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摘要：某学校教学楼防空地下室二层工程，地下室建筑面积48939.64m2；南北向地下室长度153.5m，东西向地下室宽度154.5m。采用超长结构无缝施工技术，解决了大体积混凝土施工中的防止整体开裂及防水问题，大大缩短了工期，提升了工程整体质量。
关键词：超长结构无缝施工膨胀加强带
一、引言
超长结构无缝施工技术近年来发展迅速。本项目采用膨胀加强带代替后浇带，实现了混凝土的连续浇筑、缩短了工期，使用补偿收缩混凝土，解决了混凝土开裂问题大大提升了工程质量，为超长结构无缝的施工技术的发展提供技术支持。
二、工程概况
新疆医科大学新校区建设项目（一期）防空地下室（二）工程，防空地下室二层，建筑面积48939.64㎡；南北向地下室长度153.5m，东西向地下室宽度154.5m，高度11.0m。设计基础为筏板基础。
防空地下室包括两部分：
1、教学楼区域的地下室，共二层；
2、独立地下室（与教学楼贯通），共二层。
三、技术难点及解决方案
1、地下室结构超长，面积大，整体抗裂、防水难度大。
2、结构超长，如采用传统做法，设置多条后浇带。后浇带一般需要42天以后才能浇筑，工期得不到保障；再者由于后浇带浇筑间隔时间长，直接导致施工界面难于清理等诸多问题，不仅施工质量得不到保证，而且直接影响到工程整体质量。
基于以上二个原因，设计采用掺加SY-K膨胀纤维抗裂防水剂的混凝土超长结构无缝施工技术。混凝土超长无缝施工技术，取消后浇带，实现混凝土连续浇筑，最大限度缩短工期。
四、超长无缝结构施工技术方案
本方案依据JGJ/T178-2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》，保留原图沉降后浇带，将原有后浇带设置为2000mm宽连续式膨胀加强带或间歇式膨胀加强带，用于膨胀加强带的补偿收缩混凝土的设计强度等级应比两侧混凝土提高一个等级。
五、膨胀加强带的做法
膨胀加强带的两侧采用5mm密目钢丝网（快易收口网），为防止混凝土压坏钢丝网，并用立筋C8@150及水平筋C16@200骨架加固，防止混凝土流入加强带，影响抗裂性能。
六、膨胀加强带的浇筑方式
膨胀加强带浇筑方式有连续式、间歇式或后浇式三种，《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178-2009规定：膨胀加强带浇筑方式宜按表6-1进行选择。
表6-1膨胀加强带浇筑方式
八、本工程超长结构混凝土技术方案
要确保混凝土的质量，必须采用合格的原材料，原材料的质量控制指标如下：
8.1水泥、砂、石等大宗原材料的质量
8.1.1水泥、砂、石
本工程混凝土应采用达到国标GB175-2007《通用硅酸盐水泥》中各项技术指标要求的普通硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥。鉴于目前市场上各个生产厂的水泥或者同一水泥厂不同批的水泥有时候差异很大，应对水泥的以下性能进行一些控制：
1、水泥细度：水泥不宜过细，水泥越细，收缩越大，早期水化热也大，应按水泥标准试验方法检验的水泥的比表面积不宜超过360㎡/kg，即使水泥细度有波动，其最大比表面积也不得超过380㎡/kg。
2、碱含量：应采用碱含量小于0.6%的水泥。
水泥出厂温度：水泥的初始温度会直接影响混凝土的入模温度和水化热最高值，因此，应控制水泥的出厂温度不宜大于60℃，使用时不得使用大于60℃的水泥。
砂、石应达到国家标准的有关要求，采用天然的水洗的河砂和5～40mm的卵石。
