探讨地下室混凝土浇筑施工技术

　　[摘要]本文结合工程实例,详细阐述了在地下室施工中,采用"UEA补偿砼防水工法",在砼中掺加UEA.高效膨胀刺,改柔性防水为砼结构自防水,改后浇带为加强带,浇筑超长无缝砼和间歇式施工技术,旨在与同行探讨。
　　[关键词]地下室；超长无缝混凝土；结构自防水；膨胀加强带；混凝土浇筑
　　地下室混凝土底板防水设计，通常采用抗渗混凝土和柔性外防水法，后浇带设置间距在50m以内。目前工程的工期均很紧，地下室底板外防水(采用柔性防水)施工工期长，尤其是碰到雨季，防水施工很困难。同样，地下室底板后浇带的留置时间，设计要求不少于40d，除降水时间长外，后浇带的清理和凿毛给施工带来一定的麻烦，延长了工期。如何解决地下室防水和后浇带留滞时间长，给施工带来的困难度，笔者多年在施工现场主管技术工作，积累了一些经验。就某铁路枢纽城市公用设施配套改造工程地下室底板，地下室外墙施工中，采用《HEA补偿混凝土防水工法》，在混凝土中掺HEA高效膨胀剂，改柔性防水为混凝土结构自防水，改后浇带为加强带，浇筑超长无缝混凝土和间歇式施工法，施工方便，缩短了工期。工程施工至今未出现裂缝和渗水，效果很好。
　　1工程概况
　　某铁路枢纽城市公用设施配套改造工程，地下室建筑面积约7万m2。地下局部三层，框架结构，东西长216m，南北宽170m。底板厚700mm，混凝土设计强度C35，抗渗等级P6。地下室外墙高9.4m，厚400mm，混凝土设计强度C35，抗渗等级P6。地下室顶板厚度：人防顶板300mm，混凝土强度等级C40，抗渗等级P8。地下室底板外防水采用SPS柔性防水，在地下室底板、外墙侧板、人防顶板设一十字形后浇带。地下室（深基坑）大面积开挖周边做人工挖孔、冠梁支护，裸露土皮植筋喷浆防护。基坑采用明沟积水、排水。若仍按设计外防水采用柔性防水施工工期将受到影响。为保证工期和确保防水质量，我们向业主、设计院、监理公司提出修改地下室底板柔性防水做法：改柔性防水为结构自防水，采用《HEA补偿混凝土防水工法》，改后浇带为加强带，浇筑超长无缝混凝土和间歇式施工。这一施工方案，得到业主、设计院、监理公司的同意。
　　2超长无缝混凝土间歇式施工及结构自防水的理论依据
　　所谓无缝施工是相对概念，根据结构情况可无缝和少缝，但它不包括沉降缝，而是释放收缩应力的后浇缝。用HEA高效膨胀剂补偿混凝土收缩，在混凝土硬化过程中产生膨胀作用，受钢筋和邻位约束，在结构中建立少量预压应力σc。考虑结构安全，膨胀不能太大，且应14d基本结束。HEA替代水泥量10％~12％，不影响强度，膨胀率Ez=2×10-4～3×10-4，在配筋率μ＝0．2％~0．8％下，可在结构中建立0．2~0．7MPa预压应力。这一压应力大致可以补偿混凝土硬化过程产生的温差和干缩应力，防止收缩裂缝，或把裂缝控制在无害范围内(小于0．1mm)。基于这一原理，掺HEA的结构自身可满足防水要求并延长后浇缝的长度。
　　HEA混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋抗拉应力与混凝土压应力平衡时：
　　AC×σc＝AS×σS＝AS×ES×Ez
　　设μ＝As／Ac，则：σc＝Μ×ES×Ez(1)
　　式中：σc一混凝土预压应力：
　　AS—钢筋的截面积；
　　Ac—混凝土截面积；
　　μ—配筋率；
　　ES—钢筋弹性模量(MPa)；
　　Ez—混凝土的限制膨胀率(即钢筋的伸长率)％。
　　(1)式表明，σc与Ez成正比。而E2随HEA掺量增加而增加，通过调整HEA的掺量，可使混凝土获得不同的预压应力。根据水平法向力σ×分布曲线，设想在σma×地方给予较大的膨胀应力σc，而在两侧给予较小的膨胀应力(如图1)，全面地补偿结构的收缩应力，能控制有序裂纹的出现。
　　
　　图1
　　3膨胀加强带的设置和做法
　　3．1地下室底板加强带的设置及做法
