□李志紅

近年國家對南水北調(diào)中線配套調(diào)配水工程項目投資逐漸增多，水廠工程項目施工中經(jīng)常會涉及混凝土蓄水建筑物施工。承德市雙峰寺地表水廠工程的大型蓄水建筑物混凝土采用連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土，對連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土工作的原理、特點(diǎn)優(yōu)勢、施工方法及注意事項等方面進(jìn)行了初步研究，總結(jié)積累了連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土的施工經(jīng)驗。連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶替代傳統(tǒng)后澆帶施工，在工程質(zhì)量、施工進(jìn)度、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益等方面具有明顯優(yōu)勢，在未來類似工程中將會越來越多地得到應(yīng)用。

1.工程概況

承德市雙峰寺地表水廠位于河北省承德市雙峰寺鎮(zhèn)，一期凈水廠工程規(guī)模為6萬m3/d，凈水廠工程濾池、混凝沉淀池、清水池等蓄水構(gòu)筑物尺寸較大，這些蓄水構(gòu)筑物基礎(chǔ)設(shè)計為筏板結(jié)構(gòu)，墻體為薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土標(biāo)號為C30P8F200，設(shè)計中對結(jié)構(gòu)混凝土的完整性、抗?jié)B及抗裂要求嚴(yán)格，設(shè)計要求采用設(shè)置連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土進(jìn)行連續(xù)無縫施工。該工程蓄水構(gòu)筑物連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土設(shè)計寬度2.0m，厚度為結(jié)構(gòu)厚度，膨脹加強(qiáng)帶混凝土標(biāo)號為C35P8 F200，與普通混凝土兩相鄰處設(shè)計為密目鋼絲網(wǎng)，膨脹加強(qiáng)帶混凝土上下層布設(shè)加強(qiáng)筋。雙峰寺地表水廠蓄水構(gòu)筑物連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶混凝土結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 雙峰寺地表水廠蓄水建筑物連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土結(jié)構(gòu)圖

2.工作原理

連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶混凝土的關(guān)鍵技術(shù)在于向混凝土中摻加一定量的SY-G膨脹抗裂劑，SY-G膨脹抗裂劑是結(jié)構(gòu)抗裂和自防水的理想材料。其工作原理在于利用摻加SY-G膨脹抗裂劑的連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶混凝土在硬化過程中形成大量鈣礬石、氫氧化鈣晶體，使混凝土適度產(chǎn)生膨脹，在鋼筋和鄰位約束下，鋼筋受拉、混凝土受壓。根據(jù)業(yè)內(nèi)有關(guān)經(jīng)驗推論，當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力互相平衡時，混凝土預(yù)壓應(yīng)力與混凝土限制膨脹率之間為正比關(guān)系，而限制膨脹率隨SY-G膨脹抗裂劑的摻量增加而增加。通過配合比試驗調(diào)整SY-G膨脹抗裂劑的摻量，可使連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶混凝土獲得0.3MPa-0.7MPa左右的預(yù)壓應(yīng)力，用以補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，從而避免構(gòu)筑物砼出現(xiàn)滲漏裂縫。

3.特點(diǎn)優(yōu)勢

連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土是利用連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土替代傳統(tǒng)后澆帶實現(xiàn)混凝土連續(xù)施工的一種施工工藝。連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土施工技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一是連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土通過摻加一定比例SY-G膨脹抗裂劑，使膨脹加強(qiáng)帶混凝土在水化形成晶體過程中產(chǎn)生微膨脹，利用膨脹混凝土微膨脹產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力來消減部分混凝土硬化過程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。同時在鋼筋及鄰位的約束作用下，混凝土受壓、鋼筋受拉，使鋼筋和混凝土所受應(yīng)力大致平衡，提高了蓄水構(gòu)筑物的整體抗裂、抗?jié)B性能，避免了混凝土滲漏裂縫的產(chǎn)生。二是采用連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土的設(shè)置替代后澆帶，使超長混凝土構(gòu)筑物混凝土施工工藝得到了簡化，實現(xiàn)了混凝土結(jié)構(gòu)的無縫、連續(xù)施工，可以保證構(gòu)筑物施工質(zhì)量，還可以有效縮短施工工期。傳統(tǒng)后澆帶須等一期結(jié)構(gòu)混凝土完成且間隔42天后才能施工，后澆帶施工工藝需要對施工縫進(jìn)行鑿毛、設(shè)置止水鋼板等處理措施，施工過程中質(zhì)量隱患較多，有效降低了工程成本。

4.施工方法

連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土特點(diǎn)是膨脹混凝土、連續(xù)、無縫施工，其施工工藝流程為：膨脹加強(qiáng)帶混凝土測量定位→膨脹加強(qiáng)帶混凝土架立筋、密目鋼絲隔離網(wǎng)及加強(qiáng)鋼筋制安→同時自兩端對向澆筑兩側(cè)普通混凝土→膨脹加強(qiáng)帶混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)。

