～6个月方能取得明显效果，最短不少于45d，在软土地区，填充时间在封顶以后，方可有效地释放差异沉降的应力。也是根据“抗放兼备，以放为主”的原则，利用UEA补偿混凝土作为结构材料，在硬化过程中产生的膨胀作用，由于钢筋和邻位约束，在结构中建立小量预压应力σc，考虑结构的安全，膨胀量不宜过大，且在硬化14d内基本结束。

底板的厚度(高度)远小于长、宽方向尺寸，当H／L≤0.2时，板在温度收缩变形作用下，离开端部区域全截面受拉应力比较均匀，在地基约束下，出现水平法向应力σx，这是引起垂直分裂的主要应力。当水平法向应力σxmax超过混凝土抗拉强度f1时，在中部出现第一条垂直裂缝，一分为二，每块水平应力重新分布为σx，如果σx>ft，则形成第二批裂缝，这种有序性裂缝常在工程中见到。

3取消后浇带，代之以膨胀加强带新技术施工，优化施工操作程序

只有在较短的间距范围对削减温度收缩应力EaT起作用，超过一定长度后即使设后浇带也没有用，削减σxmax有效间距为40m～60m，这也是膨胀加强带间距范围。UEA混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位的约束下，钢筋受拉，混凝土受压，为了达到两者的平衡，须调整UEA掺量，使混凝土获得不同比例的预压应力，达到收缩应力等于膨胀预压应力。

在σxmax部位给予较大膨胀应力σc，在两侧给予较小的膨胀应力，全面地补偿结构的收缩应力，控制有序性裂缝的出现，这是取消后浇带的依据。补偿收缩混凝土在水中养护14d的限制膨胀率≥0.015％，其测定方法是用100mm×100mm×300mm试件中间预埋φl0限制钢筋骨架，当混凝土强度达到(3～5)MPa时脱模，用千分表测长仪测定初始长度，然后放入水中7d，14d测定其伸长率，防水工程的底板混凝土的限制嘭胀率ε2=0.02％～0.025％，侧墙ε2=0.03％～0.035％；后浇带或膨胀加强带的限制膨胀率ε2=0.035％～0.045为宜，要求混凝土膨胀率相当于0.035％～0.045％，强度等级提高5MPa，要掺入14％～15％UEA膨胀剂才能达到。

钙矾石膨胀对混凝土结构有微小破坏，7d抗压强度比普通混凝土下降10％左右属正常现象，28d强度完全能达到设计强度，掺膨胀剂混凝土下降10％左右属正常现象。28d强度完全能达到设计强度，掺膨胀剂混凝土7d抗压强度达到28d试配强度的70％便可达标。

4工程施工采用膨胀加强带的应用实例

以上所述，是从理论上认识结构裂缝的成因及消除有害裂缝的对应措施，以下所介绍的是笔者的应用实例。某大型商住楼，其中第一期工程建筑总面积为28万m2、2层地下室，长230m，宽150m。首层一二层裙房为商业用途，五栋三十二层塔楼为住宅，初步设计为伸缩缝后浇带，将整个平面分割成多个施工板块，以后浇带分隔。其具体施工措施如下：有防水要求的UEA无缝设计，在应力集中的σxmax位置(见图1)，设置一度混凝土膨胀加强带，宽度2m，带的两侧铺设密孔铁丝网，并用立筋(φ8@100)加固。施工时，加强带以外部分采用掺10％～l2％UEA微膨胀混凝土[膨胀率约(2-3)10x-4]，浇至加强带时，改用掺14％～15％UEA的大膨胀混凝土[膨胀率约(4～6)10×-4]，其混凝土强度等级比两侧高C0.5，到另一侧时，又改为浇注掺10％～12％UEA微膨胀混凝土。

如果混凝土供应或施工力量达不到连续作业要求时，可以采用“图2”的“间歇式无缝施工法。”加强带一侧改为台阶式，施工缝凿毛清洗后，用掺14％～15％UEA的混凝土浇入后浇带，随后用微膨胀混凝土浇在加强带另外一侧。

对受大气温度和风速影响较小，保温、保湿、养护操作较为容易的地下室，水池等防水结构的底板和多高层建筑的楼板，可采用“图1”的无缝设计，对于边墙，由于薄而暴露面大，立面养护困难，易受风速和温差的影响，则宜用“图3”的后浇加强带，分段浇筑墙体，等14d后再用掺14％～15％UEA的大膨胀混凝土回填。

对于柱与剪力墙连在一起的，由于柱截面和配筋率比墙体大很多，往往在相连部位出现过大的应力集中而开裂，为分散应力，在此处增设水平加强筋φ8～10@100，长度1000，其中200mm插入柱中，800mm插入墙中。由于墙体一般拆模早，养护困难，受温度影响大，水分蒸发速度快，容易开裂。为了控制温差和干缩引起的垂直裂缝，墙体的水平构造筋的配筋率不应小于0.5％，适当增加墙体厚度，并使用螺纹钢φ10～φ16，钢筋间距宜用150mm，不宜过大。

5结束语

由于正确按照超长结构无