8.1.2泵送剂、掺合料
泵送剂必须具有缓凝、凝结时间可调的功能，应根据气温变化及时调整泵送剂的凝结时间指标。
为减少水泥用量，控制混凝土的水化热，应采用减水率达到18%以上的泵送剂，尽量降低混凝土的水胶比，减小混凝土的收缩性。
地下室底板可以采用单掺二级灰的技术路线，亦可采用二级灰+矿粉“双掺”的技术路线。应采取以二级灰掺合料为主，粒化高炉矿渣为辅的原则，并对粒化高炉矿渣的细度进行适当的控制。
8.2优化混凝土的配合比设计
1、在满足强度的情况下，应以“抗裂为主、综合耐久性指标优先”的设计原则：
（1）尽可能降低胶凝材料的总用量和水泥的用量；
（2）控制单方混凝土中用水量；
（3）掺加合理的二级灰、矿渣等掺合料；
（4）采取缓凝措施（根据工程实际的结构尺寸、施工季节决定）。
2、胶凝材料总量和水泥用量的确定：
混凝土强度等级越高，水泥用量越大，混凝土的收缩也越大，因此，实际混凝土配合比设计时，胶凝材料的总量和水泥本身的用量必须控制。
3、水胶比和单方混凝土用水量
在目前的设计、施工规范里，混凝土的水胶比（水灰比）规定的比较笼统，与实际情况差距较大。
根据目前我国的国情，水胶比基本控制原则为：在保证混凝土和易性和混凝土强度的前提下，尽量降低混凝土的水胶比，C30混凝土的水胶比不宜大于0.50。根据基本控制原则，实际工程单方混凝土中的用水量一般不会超过175kg/m3。
4、二级灰、粒化高炉矿渣的掺量
（1）底板混凝土：使用二级灰，粒化高炉矿渣宜15～20%，二者的总量宜40～50%。
（2）墙和梁板混凝土：不宜掺加粒化高炉矿渣，掺合料应采用二级灰，二级灰掺量宜为22%～25%。
5、SY-K掺量
本工程不同部位的结构尺寸，将按照已经得到检验且行之有效的下列原则选择SY-K的掺量和混凝土限制膨胀率：
（1）SY-K抗裂纤维防水剂的掺量范围为8～12%，应根据混凝土的强度等级、工程部位和施工季节等情况选用。
（2）底板等非易裂部位混凝土，SY-K的掺量宜为8%；墙、梁板等部位混凝土易裂，掺量不应低于9%。
九、混凝土施工过程控制
9.1原材料计量
水泥、砂、石、SY-K、掺合料、水必须经过计量后才能投入搅拌机，计量偏差应符合下列要求（按重量计）：
1、水泥、SY-K、二级灰、水：+1%；
2、砂、石：±2%
9.2混凝土搅拌
1、应派专人负责投料，并符合计量要求。
2、及时测定砂、石的含水量，以便及时调整混凝土拌合用水量，严禁随意增加用水量。
3、混凝土搅拌时间：应严格控制搅拌时间，确保混凝土拌合物均匀。用自落式搅拌机比普通混凝土搅拌时间延长30s以上，用强制式则延长10s以上。
9.3混凝土输送
混凝土从搅拌机卸出后应以最少的转载次数，最短的时间运至浇筑地点。
9.4混凝土浇筑前准备
钢筋模板按设计图纸安装，绑扎、安装要牢靠，模板表面涂上脱模剂。模板缝应严密，不得漏浆。模板的支撑必须牢固。
9.5混凝土浇筑
严格控制混凝土坍落度，混凝土出机后严禁加水。板式结构混凝土入模坍落度宜160mm～180mm，钢筋密集部位可适当放宽20mm；梁混凝土控制在180mm～200mm，钢筋密集部位可适当放宽20mm。
1、在浇筑SY-K混凝土前应制定浇筑计划，检查膨胀加强带的设置是否符合设计要求，模板及钢筋间的所有杂物必须清理干净，并按规定顺序浇筑。
2、当超长的板式结构采用膨胀加强带取代后浇带时，应根据所选膨胀加强带的构造形式，按规定顺序浇筑。间歇式膨胀加强带和后浇式膨胀加强带浇筑前，应将先期浇筑的混凝土表面清理干净，并充分湿润。
