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一、前言

《超長鋼筋混凝土結構無縫施工專利技術》和《補償收縮混凝土結構自防水技術》是中國建筑材料科學研究院于90年代初基于混凝土膨脹劑開發(fā)的新技術，已成功應用于國內數(shù)百項工程。 ZY膨脹劑系該院最新研制、代表國內混凝土膨脹劑最高水平的產(chǎn)品，該產(chǎn)品的問世無疑是對該技術的推廣起到了推波助瀾的作用。

蘇州市商業(yè)街F城是上海新紐投資管理公司蘇州分公司投資興建的，由北京中鐵工建筑工程設計院蘇州分院設計，蘇州建鑫建筑安裝工程有限公司總承包。該工程地下室是當前蘇州最大的防水工程，由于地下水位高，建筑面積大，工期緊，給業(yè)主、施工方和設計院帶來一個新課題，能否使施工又快又省且保證工程質量呢？工程各方經(jīng)過咨詢、論證后，決定采用中國建筑材料科學研究院的無縫施工和結構自防水新技術。

二、工程概況及技術方案的提出

蘇州市商業(yè)街F城地下一層為停車庫，地上分別為三、四、五層商業(yè)建筑。根據(jù)設計圖紙，地下室基礎埋深為-6.8m，地下室總長193m，總寬134m，底板厚600mm，雙層雙向φ18@150，上翻梁900×1500mm，邊墻厚400mm，雙層φ14@100，頂板厚250mm，雙層雙向φ10@130，防水砼設計等級C40，抗?jié)B標號P8。

該地下室屬超長超寬鋼筋砼結構，按常規(guī)設計，每30－40m設一道后澆縫，等砼收縮40－50天后填縫，另外，在迎水面做全包柔性防水層，這樣，施工復雜，工期延長，整體防水和抗震差，柔性防水卷材的壽命只有20－30年，與砼的壽命70－100年不同步，施工期正值雨季，對防水卷材施工極不利，難以保證整體防水質量。

由此，我方提出F城地下室的總體防水技術方案。

1．地下室底板采取ZY補償收縮砼結構自防水，取消外防水作業(yè)，邊墻的補償收縮砼

結構自防水為主，迎水面作一道聚合物水泥防水涂料。

2．地下室為超長鋼筋砼結構，底板、頂板設置膨脹加強帶，間距為50m左右，以膨脹加強帶減免后澆縫，實現(xiàn)連續(xù)、間歇或后澆式澆筑砼，邊墻設后澆式膨脹加強帶，分段澆筑，14天后填縫。膨脹加強帶砼強度等級為C45，抗?jié)B標號P8。

三、膨脹加強帶的設置

1.膨脹加強帶的具體位置及配筋

根據(jù)本工程結構的具體情況并結合設計要求，我們確定了膨脹加強帶的位置，底板和頂板膨脹加強帶的位置見圖3，墻板的膨脹加強帶和底板、頂板的膨脹加強帶位置相對應。

圖3     底板膨脹加強帶和后澆帶布置圖

在水平構造筋方面，選擇細而密的配筋方式，通過提高鋼筋混凝土的極限拉伸能力，增強鋼筋混凝土的抗裂作用。本工程底板雙層雙向φ18@150，配筋率ρ=0.56%；頂板雙層雙向φ10@130，配筋率ρ=0.54%；邊墻雙層φ14@100，配筋率ρ=0.77%。這些配筋設計都對結構抗裂有利。

膨脹加強帶部分增加10-15%的溫度應力補償鋼筋。增加的補償鋼筋的位置垂直于加強帶，設置間距為水平構造筋的兩倍。補償鋼筋延伸到加強帶兩側50cm，其材質與構造筋相同，直徑小于構造筋1～2個規(guī)格。

底板上膨脹加強帶部分的補償鋼筋直接綁扎在其對應的面筋上，而墻板、頂板上膨脹加強帶部分的補償鋼筋須綁扎在其對應的面筋和底筋上。

膨脹加強帶設置間距為2m，帶的兩側用孔經(jīng)為5mm的鋼絲網(wǎng)攔起，并采用鋼筋綁扎牢固。

底板、頂板膨脹加強帶根據(jù)實際情況，可采取連續(xù)澆筑，即加強帶一側小膨脹混凝土澆筑完后，可接著澆筑帶內大膨脹混凝土，完后再接著澆筑帶外另一側小膨脹混凝土，也可采用后澆式，即兩側小膨脹混凝土澆筑完后，再用大膨脹混凝土統(tǒng)一回填加強帶。

