論超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)及施工技術(shù)VIP

論超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)及施工技術(shù)本文采用理論與實(shí)例相結(jié)合，分析超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所存在的，伸縮縫間距設(shè)縫問題。并驗(yàn)證無縫設(shè)計(jì)施工技術(shù)的成功應(yīng)用。

1前言

超長結(jié)構(gòu)是指鋼筋混凝土建筑物長度超過了《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的伸縮縫最大間距的結(jié)構(gòu)。其伸縮縫設(shè)置主要是考慮混凝土長期經(jīng)受熱脹冷縮，干燥收縮和施工期間水泥水化熱的影響而采取的有效對應(yīng)措施。超長結(jié)構(gòu)中能否采用無縫設(shè)計(jì)施工，以代替原有設(shè)伸縮縫后澆帶施工是企業(yè)期待解決的新課題，亦是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要探討和解決的技術(shù)問題。

2受力結(jié)構(gòu)保持平衡、穩(wěn)定，需要設(shè)置合理伸縮縫

裂縫是影響建筑結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的重要因素。裂縫產(chǎn)生的原因主要是由溫度、收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降等引起的變形作用。其引起的裂縫涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基基礎(chǔ)、施工技術(shù)、材料質(zhì)量、環(huán)境影響等方面。伸縮縫允許間距為30m～55m(室內(nèi)或土中長墻，剪力墻及框架)，露天條件下為20m～35m。伸縮縫或后澆帶可以有效地控制裂縫，但是對于承受很大溫差和收縮作用的現(xiàn)澆樓板、大截面梁、剪力墻及長墻等約束度較高的結(jié)構(gòu)，裂縫的概率仍然很高。

采用后澆帶取代永久伸縮縫時(shí)，由于后澆帶中清理垃圾困難，接縫不密實(shí)，防水性差，后期可能會(huì)形成兩條裂縫，因此后澆帶的構(gòu)造很重要。后澆帶的間距不宜過長(30m左右)，填充封閉時(shí)間間隔不宜過短，以能將總降溫及收縮變形進(jìn)行一半以上為準(zhǔn)。從干硬性混凝土改為流動(dòng)性混凝土的收縮量來看，估計(jì)3個(gè)～6個(gè)月方能取得明顯效果，最短不少于45d，在軟土地區(qū)，填充時(shí)間在封頂以后，方可有效地釋放差異沉降的應(yīng)力。也是根據(jù)“抗放兼?zhèn)洌苑艦橹鳌钡脑瓌t，利用UEA補(bǔ)償混凝土作為結(jié)構(gòu)材料，在硬化過程中產(chǎn)生的膨脹作用，由于鋼筋和鄰位約束，在結(jié)構(gòu)中建立小量預(yù)壓應(yīng)力σc，考慮結(jié)構(gòu)的安全，膨脹量不宜過大，且在硬化14d內(nèi)基本結(jié)束。

底板的厚度(高度)遠(yuǎn)小于長、寬方向尺寸，當(dāng)H／L≤0.2時(shí)，板在溫度收縮變形作用下，離開端部區(qū)域全截面受拉應(yīng)力比較均勻，在地基約束下，出現(xiàn)水平法向應(yīng)力σx，這是引起垂直分裂的主要應(yīng)力。當(dāng)水平法向應(yīng)力σxmax超過混凝土抗拉強(qiáng)度f1時(shí)，在中部出現(xiàn)第一條垂直裂縫，一分為二，每塊水平應(yīng)力重新分布為σx，如果σx>ft，則形成第二批裂縫，這種有序性裂縫常在工程中見到。

3取消后澆帶，代之以膨脹加強(qiáng)帶新技術(shù)施工，優(yōu)化施工操作程序

只有在較短的間距范圍對削減溫度收縮應(yīng)力EaT起作用，超過一定長度后即使設(shè)后澆帶也沒有用，削減σxmax有效間距為40m～60m，這也是膨脹加強(qiáng)帶間距范圍。UEA混凝土在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，在鋼筋和鄰位的約束下，鋼筋受拉，混凝土受壓，為了達(dá)到兩者的平衡，須調(diào)整UEA摻量，使混凝土獲得不同比例的預(yù)壓應(yīng)力，達(dá)到收縮應(yīng)力等于膨脹預(yù)壓應(yīng)力。

