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摘要：超长、超宽钢筋混凝土结构中,后浇带的应用相当普遍。但常规后浇带施工，工序繁多，时间跨度长，施工成本高，防渗效果差，在实际设计及施工中出现了采用膨胀加强带代替后浇带。从作用原理分析两种方案的设计可行性。
关键词：膨胀加强带后浇带超长混凝土结构
1 “后浇带”的设计
后浇带是现浇钢筋混凝土结构施工过程中,用于克服由于温度收缩和结构主体沉降而可能产生的有害伸缩和沉降的一种临时施工缝"后浇带的设置通常为每30～40米设置一道,宽度800～1000mm，一般钢筋不切断,且要配置适量的加强钢筋,待后浇带两侧混凝土浇筑完2个月后(如工期非常紧迫和有特别困难时,也不得小于1个月),将两侧混凝土表面凿毛,清洗干净再用比设计强度等级高一级的混凝土(宜用加膨胀剂的补偿收缩混凝土)浇灌,并振捣密实并加强养护。现浇钢筋混凝土结构后浇带宜布置在剪力较小的跨度中间范围以内。任何事物都具有两重性,后浇带也有以下几点缺点:(1)留于基础底部结构的后浇带,需要时间长,不可避免地落进各种各样的垃圾杂物,由于底部结构钢筋较粗较密,使得清理工作非常艰难；(2)后浇带贯穿整个地下、地上结构,所到之处遇梁断梁,遇板断板,给施工带来很多不便,因而影响结构施工进度；(3)后浇带混凝土的干缩容易在新旧混凝土的连接处产生裂缝,设置施工后浇带的初衷是防止混凝土裂缝的产生,而后浇带处理不好却人为地在每条后浇带处造成两条贯穿裂缝,从而引起渗水。
2 “加强带”的设计
“加强带”是中国建筑材料研究院抗裂防渗技术中心等设计、科研机构的专家们研制成功了超长钢筋混凝土结构采用UEA微膨胀混凝土技术,取消原设计中的后浇带,以“膨胀带”替代伸缩缝或后浇带,一次浇筑成功,即所谓“无缝设计”。采用以膨胀混凝土加强带取代后浇带的连续浇筑无缝施工技术,不仅消除了如前所述后浇带施工带来的一些弊端,还增加了混凝土的密实度,提高混凝土的强度及抗裂、防渗性能，同时缩短了工期,节省了造价。
UEA补偿收缩混凝土的抗裂机理据“掺U型膨胀剂(UEA)混凝土的配合比设计和施工规程”,在硅酸盐类水泥中掺入10%～20%UEA(取代水泥率)可拌制成补偿收缩混凝土,可在混凝土建立0.2MPa～0.7MPa预压应力,从而抵消混凝土在硬化过程中全部或大部分拉应力,使混凝土结构不裂,不裂就不渗,这就是UEA混凝土作结构自防水的基本原理。UEA补偿收缩混凝土能产生膨胀效应,仅在14d内的膨胀不但能补偿混凝土的收缩,而且能降低混凝土的收缩,所以任意长发可不留伸缩缝。对于超过50m的钢筋混凝土结构,采用无缝设计和施工,用2m-3m宽的膨胀加强带代替后浇带,混凝土一次续浇筑在建筑设计和施工中已成趋势。
膨胀加强带设计过程中必须根据结构的具体情况,适当的选取膨胀剂及确定限制膨胀率,合理的布置膨胀加强带以及设置膨胀加强带的宽度，这既是膨胀加强带取代伸缩缝技术的设计关键,又是这种无缝设计施工技术更为广泛应用所必须解决的问题。目前,膨胀加强带位置的布置及膨胀加强带宽度的确定主要是通过参考以往成型工程的设计施工经验来确定,这种方法不能充分考虑结构的具体形状及复杂边界条件的影响,难以做到经济有效的补偿。
考虑结构强度的安全,膨胀不能太大,且在硬化14d基本结束。经研究，UEA替代水泥量10％～12％范围内，对强度不影响,其膨胀率约为0.02%～0.03%，在配筋率0.2%～0.8%下,可在结构中建立0.2MPa～0.7MPa预压应力,这一预压应力大致可以补偿混凝土在硬化过程中产生温差和干缩的拉应力,从而防止收缩裂缝。
膨胀加强带的做法主要有以下三个要点:
(1)带宽2.0米,带的两侧布置5的密孔钢丝网,将带内混凝土与带外混凝土分隔开,钢丝网垂直布置在上下层(或内外层)钢筋之间,两端分别绑扎在上下层(或内外层)钢筋上。
