杨自磊
中铁十四局集团第三工程有限公司 济南市 邮编250000
摘 要 本文根据库尔勒市新汇嘉地下停车场筏板、顶板及挡土墙采用的超长结构无缝施工技术为例，主要论述超长结构无缝施工技术的应用可行性，实践表明超长结构无缝施工方案可以有效防止混凝土开裂，提高结构的自防水性，保证结构工程质量，最主要的是可有效缩短施工工期，具有较强的工程适用性及，可为类似工程提供借鉴。
关键词 超长结构 无缝施工 TB-CSA 膨胀加强带 施工技术
1．前言
在现代城市发展中，超长混凝土结构在大型公共建筑和居民小区中的应用十分广泛。在现浇整体式钢筋混凝土结构中，为防止混凝土裂缝和水化热产生的温差产生裂缝，通常设置后浇带。但后浇带的清理工作十分麻烦，且后浇带一般要经过60d之后才能施工，施工工期较长，而后浇带处理不好则会留下渗漏的隐患。利用TB-CSA抗裂防水剂拌制补偿收缩混凝土，在收缩应力最大处设置膨胀加强带，其余部位采用补偿收缩混凝土，使混凝土产生适量微膨胀，可有效抵消混凝土收缩时产生的拉应力，防止混凝土开裂，从而达到混凝土超长结构无缝施工的目的。
2．工程概况
库尔勒市新会及地下停车场为地下两层停车场，主体采用钢筋混凝土框架结构，地下一层层高为4.20m，地下二层层高为5.10m。顶板采用钢筋混凝土现浇板。基础采用柱下独立基础+防水板。本工程结构长约151.5米，宽77.4米，属超长结构，工程整体抗裂防水难度高。
3．原设计方案与变更方案对比
按照原设计图纸，本结构设计有“三横一竖”共计四道温度后浇带，如按传统设计，温度后浇带需混凝土浇筑至少60天后方能浇筑，施工工期长，而本项目为州市重点项目，工期压力较大，这就决定了本项目不能按照传统施工工艺进行施工。
为解决这一问题，决定利用TB-CSA抗裂防水剂拌制补偿收缩混凝土，使混凝土产生微膨胀，产生预压应力，补偿混凝土的冷缩和干缩，降低混凝土的后期收缩，从而大大缩短施工周期。
4．TB-CSA抗裂防水剂作用机理
TB-CSA抗裂防水剂中的膨胀源（氧化钙-硫铝酸钙类）与水反应生成大量结晶水化合物3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O（即钙矾石）和氢氧化钙，钙矾石和氢氧化钙以结晶状填充、堵塞混凝土的毛细孔隙，它的结晶生长构成混凝土的膨胀源，使混凝土产生微膨胀，在钢筋和邻位限制的作用下产生0.2-1.0Mpa的预压应力，补偿混凝土的冷缩和干缩。
加入了塑性膨胀组分，减少了混凝土的初期塑性收缩。掺加了减缩组分和有机类密实防水组分，改善了混凝土的收缩性，可降低混凝土的后期收缩，进一步提高混凝土的密实性和防水性。从而达到了抗裂、抗渗、耐久等混凝土结构自防水目的，也为大体积混凝土和超长无缝施工提供了有力的保障。
5．TB-CSA抗裂防水剂超长结构无缝施工原理
超长结构无缝施工是个相对概念，是根据工程具体结构情况，可无缝或少缝，即利用膨胀加强带和施工缝替代后浇带、取消永久伸缩缝或延长永久伸缩缝设置间距（超长结构无缝施工的“缝”指的是释放收缩应力的后浇带和永久伸缩缝，不包括沉降缝）。其设计思路是“抗放兼施，以抗为主”，利用TB-CSA抗裂防水剂“高膨胀、低收缩”的特性 ，在混凝土中掺加8～12％的TB-CSA抗裂防水剂，通过TB-CSA抗裂防水剂的化学反应，使混凝土产生适量微膨胀，膨胀受钢筋和临位的限制，在钢筋混凝土中建立0.2～1.0MPa的预压应力，可有效抵消混凝土收缩时产生的拉应力，防止混凝土开裂，从而达到混凝土超长结构无缝施工的目的。
TB-CSA无缝施工理论依据就是伸缩缝间距计算公式：
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H：板和墙的计算厚度；
E：混凝土弹性模量；
Cx：地基对混凝土的约束系数；
α：混凝土的线膨胀系数；
