关于超长混凝土结构采用加强带取代后浇带的工程实践

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1、关于超长混凝土结构采用加强带取代后浇带的工程实践【摘要】本文以哈尔滨爱建新城人防及地下商业街工程为例，介绍采用膨胀加强带合理取消混凝土后浇带，以控制混凝土变形裂缝的施工措施。【关键词】变形裂缝、膨胀混凝土、后浇带、加强带1工程概况哈尔滨爱建新城人防及地下商业街工程，占地面积约14万㎡，最长边约1500多m，宽135m，因混凝土为超长结构，为控制变形裂缝的产生，原设计底板做11道后浇带。经施工前研究分析，设置后浇带会给工程施工带来很多困难——使该处模板和支撑不能及时拆除，延长了工期；由于较长时间不能封闭，落进杂物难于清理；同时

2、，由于后浇带两侧，在浇筑混凝土前，混凝土侧边凿毛十分困难；同时底板和垫层混凝土与后浇带混凝土浇筑时间相隔长达40～60d，新老混凝土之间的粘结强度难以保证，后浇带连接处易产生裂缝，反而造成渗漏。为此，在施工中，我们采用混凝土中掺加适量的具有高效减水、微膨胀功能的HM外加剂来抵消混凝土的收缩，进而达到取消后浇带的目的，以改善设置后浇带带来的不足。2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0.2MPa～0.7MPa），其自应力值按下式计算：σc=ρEs

3、·εPσc——混凝土自应力（MPa）ρ——截面的配筋率（%）Es——钢筋的弹性模量（MPa）εP——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1所示：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，σ＞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

4、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，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，σ≥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σ≤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。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion

5、www.pdffactory.comσCHBGNDftkLKMEAFJxO图1为保证工期和加快施工进度，根据以上原理经我单位多次研究、分析、计算，决定不设混凝土后浇带，用加强带取代后浇带，依靠混凝土的膨胀补偿收缩，从而达到控制混凝土变形裂缝的目的。3是否设置后浇带的理论计算结构出现裂缝与干缩和温差有直接关系。当底板和外墙混凝土采用普通混凝土，且底板和外墙厚度较大时，干缩和温差均较大，易产生裂缝。在这种情况下，通过计算和工程实践表明，后浇带的间距约为30m～40m。但本工程底板混凝土不厚，混凝土中掺加占水泥重量2％左右的HM膨

6、胀剂，理论上可不设后浇带，只设加强带即可，但考虑施工等因素，为确保混凝土不出现裂缝，在实际施工中，我们在非加强带区也掺用占水泥重量0.5%的膨胀剂，以保证混凝土不出现变形裂缝。工程设计理论计算1）混凝土配筋收缩率εy(t)，按下式计算0-btεy(t)=εyM1M2…Mn（1-e）式中εy(t)—任意时间的收缩（mm/mm）；b—经验系数，一般取0.01；养护较差时取0.03；t—由浇灌时至计算时，以天为单位的时间值；00-4εy=εy(∞)—最终收缩（mm/mm），标准状态下εy=3.24×10；M1…Mn—考虑各种非标准

7、条件的修正系数；将以上参数代人公式计算底板混凝土的收缩率：-4εy（28）=3.8×102）加强带限制膨胀率：3.33t-4εx(t)=×10a1a2……a91.87+t式中t－为龄期(d)；a1a2……a9——为偏离标准条件影响系数；将上述参数代入公式，可计算出加强带限制膨胀率为：-4εx(14)=4.2×10同时计算得

8、aT

9、＜εP，

10、εx-εy

11、＜εP，所以混凝土不会开裂。在计算混凝土膨胀加强带时，公式中混凝土极限拉伸值除考虑配筋率影响外，还需考虑混凝土徐变的影响。偏于安全选取普通混凝土的松弛系数为0.5，也就是混凝土

12、的极限PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com拉伸值，在考虑徐变的条件下增加了50％。底板混凝土由于单面散热（BX702卷材防水三面覆盖）散热较慢，必须考虑徐变。值得说明的是，膨胀混凝土的受拉徐变比普通混凝土高30％