4.1 膨脹加強(qiáng)帶混凝土測量定位

雙峰寺地表水廠設(shè)計在蓄水構(gòu)筑物底板、池壁中部位置分別設(shè)置了寬2.0m的膨脹加強(qiáng)帶，測量人員根據(jù)設(shè)計測放連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶位置，進(jìn)行明確標(biāo)識。連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶測量定位時應(yīng)將構(gòu)筑物底板、池壁結(jié)合進(jìn)行，避免構(gòu)筑物的膨脹加強(qiáng)帶位置發(fā)生錯位，以保證構(gòu)筑物筑物的整體抗裂性能。

4.2 膨脹加強(qiáng)帶混凝土架立筋、密目鋼絲隔離網(wǎng)及加強(qiáng)鋼筋制安

膨脹加強(qiáng)帶混凝土兩側(cè)安裝密目鋼絲網(wǎng)，目的是將帶內(nèi)膨脹混凝土與帶外普通混凝土進(jìn)行隔離。首先在構(gòu)筑物鋼筋內(nèi)膨脹加強(qiáng)帶位置兩側(cè)豎向綁扎Φ22@300、橫向綁扎4根Φ14的支撐筋（其長度由設(shè)計根據(jù)構(gòu)筑物厚度確定），將網(wǎng)孔直徑5mm的密目鋼絲網(wǎng)安裝在膨脹加強(qiáng)帶混凝土結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。密目鋼絲網(wǎng)施工時要將上下水平鋼筋、鋼絲網(wǎng)及豎向筋焊接牢固，以免振搗混凝土?xí)r密目鋼絲網(wǎng)產(chǎn)生開裂，造成相鄰混凝土混入膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)，影響膨脹加強(qiáng)帶混凝土的施工質(zhì)量。工程設(shè)計中在膨脹加強(qiáng)帶混凝土的上下部雙向增加布設(shè)Φ8@200鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)，膨脹加強(qiáng)帶的鋼筋制安時要求伸入到兩側(cè)普通混凝土內(nèi)1m。

4.3 膨脹加強(qiáng)帶混凝土拌制

根據(jù)承德市雙峰寺地表水廠工程中超長蓄水構(gòu)筑物設(shè)計要求：超長蓄水構(gòu)筑物膨脹加強(qiáng)帶混凝土標(biāo)號C35 P8 F200，在混凝土中均摻入抗裂密實防水劑，以提高混凝土的抗裂防滲漏性能，最大裂縫寬度≤0.2mm，混凝土膨脹劑應(yīng)低堿，堿含量≤0.4%，摻加后混凝土限制膨脹率應(yīng)為：水中14天0.015%，水中14天轉(zhuǎn)空氣中28天的限制膨脹率-0.03%。依據(jù)設(shè)計文件及JGJ55000《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定要求，并參照中國建筑材料科學(xué)研究院的《超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計和施工方法》成功經(jīng)驗，膨脹加強(qiáng)帶混凝土材料水泥選用水化熱低、性能穩(wěn)定的P.O.42.5R普通硅酸鹽早強(qiáng)水泥；砂為潔凈中砂，細(xì)度模數(shù)為2.3～2.5；碎石粒徑為5mm～25mm，且含泥量、泥塊含量、針片狀含量及壓碎指標(biāo)符合建筑用粗骨料Ⅱ類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；摻合料粉煤灰為Ⅱ級原狀粉煤灰，其各項指標(biāo)均符合GB1596中Ⅱ級粉煤灰技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求；水為潔凈飲用水。連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土摻加聚羧酸減水劑、CSA抗裂防水劑、SY-G膨脹抗裂劑。選用當(dāng)?shù)匦抛u(yù)好、規(guī)模大的混凝土商品砼供應(yīng)商拌制供應(yīng)商品混凝土。經(jīng)過試驗室反復(fù)試驗調(diào)整砂率、水灰比，合理控制混凝土的坍落度、減少單位用水量、減少水泥用量，最終確定了膨脹加強(qiáng)帶混凝土配比。膨脹加強(qiáng)帶混凝土配合比見表1。

表1 膨脹加強(qiáng)帶混凝土配合比表

一般膨脹加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度標(biāo)號比結(jié)構(gòu)普通混凝土增加一個標(biāo)號，此工程中膨脹加強(qiáng)帶混凝土標(biāo)號為C35 P8F200。為提高膨脹加強(qiáng)帶混凝土的性能，膨脹加強(qiáng)帶混凝土拌制時按“碎石→水泥、粉煤灰→外加劑→砂→水”的先后順序投料。拌制膨脹加強(qiáng)帶混凝土?xí)r攪拌時間比普通混凝土增加40s，連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土攪拌時間應(yīng)為180s，先干拌60s，然后再濕攪120s。