邊墻的膨脹加強帶采取后澆式，且兩側設置鋼板止水帶。待兩側混凝土澆筑14天后，再用大膨脹混凝土回填。

四、ZY補償收縮混凝土配合比

1.配合比設計依據(jù)

①F城地下室設計砼強度等級為C40，抗?jié)B標號為P8，采用60天抗壓強度為強度等級，以降低水化熱和減少水泥用量。

②砼坍落度18-20cm，30分鐘內坍落度損失不超過2-3cm。

③凝結時間：初凝10-12小時，終凝12-16小時。

④ZY補償收縮砼的限制膨脹率（ε2）預期目標：底板砼ε2=0.015-0.02%，邊墻砼ε2=0.020-0.025%，膨脹加強帶和后澆帶砼ε2=0.025-0.030%。

2.試驗材料

①水泥：蘇州天貿(mào)建材有限公司P.O.42.5水泥

②砂：中砂，細度模數(shù)2.5—2.8，含泥量小于3%

③石子：5-31.5mm連續(xù)級配石子，含泥量小于1%

④粉煤灰：蘇州望電Ⅰ級粉煤灰

⑤膨脹劑：北京中巖特材公司ZY膨脹劑

⑥減水劑：蘇州金星砼外加劑公司JN-3緩凝高效減水劑

3.ZY補償收縮砼配合比的確定

我方提供混凝土參考配合比，協(xié)同天緣水泥有限公司商品混凝土分公司經(jīng)過多次混凝土實驗，并經(jīng)過當?shù)刭|檢中心檢驗確定，最終確定以下配合比（見表一）：

表一 補償收縮砼配合比

4.實驗室條件下混凝土性能的測定（見表二）

 表二 各配合比混凝土實驗室性能

5.模擬現(xiàn)場條件下混凝土有關性能的測定

為了滿足施工要求，混凝土性能測定選擇在室外，溫度33℃，晴天，與施工現(xiàn)場條件一致。上述各組配合比凝結時間的檢測結果為：初凝時間約8h，終凝時間約9h，出機坍落度為190mm左右，30分鐘坍落度約為160mm。能滿足施工現(xiàn)場的操作要求，高效減水劑的緩凝性能良好，能最大限度地杜絕冷縫的出現(xiàn)。有關性能的測定見表三。

表三  模擬條件下混凝土的有關性能

另外，由于現(xiàn)場原材料質量有變化（主要是砂石的含水率、批次水泥性能波動等），及時對混凝土配合比進行微調，以滿足施工對混凝土性能的要求。

五、補償收縮混凝土的拌制和澆筑

本工程補償收縮混凝土的供給采取商混和現(xiàn)場攪拌兩種方式，這兩種方式互相補充，能夠保證混凝土的隨時澆灌和連續(xù)澆筑的設計要求，現(xiàn)場攪拌設備為強制式攪拌機，攪拌時間控制在60s左右，嚴格控制混凝土攪拌均勻。

1.原材料計量

各種原料必須經(jīng)過計量后才能投入攪拌機，計量誤差按下列要求控制（重量計）：

水泥、外加劑、膨脹劑、粉煤灰、水：       ±1％

砂、石：                                 ±2％

2.混凝土攪拌

仔細校核計量裝置，檢查攪拌機器設備和現(xiàn)場泵管布置，確保混凝土生產(chǎn)和泵送時設備能夠正常運轉。

派專人負責投料，并符合計量要求。尤其膨脹劑不得少摻，也不得多摻。

及時測定砂、石的含水率，以便及時調整混凝土拌合用水量，嚴禁隨意增加用水量。

3.ZY補償收縮混凝土的澆注施工

整個地下室ZY補償收縮混凝土結構分為底板、墻板和地下室頂板和后澆帶四個分項，其中地下室底板、墻板和頂板按后澆帶分為三個流水段。即第一流水段為1-18軸×J-S軸、第二流水段為18-24軸×A-J軸、第三流水段為1-18軸×A-J軸。見圖3。