　　地下室底板的后浇带改为膨胀加强带，膨胀加强带在地下室底板钢筋绑扎施工时留置。在地下室中部设置十字形膨胀加强带，南北长170m的加强带，混凝土浇筑时不间歇连续一次浇筑。东西长216m的加强带待两侧的混凝土浇筑完毕一周后浇筑。膨胀加强带宽度为2m，带两侧设400×3mm钢板止水片(图2)，沿加强带两侧通长设置。钢板止水片上下架设4×4密孔钢板网，钢板网竖向采用φ16钢筋@500立筋和2φ16水平钢筋固定，防止两侧混凝土流入加强带内。施工时，加强带外用小膨胀率混凝土(掺HEA12％，混凝土限制膨胀率约0．02~0．03％)，混凝土浇到加强带时，改用大膨胀率混凝土(掺HEAl2％，混凝土限制膨胀率约0．04％～0．06％)。带内混凝土强度等级比加强带外提高一个等级(C40)。
　　
　　图2地下室底板加强带布置图
　　地下室底板加强带做法详见图3。
　　
　　图3加强带剖面图
　　3．2混凝土墙加强带施工方法
　　地下室混凝土外墙膨胀加强带设置位置与地下室底板混凝土加强带相对应。加强带宽为2m，两侧设400×3mm钢板止水板，沿加强带两侧通长设置。两侧设4×4密孔钢板网，防止两侧混凝土流入加强带内。施工时，先浇加强带两侧混凝土，加强带外用小膨胀率混凝土(掺HEA10％，混凝土限制膨胀率约0．02％~0．03％)。混凝土浇到加强带位置时，间歇十四天后才浇筑带内混凝土。带内混凝土改用大膨胀率混凝土(掺HEAl2％，混凝土限制膨胀率约0．04~0．06％)，带内混凝土强度等级提高一个等级为C40，详见图4、图5。
　　
　　图4外墙加强带示意图
　　
　　图5
　　4施工缝的留置与处理
　　4．1施工缝的留置位置(见图6)
　　
　　图6地下室混凝土外墙施工缝留置
　　4．2后浇加强带和混凝土墙体水平施工缝的处理
　　(1)混凝土墙体水平施工缝在浇筑前需清理干净混凝土表面的浮浆，并凿毛后用水冲洗干净。浇筑混凝土前，先浇一层(50mm厚)同标号的水泥砂浆再浇筑混凝土。
　　(2)后浇加强带在浇筑混凝土前，施工缝位置也需凿毛、清洗干净，再用大膨胀率混凝土浇筑。
　　5混凝土泵送及浇筑
　　(1)根据现场环境条件，合理布置搅拌站、材料堆场位置。
　　(2)一旦开始浇捣，必须保证混凝土的供应不间断并测量坍落度，发现异常时加测，若不合要求，查找原因，及时整改。暂时中断泵送时，应采取倒泵措施，保持良好的可泵性。
　　(3)浇筑中应加强温度的监控，测温探头的布设及测温记录应委托有资质的测试单位承担。
　　自浇筑24小时后，第l~7天每4小时测定一次，第8~14天每8小时测定一次。如果温度变化显示未达到稳定，14天后每12小时测定一次，直至温度稳定为止。
　　当混凝土内部温度与底面或表面温度差超过25℃时，应及时采取表面保温或内部降温措施。
　　(4)混凝土浇筑采取斜面分层、薄层浇捣、循序推进的方法，自然流淌的坡度控制在1：8内。
　　(5)混凝土浇筑应满足整体连续性的要求，初凝时间按6h控制。
　　(6)依据浇筑顺序分层振捣，宜用高频插入式振动棒，快插慢提，尤其要注意暗梁等处，一定要震捣密实。
　　(7)表面泌水处理。模板四周侧边上口开设排水口，使多余的水自然排空。
　　(8)表面水泥浆要清除，在初凝前，表面要用长刮尺按标高刮平，再用铁滚筒碾压2~3遍，并用木搓打磨压平，终凝前，再用木搓打磨—遍，以闭合塑性收缩裂缝。
　　6混凝土的养护
　　底板混凝土按大体积混凝土的浇筑要求，在浇筑前，事先布设测温传感器，及时监测浇筑过程中的温度变化，内外温差超过25℃时，应采取措施。
　　(1)推迟水泥的水化放热，控制内外温差不大于20℃，避免有害的结构裂缝。监测时间至少14d。
　　(2)表面采用薄膜、草包交替覆盖三层，昼夜浇水保温，但既不能积水，又不能干燥泛白，以免表面收缩裂缝。
　　(3)混凝土墙浇筑4~6h即进行顶面浇水养护，2d后松开板螺栓，使养护水能沿模板与混凝土之间的缝隙流入墙身，起到养护作用。浇水养护采用φ15PVC管，沿混凝土墙顶布置，在管四周打小孔，管与自来水管连接形成管网，放水后水从小孔流出形成自然养护，养护时间不少于14d。
　　7结束语
　　综上所述，通过工程实践，在地下室底板、地下室外墙施工中，采用《HEA补偿混凝土防水工法》，在混凝土中掺HEA高效膨胀剂，改柔性防水为混凝土结构自防水，改后浇带为加强带，浇筑超长无缝混凝土和间歇式施工法，施工方便，缩短了工期。工程施工至今未出现裂缝和渗水，效果很好。
　　参考文献：
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