在σxmax部位給予較大膨脹應(yīng)力σc，在兩側(cè)給予較小的膨脹應(yīng)力，全面地補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制有序性裂縫的出現(xiàn)，這是取消后澆帶的依據(jù)。補(bǔ)償收縮混凝土在水中養(yǎng)護(hù)14d的限制膨脹率≥0.015％，其測定方法是用100mm×100mm×300mm試件中間預(yù)埋φl0限制鋼筋骨架，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到(3～5)MPa時(shí)脫模，用千分表測長儀測定初始長度，然后放入水中7d，14d測定其伸長率，防水工程的底板混凝土的限制嘭脹率ε2=0.02％～0.025％，側(cè)墻ε2=0.03％～0.035％；后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶的限制膨脹率ε2=0.035％～0.045為宜，要求混凝土膨脹率相當(dāng)于0.035％～0.045％，強(qiáng)度等級提高5MPa，要摻入14％～15％UEA膨脹劑才能達(dá)到。

鈣礬石膨脹對混凝土結(jié)構(gòu)有微小破壞，7d抗壓強(qiáng)度比普通混凝土下降10％左右屬正?，F(xiàn)象，28d強(qiáng)度完全能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，摻膨脹劑混凝土下降10％左右屬正常現(xiàn)象。28d強(qiáng)度完全能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，摻膨脹劑混凝土7d抗壓強(qiáng)度達(dá)到28d試配強(qiáng)度的70％便可達(dá)標(biāo)。

4工程施工采用膨脹加強(qiáng)帶的應(yīng)用實(shí)例

以上所述，是從理論上認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)裂縫的成因及消除有害裂縫的對應(yīng)措施，以下所介紹的是筆者的應(yīng)用實(shí)例。某大型商住樓，其中第一期工程建筑總面積為28萬m2、2層地下室，長230m，寬150m。首層一二層裙房為商業(yè)用途，五棟三十二層塔樓為住宅，初步設(shè)計(jì)為伸縮縫后澆帶，將整個(gè)平面分割成多個(gè)施工板塊，以后澆帶分隔。其具體施工措施如下：有防水要求的UEA無縫設(shè)計(jì)，在應(yīng)力集中的σxmax位置(見圖1)，設(shè)置一度混凝土膨脹加強(qiáng)帶，寬度2m，帶的兩側(cè)鋪設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)，并用立筋(φ8@100)加固。施工時(shí)，加強(qiáng)帶以外部分采用摻10％～l2％UEA微膨脹混凝土[膨脹率約(2-3)10x-4]，澆至加強(qiáng)帶時(shí)，改用摻14％～15％UEA的大膨脹混凝土[膨脹率約(4～6)10×-4]，其混凝土強(qiáng)度等級比兩側(cè)高C0.5，到另一側(cè)時(shí)，又改為澆注摻10％～12％UEA微膨脹混凝土。

如果混凝土供應(yīng)或施工力量達(dá)不到連續(xù)作業(yè)要求時(shí)，可以采用“圖2”的“間歇式無縫施工法?！奔訌?qiáng)帶一側(cè)改為臺(tái)階式，施工縫鑿毛清洗后，用摻14％～15％UEA的混凝土澆入后澆帶，隨后用微膨脹混凝土澆在加強(qiáng)帶另外一側(cè)。

對受大氣溫度和風(fēng)速影響較小，保溫、保濕、養(yǎng)護(hù)操作較為容易的地下室，水池等防水結(jié)構(gòu)的底板和多高層建筑的樓板，可采用“圖1”的無縫設(shè)計(jì)，對于邊墻，由于薄而暴露面大，立面養(yǎng)護(hù)困難，易受風(fēng)速和溫差的影響，則宜用“圖3”的后澆加強(qiáng)帶，分段澆筑墻體，等14d后再用摻14％～15％UEA的大膨脹混凝土回填。

對于柱與剪力墻連在一起的，由于柱截面和配筋率比墻體大很多，往往在相連部位出現(xiàn)過大的應(yīng)力集中而開裂，為分散應(yīng)力，在此處增設(shè)水平加強(qiáng)筋φ8～10@100，長度1000，其中200mm插入柱中，800mm插入墻中。由于墻體一般拆模早，養(yǎng)護(hù)困難，受溫度影響大，水分蒸發(fā)速度快，容易開裂。為了控制溫差和干縮引起的垂直裂縫，墻體的水平構(gòu)造筋的配筋率不應(yīng)小于0.5％，適當(dāng)增加墻體厚度，并使用螺紋鋼φ10～φ16，鋼筋間距宜用150mm，不宜過大。

5結(jié)束語

由于正確按照超長結(jié)構(gòu)無