4.4 膨脹加強(qiáng)帶混凝土澆筑振搗

混凝土料澆筑應(yīng)采用兩臺混凝土泵車從兩端對向向中間澆筑、先施工膨脹加強(qiáng)帶外后進(jìn)行膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)連續(xù)澆筑施工的方法，齊頭并進(jìn)實現(xiàn)“連續(xù)澆筑”。澆筑施工前根據(jù)澆筑工程量進(jìn)行澆筑倉面規(guī)劃，合理組織人員、機(jī)械，進(jìn)行科組組織分班作業(yè)，并結(jié)合砼供應(yīng)情況進(jìn)行適當(dāng)分層，保證砼澆筑連續(xù)不間斷?；炷寥雮}采取階梯式入倉澆筑的方式，澆筑施工期間的時間間隔不宜超過1.5小時。蓄水構(gòu)筑物膨脹加強(qiáng)帶混凝土振搗采用50型插入式振搗棒，振搗時插入下層混凝土深度不小于5cm，振搗間距不得大于35cm。振搗同時要做到快插慢拔，振搗點(diǎn)均勻排列，按順序進(jìn)行，逐點(diǎn)移動，作到均勻振實，不出現(xiàn)欠振、漏振、過振。混凝土振搗時間宜控制在10s左右，振搗效果使混凝土表面出現(xiàn)浮漿，且不再有氣泡出現(xiàn)、混凝土不再下沉為止?；炷翝仓駬v完畢后要及時收面，在混凝土初凝前應(yīng)先用木搓子搓壓混凝土表面，混凝土終凝前再用機(jī)械磨光機(jī)、鐵抹子重復(fù)抹面2～3遍、壓光，避免混凝土表面形成裂紋。

4.5 膨脹加強(qiáng)帶混凝土養(yǎng)護(hù)

膨脹混凝土在濕潤環(huán)境能更好的發(fā)揮膨脹混凝土的膨脹效能，因此混凝土施工規(guī)范對于摻膨脹劑具有抗裂及補(bǔ)償收縮性要求的膨脹加強(qiáng)帶混凝土的養(yǎng)護(hù)要求更加嚴(yán)格，構(gòu)筑物混凝土原漿收面后，連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土剛初凝硬化期間，及時采取保濕、覆蓋養(yǎng)護(hù)。對水平構(gòu)筑物混凝土，可采用定時灑水、覆蓋塑料布、鋪濕麻袋等保濕養(yǎng)護(hù)方法。對于墻體膨脹加強(qiáng)帶混凝土澆筑完48h、強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定后，可以松動模板對拉螺栓使模板和構(gòu)筑物混凝土分離形成2mm～3mm的間隙，隨后從頂部用多孔淋水管進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，確保上部淋水通過模板與墻壁間進(jìn)入構(gòu)筑物混凝土內(nèi)，保持混凝土表面潤濕。連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土養(yǎng)護(hù)時間為28d。

5.注意事項

連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土SY-G膨脹抗裂劑的摻加量直接影響著其補(bǔ)償收縮混凝土特性，因此SY-G膨脹抗裂劑的添加量顯得十分重要。攪拌站拌和施工使用的混凝土配合比單，應(yīng)經(jīng)過試驗室試配確定?，F(xiàn)場施工管理人員、質(zhì)量人員應(yīng)加強(qiáng)檢查、監(jiān)督，嚴(yán)格按配比單要求的數(shù)量控制SY-G膨脹抗裂劑的摻量，不得隨意少摻或多摻，以免影響膨脹加強(qiáng)帶混凝土的界限膨脹率。連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土拌和時間應(yīng)比普通混凝土延長40s，其混凝土坍落度一般控制在12cm～18cm。

連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土澆筑布料采用兩個澆筑倉面自兩頭往中間推進(jìn)、先澆筑膨脹帶外混凝土后澆筑膨脹帶內(nèi)連續(xù)澆筑的方法。應(yīng)按要求編制連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土專項施工方案，并經(jīng)監(jiān)理工程師審批后實施。項目部技術(shù)人員應(yīng)向施工管理人員、操作人員進(jìn)行施工技術(shù)交底，交代清楚連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土的施工方法、注意事項等。施工中生產(chǎn)經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)進(jìn)行跟班作業(yè)，進(jìn)行現(xiàn)場施工檢查和指導(dǎo)，保證連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土規(guī)范施工。

連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土的養(yǎng)護(hù)十分重要，應(yīng)樹立養(yǎng)護(hù)質(zhì)量決定混凝土質(zhì)量的意識，建立嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護(hù)制度，現(xiàn)場設(shè)置專門養(yǎng)護(hù)人員，及時進(jìn)行澆水覆蓋養(yǎng)護(hù)，使混凝土保持濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)期不得少于28d。

承德市雙峰寺地表水廠采用連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶混凝土技術(shù)，通過向混凝土中摻加SY-G膨脹抗裂劑，利用膨脹混凝土的微脹變形補(bǔ)償收縮產(chǎn)生的自應(yīng)力，實現(xiàn)超長蓄水建筑物混凝土連續(xù)無縫施工，以連續(xù)膨脹加強(qiáng)帶替代傳統(tǒng)的后澆帶，既滿足了超長蓄水建筑物結(jié)構(gòu)防水抗?jié)B、強(qiáng)度、整體性要求，縮短了工期、簡化了施工工藝，取得了良好的效益，將會更多地應(yīng)用到類似工程之中。