本工程頂板標高不一，為了便于施工，同時又避免墻板一次澆筑高度太大，為此外墻板上下設置二道施工縫，分別留設在標高為-5.5m與-2.15m處，且設置-400×3mm鋼板止水帶。

底板混凝土采用2臺汽車泵和2臺固定拖泵同時由一側向另一側平行后退，即“一個坡度，薄層澆筑，齊頭并進，循序后退”的方法，使上下層混凝土澆筑停歇時間不超過混凝土初凝時間，確保混凝土連續(xù)澆筑。墻板、頂板的混凝土采用兩臺固定拖泵進行澆灌，控制混凝土的下料高度在2m以內，采取分層澆筑。

自防水混凝土的振搗必須密實，不能漏振、欠振、過振。振搗時間宜為20～30秒，以混凝土開始泛漿和不冒氣泡為準。振搗時快插慢拔，振點布置要均勻。在施工縫、預埋件處加強振搗，以免振搗不實，造成滲水通道。振搗時應盡量不觸及模板、鋼筋、止水帶，以防止其位移、變形。

因施工時天氣炎熱，且泵管較長（最大輸送距離約270m左右），用濕麻袋包裹泵管，定期澆水降溫，以確保混凝土澆注順暢。

4.養(yǎng)護工序

本工程地下室底板采用蓄水養(yǎng)護；頂板采用覆蓋麻袋并澆水養(yǎng)護；墻板混凝土在澆筑完1天后，及時松動模板的支撐螺栓，并使模板與砼之間留有縫隙，然后從上部灌水，使水沿立面自然淌下的養(yǎng)護方法，且延長拆模時間，以減少混凝土在空氣中的暴露時間。各部位混凝土的養(yǎng)護時間均不少于14天。

六、工程質量

整個地下室混凝土結構的澆筑，從2003年7月22日開始至同年10月25日結束，用于抗裂防滲的ZY補償收縮泵送混凝土總計3萬余立方米。標準養(yǎng)護試塊留置C40、P8砼125組，C45、P8砼17組，抗?jié)B試塊留置15組；同條件養(yǎng)護試塊留置C40、P8砼21組，C45、P8砼8組。經(jīng)蘇州市工業(yè)園區(qū)建工質檢站檢驗，各部位混凝土性能取樣檢測全部達到設計要求。

地下室結構驗收時，時值入冬時節(jié)（12月19日），地下室因各種原因尚未做柔性外防水和覆土回填，整個基礎經(jīng)歷了酷暑到嚴寒，僅在外墻的某些通風口和局部區(qū)域發(fā)現(xiàn)些須表面微裂縫（<0.15mm）,經(jīng)查證這些微裂縫是拆模后沒有及時回填土而后期形成的，但仍未超過規(guī)范要求（<0.2mm）。

截止目前，地下室經(jīng)多次試水試驗，未發(fā)生任何滲漏現(xiàn)象，各方人員對整個地下工程補償收縮混凝土質量表示非常滿意。

七、結語

1.從施工效果看，該技術相對常規(guī)施工方法具有技術先進、節(jié)省投資、縮短工期等優(yōu)越性，利于推廣應用。

2.合理的混凝土配合比設計和精心的專業(yè)人員現(xiàn)場技術服務是保證地下室ZY補償收縮高標號混凝土不裂不滲的關鍵。

3.外墻板澆注完后，應盡早回填土工程，這樣有利于混凝土的保濕保溫養(yǎng)護。

4.現(xiàn)場拌制混凝土，能夠隨時監(jiān)控混凝土原材料的計量，尤其是影響補償收縮混凝土限制膨脹率的ZY膨脹劑的摻量。而且調整及時，操作靈活，不會出現(xiàn)坍落度突大突小的現(xiàn)象，并能避免冷縫的出現(xiàn)。

5.一般情況下，現(xiàn)場混凝土的限制膨脹率會因各種因素（氣溫、濕度、施工規(guī)程、混凝土輸送距離等）的影響而降低，比實驗室降低約0.01%。因此實驗室試配時要適當調高限制膨脹率的指標。

6.夏季施工，氣溫高，宜選用高效緩凝型減水劑，以利于現(xiàn)場施工對混凝土性能的要求，也可減免因集中水化熱而引起的溫差裂縫。