(2)带内增设10%～15%的加强钢筋,均匀布置在上下层(或内外层)钢筋上,加强筋垂直分布于膨胀加强带长度方向,两端各伸出膨胀加强带30d(d为钢筋直径),并固定在上下层(或内外层)钢筋上。
(3)带内混凝土外掺12%（占胶凝材料总质量）膨胀剂，比带外混凝土膨胀剂掺量高4%（带外混凝土膨胀剂掺量为8%）。带内采用设计强度等级比相邻非加强带混凝土强度等级高一级的混凝土进行浇筑。
膨胀加强带的布置原则：
(1)加强带的数量及其位置宜根据公式计算确定,根据每条加强带的补偿能力确定其数量。
(2)加强带的宽度不宜太窄,一般控制在2m～3m。
(3)膨胀加强带的位置宜布置在拉应力较大、配筋变化或截面突变以及应力集中部位。
3 结语
采用UEA补偿收缩混凝土建造超长的钢筋混凝土结构,可不留伸缩缝或后浇缝,以膨胀带代替伸缩缝,可连续浇灌混凝土无限长而不留缝。这一“抗”的原理不但在理论上是正确的,而且通过许多重大工程的施工实践,证明是切实可行的,无渗漏现象。设计规范规定,对于荷载引起的裂缝有计算公式,其允许宽度裂缝有严格的限制,对于收缩变形引起的裂缝没有计算规定,只要求设计时每隔一定的距离设伸缩缝,在讨论的延长伸缩缝间距的设计中,只要在应力集中(混凝土极限拉伸最大值)处,设后浇带或加强带,就可连续浇筑超长混凝土结构,实现无缝施工。但是,在一般情况下,对于经常受到温度变化影响的混凝土结构(例如:房屋屋面),如果结构没有可靠的保温隔热措施的话,后浇带或加强带都不能解决由于外界温差波动引起结构的开裂问题,它们只能解决混凝土结构自身在一定时间段内由于收缩而引起的开裂问题。这一点在设计工程中应该注意。
参考文献
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997
[2]冯浩,朱清江.混凝土外加剂工程应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2005
[3]国家标准GB50119－2003,混凝土外加剂应用技术规范
[4]YJGF22－92,UEA补偿收缩混凝土防水工法
关键词：膨胀加强带后浇带超长混凝土结构
1 “后浇带”的设计
后浇带是现浇钢筋混凝土结构施工过程中,用于克服由于温度收缩和结构主体沉降而可能产生的有害伸缩和沉降的一种临时施工缝"后浇带的设置通常为每30～40米设置一道,宽度800～1000mm，一般钢筋不切断,且要配置适量的加强钢筋,待后浇带两侧混凝土浇筑完2个月后(如工期非常紧迫和有特别困难时,也不得小于1个月),将两侧混凝土表面凿毛,清洗干净再用比设计强度等级高一级的混凝土(宜用加膨胀剂的补偿收缩混凝土)浇灌,并振捣密实并加强养护。现浇钢筋混凝土结构后浇带宜布置在剪力较小的跨度中间范围以内。任何事物都具有两重性,后浇带也有以下几点缺点:(1)留于基础底部结构的后浇带,需要时间长,不可避免地落进各种各样的垃圾杂物,由于底部结构钢筋较粗较密,使得清理工作非常艰难；(2)后浇带贯穿整个地下、地上结构,所到之处遇梁断梁,遇板断板,给施工带来很多不便,因而影响结构施工进度；(3)后浇带混凝土的干缩容易在新旧混凝土的连接处产生裂缝,设置施工后浇带的初衷是防止混凝土裂缝的产生,而后浇带处理不好却人为地在每条后浇带处造成两条贯穿裂缝,从而引起渗水。
2 “加强带”的设计
“加强带”是中国建筑材料研究院抗裂防渗技术中心等设计、科研机构的专家们研制成功了超长钢筋混凝土结构采用UEA微膨胀混凝土技术,取消原设计中的后浇带,以“膨胀带”替代伸缩缝或后浇带,一次浇筑成功,即所谓“无缝设计”。采用以膨胀混凝土加强带取代后浇带的连续浇筑无缝施工技术,不仅消除了如前所述后浇带施工带来的一些弊端,还增加了混凝土的密实度,提高混凝土的强度及抗裂、防渗性能，同时缩短了工期,节省了造价。
