摘要: 福建大劇院工程施工中, 結合超長結構混凝土的具體特點, 采用超長混凝土結構無縫施工技術, 把后澆帶改變為膨脹加強帶, 有效地控制了超長結構混凝土裂縫開展, 加快了施工進度, 取得了很好的社會效益和經濟效益。
關鍵詞: 混凝土; 后澆帶; 膨脹加強帶
中圖分類號: TU 375 文獻標識碼: B 文章編號: 1000- 4726( 2007) 02- 0104- 03
福建大劇院位于福州市五一廣場南側, 南臨規劃中的海底路, 西臨廣達路, 總建筑面積為29 712 m2, 建筑分A、B、C三個分區。其中A區為歌劇院, 建筑面積為22 865 m2, 地下1層, 面積3 200 m2, 地上4層( 局部5層)面積19 665m2; B區為會議廳、多功能廳等, 建筑面積為42 02m2, 地下1層, 面積1 100m2, 地上3層面積3 102m2;C區為多功能劇場及附屬設施, 地上3層, 建筑面積2 645m2。
本工程為框架剪力墻結構體系, A區長117.5m, 寬74m, 高22.6m, 局部高38m。B區、C區均為長約59m, 寬23m, 高14m。結構安全等級A區、C區為一級, B區為二級, 防水等級一級。混凝土強度等級為地下室底板C30P8, 外墻C40P8, 框架柱、剪力墻C40, 梁板C35。底板厚900mm、800mm、400mm。
1 工程設計
A區自地下室底板至上部結構標高12.950m, 設計了二橫一縱的后澆帶, 結構平面劃分為6塊。B區、C區均設計一條橫向后澆帶, 后澆帶混凝土澆筑時間為兩側混凝土澆筑后兩個月, 但由于: ( 1) 本工程結構復雜,施工難度大, 后澆縫的保護、清理與鑿毛非常困難; ( 2)設計防水等級為一級, 采用后澆帶施工縫增多, 留下滲漏水隱患; ( 3) 施工工期緊, 結構為220 d, 而設計要求后澆帶的填縫需待結構兩側混凝土澆筑后2個月方可施工, 影響總工期。鑒于以上原因, 經與設計單位、監理單位協商, 同意后澆帶變更為膨脹加強帶。依據超長無縫結構技術, 膨脹加強帶和后澆膨脹加強帶的間距控制在40～60m, 總長控制在100～150m, 原結構設計圖后澆帶設計的間距和位置均可滿足“無縫設計”膨脹加強帶的要求, 膨脹加強帶布置為原后澆帶的位置, 見圖1陰影部分。
2 超長結構無縫設計施工新技術
2.1 基本原理
HEA膨脹劑, 是以高鋁熟料為主要原料生產的具有良好膨脹源的混凝土膨脹劑, 其特點是膨脹能量大,干縮小, 摻入混凝土后能補償混凝土的收縮, 達到抗滲防裂目的。超長無縫混凝土結構是以HEA補償收縮混凝土為結構材料, 以加強帶取代后澆帶連續澆筑的超長鋼筋混凝土結構。利用摻HEA的補償收縮混凝土為結構材料, 在硬化過程中產生膨脹作用, 由于鋼筋和鄰位約束, 在結構中建立0.2～0.7MPa的少量預壓應力, 通過調整混凝土中HEA摻量可使不同區段獲得不同的預壓應力, 以此來補償混凝土在硬化過程中因溫差和干縮產生的拉應力, 從而防止裂縫出現, 起到抗滲、防水的作用。使用這種方法可連續澆筑100～200 m超長結構。根據抗裂原理, 只要控制混凝土的收縮與膨脹保持一個相對的范圍內, 就能做到結構無縫或裂縫控制在規范允許范圍內, 滿足工程的使用功能。