T：综合温差；
εp：混凝土的极限拉伸应变。
只要使｜T｜趋向p，则arcosh∞，则可实现超长结构的无缝施工。在混凝土中掺入适量的抗裂防水剂，由于混凝土的膨胀可补偿混凝土的冷缩和干缩，可显著地减少｜T｜，从而延长伸缩缝的间距。
对于实现超长结构工程无缝施工，有两种方式可以选择：
方案一：“抗”的原则，即采用“加强带”解决，带宽2～3m，“加强带”
内掺12％，带两侧掺8～10％，见下图。带两侧设密孔钢丝网，目的是防止两侧混凝土流入“加强带”内。
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“加强带”做法示意图
方案二：是“抗”“、放”结合的原则，即采用“留缝不留带”、 “跳仓法”施工，此种方法在地铁、隧道等工程中被普遍采用；采用分段浇筑法后，采用一个混凝土配合比就能解决问题，混凝土中的抗裂防水剂掺量与“加强带”法稍有不同，掺量介于中间值，一般10～11％，每段浇筑的混凝土本身确保不开裂，并有良好的胀性，由于浇筑的每段混凝土都是无收缩的微膨胀混凝土，两段之间的混凝土不存收缩问题。而且两段之间的间隔一般3天以上，可以释放部分混凝土水化热产生的温度应力，见下图。另外，亦可方法一和方法二结合的方式解决超长结构无缝施工问题。
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分段浇筑示意图
以上两种方案，均可实现永久伸缩缝设置间距达200m以上。
6．方案选择
为不改变原设计结构，依据JGJ/T178-2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》，本项目取消车库原设计温度后浇带，改为设置后浇式膨胀加强带，膨胀加强带位置同原设计温度后浇带。膨胀加强带TB-CSA裂防水剂掺量为胶材总量的12%，混凝土提高一个强度等级。
膨胀加强带宽800mm，墙体后浇式膨胀加强带应在前次浇筑混凝土10d后，和后浇筑混凝土同时进行浇筑；板式结构后浇式膨胀加强带与两侧混凝土浇筑时间间隔不少于7d。
为进一步保证施工质量，本方案结合“跳仓法”进行施工。
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式中：K为抗裂防水剂的掺量，mC为混凝土配合比中水泥用量，mF为粉煤灰，mK为抗裂防水剂。
①底板等非易裂部位混凝土，TB-CSA抗裂防水剂的掺量宜胶材总量的8％；
②侧墙、楼板、顶板等部位混凝土易裂，掺量为胶材总量的10％；
③膨胀加强带等填充性混凝土，掺量为胶材总量的12％。
不同部位混凝土的限制膨胀率应达到表1、表2、表3的要求：
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备注 适用于后浇带、膨胀加强带和车库出入口通道。
8．效果分析
该工程地下停车场于2020年9月施工完成，混凝土成型质量较好，满足混凝土结构验收规范要求，通过目测、实测，其保证项目、基本项目检查评定达到优良标准。采用超长结构无缝施工技术，节约工期60d。通过缩短工期，节约了现场塔吊等设备租赁费用约20万元，同时也降低了项目管理成本。
9．结束语
本文中以新汇嘉地下停车场项目为例，介绍了TB-CSA抗裂防水剂在超长结构无缝施工中的应用，取得了良好的质量效益、经济效益和社会效益，同时也为以后同类超长结构物施工积累了宝贵的经验。
需要强调的是，在科学设计的基础上，如何把好施工质量关至关重要。不应该片面强调材料等单一因素的作用，而应把合理的材料选择与严密的设计方案，科学的砼配合比，严格施工组织和完善的工艺措施相结合，才能确保砼的施工质量，达到砼的结构抗裂之目的。
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