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关于超长混凝土结构采用加强带取代后浇带的工程实践 黑龙江省建筑施工专家委员会 【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，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·εP σc——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。 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 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； ε=εy(∞)—最终收缩（mm/mm），标准状态下ε=3.24×10-4； M1…Mn—考虑各种非标准条件的修正系数； 将以上参数代人公式计算底板混凝土的收缩率： εy（28）=3.8×10-4 2）加强带限制膨胀率： 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： εx(14)=4.2×10-4 同时计算得|aT|＜εP，|εx-εy|＜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，也就是混凝土的极限拉伸值，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％，由于已偏于安全，未予考虑。 因此，考虑徐变后混凝土的极限拉伸值为：εP=1.8×10-4 4 加强带的设置 膨胀加强带分别沿纵、横向每隔40m左右设置一条，宽度2m。设置在温度收缩应