在應力集中的σmax膨脹加強帶兩側鋪設密目鋼絲網, 并用立筋加固, 防止混凝土流入加強帶, 加強帶之間適當增加水平構造鋼筋10%～15%。施工時, 加強帶外用摻8%～10%HEA的小膨脹混凝土, 澆筑到加強帶時, 用摻12%～13%HEA的大膨脹混凝土, 其強度等級比兩側高5MPa。到另一側時, 又改為澆筑摻8%～10%HEA的小膨脹混凝土。如此循環下去, 連續澆筑HEA混凝土, 實現無縫施工。通過HEA的不同摻量, 可使混凝土結構在長度方向獲得相應大小的補償收縮的膨脹應力( 圖2) 。
2.2 超長無縫結構混凝土的施工
2.2.1 原材料的選擇
本工程水泥選用較穩定、水化熱低的煉石牌P.O.42.5普通硅酸鹽水泥, 以降低水化熱。粗骨料選用閩江產破碎河卵石, 級配5～31.5mm連續級配, 且含泥量、泥塊含量、針片狀含量、壓碎指標符合建筑用粗骨料Ⅱ類質量要求; 細骨料選用潔凈的閩江中砂, 連續級配, 細度模數為2.3～2.5, 含泥量<1%; 外加劑Ⅰ選用福建省建筑科學研究院TW- 10A高效泵送劑; 外加劑Ⅱ選用福建省建筑科學研究院HEA高性能膨脹劑; 摻合料選用漳州后石電廠生產的Ⅱ級原狀粉煤灰, 其各項指標均符合GB1596—1991中的Ⅱ級粉煤灰技術標準,降低水化熱, 并且使水化熱均勻緩慢釋放, 減少早期收縮, 增強混凝土后期強度。
2.2.2 地下室底板膨脹加強帶施工
(1) 混凝土配合比見表1, 2。
(2) 混凝土供應或施工力量達到連續作業要求時, 采用圖3的施工方法, 若混凝土供應或施工力量達不到連續作業要求時, 采用圖4的“間歇式無縫施工法”, 加強帶一側為臺階式。
2.2.3 地下室外墻及剪力墻膨脹加強帶施工對于地下室外墻加強帶, 由于墻體薄、面積大, 養護困難, 受到風速和大氣溫度影響大, 容易出現收縮裂縫。采用分段澆筑墻體, 用摻8%～0%HEA的小膨脹混凝土, 養護14 d后, 用摻12%～13%的大膨脹混凝土澆筑加強帶。此方法與傳統后澆帶相同, 要設鋼板或遇水膨脹止水帶( 圖5) , 可比傳統后澆帶縮短工期30 d左右。
2.2.4 樓板、梁膨脹加強帶施工
對于超長結構樓板, 采用泵送混凝土的收縮值比現澆混凝土大20%～30%, 為減少有害裂縫, 除采用大膨脹混凝土澆筑外, 應在加強帶處增加細而密的雙向配筋, 見圖6。
對于超長結構的梁, 在加強帶處, 應加大腰筋直
徑, 加密間距, 并滿足受拉錨固和搭接長度的要求, 見圖7。
超長無縫結構混凝土澆筑時, 應與混凝土攪拌站加強聯系, 嚴格按配合比和施工組織設計進行施工。混凝土澆筑完畢, 進行混凝土表面處理, 及時澆水養護;大體積混凝土還應覆蓋一層塑料薄膜及保溫被進行保溫保濕養護, 并加強溫度監控。
3 結束語
現代建筑或構筑物越來越多地采用了超長或雙向超長結構, 如按傳統技術每個工程須留置少則幾條多則數十條后澆帶, 后澆帶一般需經40～60 d才能封填,拖延工期, 給施工帶來麻煩, 且結構整體( 防水) 性不好。福建大劇院超長鋼筋混凝土結構無縫設計施工技術的應用, 突破了傳統的設計施工規范, 用“膨脹加強帶”替代了原來的后澆帶, 減少了施工對后澆帶處理這一繁瑣的環節, 大大地縮短了施工周期, 加快了施工進度, 取得良好的技術經濟效益和社會效益。
參考文獻
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