3、在计划浇筑区段内连续浇筑混凝土，不得中断；混凝土浇筑以阶梯式推进，浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。
4、SY-K混凝土振捣必须密实，不能漏振、欠振、也不可过振。振捣时间宜为10～30s，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。
5、混凝土接槎时间不宜超过6h。
6、水平构件应在终凝前采用机械或人工的方式，对混凝土表面进行三次抹压。
7、当施工中因遇到雨、雪、冰雹需留施工缝时，对新浇混凝土部分应立即用塑料薄膜覆盖；当出现混凝土已硬化的情况时，应先在其上铺设30～50mm厚的同配合比无粗骨料的膨胀水泥砂浆，再浇筑混凝土。
9.6冬季施工质量保证措施
1、搅拌混凝土前，应先经过热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，尽可能保证混凝土的入模温度不低于5℃水泥、矿物掺和料、外加剂等可在使用前运入暖棚进行自然预热，但不得直接加热。
2、混凝土宜选用较小的水胶比和较小的坍落度。当需要对水进行加热处理时，水的加热温度不宜高于80℃。当骨料不加热时，水可加热至80℃以上但搅拌时应先投入骨料和已加热的水，拌匀后再投入水泥。
3、骨料中不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。
4、搅拌设备宜安装在气温不低于10℃的厂房或暖棚内。搅拌混凝土前及停止搅拌后，应用热水冲洗搅拌机鼓筒。
5、混凝土的运输容器设保温设施。运输时间应缩短，并尽量减少中间倒运环节。
9.7混凝土水化热控制与养护
为了有效控制本工程大体积砼浇筑过程中及浇筑后有害裂缝的出现和发展，必须从组成混凝土的各种材料选用、外加剂的选用，砼配合比、砼的加工运输到现场的浇筑、浇筑完成后及时养护等一系列过程进行的控制，并采取其他技术措施，才能最大限度的减小砼的水化升温，延缓降温速率，减少混凝土收缩，提高混凝土的极限拉伸强度。
9.7.1大体积混凝土浇筑安排
1、在大体积混凝土的内部预理冷却循环水管，送入循环冷却水，强制降低混凝土内部水化热的温度。冷却水管采用直径A50mm的铸铁管，设置在承台内，平行布置。
2、在大体积混凝土内部设置必要的温度配筋，在截面突出和转折处，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。
3、在大体积砼内部设置测温线，测温线的设置与循环冷却水管、钢筋支撑架相连接，形成一个整体。派专人每2h定时进行温度测试。
4、确保施工现场有充足水源，并配置土工布、棉毡等覆盖养护物品。
9.7.2大体积混凝土的测温
《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）规定，对大体积混凝土的养护应根据气候条件采取温控措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求范围内，当设计无具体要求时，温差不超过15℃。
9.7.3补偿收缩混凝土的养护
混凝土的养护是保证质量的最重要的措施之，一定要派专人负责养护工作。补偿收缩混凝土浇筑完成后，应及时对暴露在大气中的混凝土表面进行潮湿养护，养护期不得少于14d。在实际的施工过程中，针对不同的建筑部位，应采用不同的养护方法，具体部位养护要求如下：
1、底板混凝土：由于气候干燥引起混凝土表面失水过快，在此情况下，混凝土浇筑完毕后应立即覆盖层塑料薄膜，以防止混凝土表面出现裂缝（主要是塑性沉降裂缝、和表面快速失水干缩裂缝），混凝土终凝后，确保混凝土内外温差不超过25℃。如果蓄水养护有困难，也可采用以下方法：