UEA补偿收缩混凝土的抗裂机理据“掺U型膨胀剂(UEA)混凝土的配合比设计和施工规程”,在硅酸盐类水泥中掺入10%～20%UEA(取代水泥率)可拌制成补偿收缩混凝土,可在混凝土建立0.2MPa～0.7MPa预压应力,从而抵消混凝土在硬化过程中全部或大部分拉应力,使混凝土结构不裂,不裂就不渗,这就是UEA混凝土作结构自防水的基本原理。UEA补偿收缩混凝土能产生膨胀效应,仅在14d内的膨胀不但能补偿混凝土的收缩,而且能降低混凝土的收缩,所以任意长发可不留伸缩缝。对于超过50m的钢筋混凝土结构,采用无缝设计和施工,用2m-3m宽的膨胀加强带代替后浇带,混凝土一次续浇筑在建筑设计和施工中已成趋势。
膨胀加强带设计过程中必须根据结构的具体情况,适当的选取膨胀剂及确定限制膨胀率,合理的布置膨胀加强带以及设置膨胀加强带的宽度，这既是膨胀加强带取代伸缩缝技术的设计关键,又是这种无缝设计施工技术更为广泛应用所必须解决的问题。目前,膨胀加强带位置的布置及膨胀加强带宽度的确定主要是通过参考以往成型工程的设计施工经验来确定,这种方法不能充分考虑结构的具体形状及复杂边界条件的影响,难以做到经济有效的补偿。
考虑结构强度的安全,膨胀不能太大,且在硬化14d基本结束。经研究，UEA替代水泥量10％～12％范围内，对强度不影响,其膨胀率约为0.02%～0.03%，在配筋率0.2%～0.8%下,可在结构中建立0.2MPa～0.7MPa预压应力,这一预压应力大致可以补偿混凝土在硬化过程中产生温差和干缩的拉应力,从而防止收缩裂缝。
膨胀加强带的做法主要有以下三个要点:
(1)带宽2.0米,带的两侧布置5的密孔钢丝网,将带内混凝土与带外混凝土分隔开,钢丝网垂直布置在上下层(或内外层)钢筋之间,两端分别绑扎在上下层(或内外层)钢筋上。
(2)带内增设10%～15%的加强钢筋,均匀布置在上下层(或内外层)钢筋上,加强筋垂直分布于膨胀加强带长度方向,两端各伸出膨胀加强带30d(d为钢筋直径),并固定在上下层(或内外层)钢筋上。
(3)带内混凝土外掺12%（占胶凝材料总质量）膨胀剂，比带外混凝土膨胀剂掺量高4%（带外混凝土膨胀剂掺量为8%）。带内采用设计强度等级比相邻非加强带混凝土强度等级高一级的混凝土进行浇筑。
膨胀加强带的布置原则：
(1)加强带的数量及其位置宜根据公式计算确定,根据每条加强带的补偿能力确定其数量。
(2)加强带的宽度不宜太窄,一般控制在2m～3m。
(3)膨胀加强带的位置宜布置在拉应力较大、配筋变化或截面突变以及应力集中部位。
3 结语
采用UEA补偿收缩混凝土建造超长的钢筋混凝土结构,可不留伸缩缝或后浇缝,以膨胀带代替伸缩缝,可连续浇灌混凝土无限长而不留缝。这一“抗”的原理不但在理论上是正确的,而且通过许多重大工程的施工实践,证明是切实可行的,无渗漏现象。设计规范规定,对于荷载引起的裂缝有计算公式,其允许宽度裂缝有严格的限制,对于收缩变形引起的裂缝没有计算规定,只要求设计时每隔一定的距离设伸缩缝,在讨论的延长伸缩缝间距的设计中,只要在应力集中(混凝土极限拉伸最大值)处,设后浇带或加强带,就可连续浇筑超长混凝土结构,实现无缝施工。但是,在一般情况下,对于经常受到温度变化影响的混凝土结构(例如:房屋屋面),如果结构没有可靠的保温隔热措施的话,后浇带或加强带都不能解决由于外界温差波动引起结构的开裂问题,它们只能解决混凝土结构自身在一定时间段内由于收缩而引起的开裂问题。这一点在设计工程中应该注意。
参考文献
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997
[2]冯浩,朱清江.混凝土外加剂工程应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2005
[3]国家标准GB50119－2003,混凝土外加剂应用技术规范
[4]YJGF22－92,UEA补偿收缩混凝土防水工法