（1）可用麻袋覆盖混凝土表面，然后淋水养护，保持麻袋24h都处于潮湿状态，养护28d后去掉麻袋转入自然养护。
（2）薄膜布加滴灌管养护，在有条件的情况下，可采用不透水、气的薄膜布（如塑料薄膜布），并在膜下铺设PVC塑料管，并接通自来水，管上间隔30～50cm刺一小孔，派人定时开水滴灌管，用薄膜布把混凝土表面敞露的部分全部严密地覆盖起来保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护。
2、内外墙混凝土：内外墙混凝土为立面结构，水分无法集聚，酒水后会很快风干，需要控制内外墙混凝土的水化热，因此，内外墙混凝土的养护应遵循下述原则：
（1）拆模时间不得少于3d。
（2）内外墙浇筑完成后，在顶端设多孔淋水管，达到脱模强度后，可松动对拉螺栓，使墙体外侧与模板之间有2～3mm的缝量，确保上部淋水进入模板与墙壁间，带模养护5～7d以后，拆除模板，用麻代片紧贴墙体表面，继续淋水养护。
3、梁板混凝土：在浇筑混凝土时，在板的四边做混凝土的反边，在梁板的混凝土终凝后马上进行蓄水养护14d，保持混凝土的表面湿润，还可选择薄膜布养护及覆盖新型混凝土节水保湿养护膜。
9.7.4大体积混凝土的养护
大体积混凝土养护大多采用酒水覆盖养护，混凝土带模养护期间，采用带模包裹，浇水，进行保湿养护，保证混凝土不致失水干燥。为了保证顺利拆模，在混凝土浇筑24-48h后微略松开模板，并继续浇水养护至拆模后再继续保湿至10d。当气温低于5℃时，禁止对混凝土进行酒水养护。
在表层混凝土开始降温时先在表面覆盖土工布，不使其透风漏气、水分蒸发散失热量，以此来保持混凝土表面的温度；同时进行酒水养护，用土工布湿水来保证混凝土的湿润。
混凝土养护把握三个环节。即：保证湿度、调控温度、控制养护期限。要注意以下细节：
养护要及时。
1、2、如采用人工酒水、喷淋养护，混凝土表面可用土工布、麻袋，棉毡等吸水材料覆盖（包裹）严实，不露边露角、酒水喷淋的间隔时间要短
3、如采用养护剂保湿养护，养护剂应符合水泥混凝土养护剂标准。
4、如采用混凝土表面包裹塑料薄膜保湿养护，塑料薄膜应具有一定的抗裂、抗拉强度与柔韧性。混凝土脱模后，应先在混凝土表面洒水润湿，立即包裹严实，塑料薄膜要紧贴混凝土表面，不漏缝、不透风。
5、在养护期间，要密切注意大气与混凝土表面的温度变化。
6、根据不同的气象、气温条件与不同的结构特征，高性能混凝土的养护期限一般应控制在14-28d之内。在此养护期间内，要采用保温（冬季）隔热（夏季）的养护措施。
7、混凝土的养护要有专人负责。在养护期限内，要及时巡视检查，发现问题，及时解决。注意细节，作好记录，全面落实养护措施。
9.8混凝土质量检测与控制
1、每班检测砂的含水率和混凝土的坍落度不少于2次。
2、每班检查原材料的称量不少于2次。
3、按GB50204-2015《混凝土结构工程施工及验收规范》留置抗压强度试块及检验评定。
十、结语
砼结构的裂缝控制是一项系统工程，涉及到材料、设计和施工等各个方面。
在材料方面，关键措施是在满足构造要求的前提下，通过掺入SY-K、高效减水剂及活性混合材（二级灰等）最大限度降低水泥用量，延缓砼的凝结时间，推迟砼水化热峰值，使砼在开始降温时，其抗拉强度得到足够的增长。要根据本工程的特点和部位，合理确定水泥品种、SY-K的掺量，配制出膨胀性能大、补偿收缩性能好施工容易、强度有保证、科学合理的膨胀砼。在施工时，针对工程特点和膨胀砼的特性，采取合理的浇筑、振捣、养护等措施，只有采取综合措施，才能收到实效。