抗裂防渗技术在苏州科技新天地工程大底板中的应用

1、抗裂防渗技术在苏州科技新天地工程大底板中的应用摘要：苏州科技园科技新天地工程地下室底板大体积混凝土，运用补偿收缩混凝土抗裂防渗技术，采用不同限制膨胀率的补偿收缩混凝土使混凝土结构不同部位的收缩得到了大小适宜的补偿实现了大尺寸混凝土结构的一次性连续浇筑取得了不裂不渗的良好效果。关键词：大体积混凝土；补偿收缩混凝土；加强带；抗裂防渗1 工程概况苏州科技园科技新天地工程占地面积为368万，总建筑面积达154万，由3栋建筑物组成，这3栋建筑物有共同的地下室。该地下室共两层最大长度265 m，最大宽度122 m，最大弧长278 m属大尺寸结构。本工程地下室底板厚900 mm、承台厚1900 mm、电梯井

2、最厚达2760 mm。混凝土强度等级C40抗渗等级S12混凝土总浇筑量约40 000。若按照传统方法施工，这样的大体积混凝土每隔2040 m需留一条后浇带以解决混凝土结构的收缩开裂问题，但这样结构将被切成很多块。按照规范规定，后浇带至少需42 d以后(待混凝土结构收缩基本稳定)才能用膨胀混凝土回填，这样就会延长工期；而且，后浇带的清理、灌缝非常麻烦，处理不好常常会成为渗漏的隐患；此外，后浇带混凝土与先浇混凝土的结合非常薄弱，将严重影响结构的整体性和安全性；再则，后浇带不回填，降水就不能停止，这会增加大量的降水费用。为加快施工进度、缩短工期提高结构的整体性，保证工程的防水质量，本工程决定采用大尺

3、寸钢筋混凝土结构连续施工技术，取消(伸缩性的)后浇带，达到混凝土结构自防水、抗裂防渗之目的。2 大尺寸钢筋混凝土结构裂渗控制的基本原理工业与民用建筑的整体式基础，箱形基础的底板，车间混凝土的地面等，其特点是厚度(或高度)H远小于长度或宽度尺寸L，当HL02时，板在温度收缩变形作用下离开端部区域，板的全截面受拉应力较均匀。在地基约束下将出现水平法向应力x从工程实践可知，x是设计的主要控制应力,是引起垂直裂缝的主要应力,其最大值max出现在板截面的中点x=0处。当max超过混凝土的抗拉强度(Rt)时，板中部出现第一条垂直裂缝；开裂后，每块板的水平应力重新分布，最大应力x出现在每块板的中部，当x&g

4、t;Rt，又形成第二批裂缝。这种裂缝的有序排列经常在工程中见到。为防止这种有序裂缝的出现，工程中用设置后浇带来释放收缩应力，这是控制裂缝的主要措施之一。研究表明膨胀混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋或邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，则有： Ac·c=As·s=As·Es·2 而配筋率 p=As(Ac=As) 所以 As/Ac=p(1-p) 则得出 c=p· Es·2(1-p) (6)上面几式中，c为混凝土预压应力，Ac为混凝土截面积，s为钢筋拉应力，As为钢筋截面积，Es为钢筋弹性模量，p为配

5、筋率()，2为混凝土的限制膨胀率。从式(6)可见，c与2成正比关系，而限制膨胀率随膨胀剂的掺量增加而增加，所以我们可以通过调整膨胀剂的掺量,使混凝土获得不同的预压应力。根据水平法向应力曲线，我们设想在max处给予较大的膨胀应力c，而在两侧给予较小的膨胀应力，以便结构的收缩应力得到大小适宜的补偿，从而控制有序裂缝的出现。为实现图1所示的收缩补偿应力，在收缩应力集中的max处，设膨胀加强带，其宽度为23 m，带两侧架设密孔铁丝网，目的是为防止两侧混凝土流人加强带。施工时，带外侧用小膨胀混凝土，到加强带时改用大膨胀混凝土到加强带另一侧时，又改为小膨胀混凝土。如此循环下去，可连续浇筑大尺寸混凝土结构，

6、不留硬结茬。不同结构部位使用不同膨胀性能的混凝土3施工技术措施31 混凝土原材料选择精心选取配制混凝土所需的原材料，以提高混凝土的抗裂与抗渗性能。1)水泥：采用PO 425型普通硅酸盐水泥，其中C3A含量6，C3S含量55，含碱量06。2)骨料：采用中砂，细度模数为2.329，含泥量0.3：采用人工碎石，连续级配为5315，含泥量1含泥量和针片状含量等指标均符合JGJ 5392的规定。3)外加剂及掺和料：采用ZY高效混凝土膨胀剂，质量符合JC 476200l，其中碱含量06%；采用GL一3B减水剂；采用I级粉煤灰；矿粉。4)水：洁净自来水。32混凝土配合比设计为确保本工程的施工质量及其混凝土耐

7、久性，提出如下要求：1)新浇筑的混凝土性能：混凝土坍落度控制在140+20 mm，坍落度、流动度控制在500 mm以上；混凝土坍落度经时损失小；不出现离析、泌水现象。2)硬化混凝土要求：体积稳定性好，收缩小，不出现不均匀的体积变形和无荷载作用的有害裂缝；耐久性好、密实性高、渗透性低。为达到上述要求，对混凝土配合比进行试配，并根据试验结果对试配方案进行了调整，见表1、表2。表1底板补偿收缩混凝土配合比(C40S12)材料名称水泥砂子石子水外加剂掺和料品种P0425中砂525净ZYJN一3B矿粉粉煤灰用量/(kg/m3)2177391064168358410860含水率/6O04含水量444生产投

8、料/(kg/m32177831068120358410860表2底板膨胀加强带大膨胀混凝土配合比(C45S12)材料名称水泥砂子石子水外加剂掺和料品种P0425中砂5-25净ZYJN-3B矿粉粉煤灰用量/(kg/m3)235722l03918050911055含水率/5004含水量364生产投料/(kg/m3)235758l0431205091lO553)经试验室试配和工地实测，混凝土强度和抗渗等级均达到设计要求，底板补偿收缩混凝土限制膨胀率达到(20±05)×10-4，底板膨胀加强带大膨胀混凝土膨胀率在(30±05)×10-4之间。33混凝土施工技术3

9、31混凝土搅拌1)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：用自落式搅拌机，比不掺外加剂的普通混凝土延长30 s以上用强制式则延长10 s以上。应严格控制搅拌时间，确保混凝土拌和均匀。332混凝土运输混凝土从搅拌机卸出后应尽快运至浇筑地点。当搅拌好的混凝土放置时间较长、坍落度不够时严禁随意在混凝土中加水，只能加减水剂溶液f高效型、无缓凝成分、浓度40左右)。搅拌车应随车携带减水地下与隧道防水剂溶液或工地备用。3.3.3 混凝土浇筑1)在浇灌补偿收缩混凝土前模板及钢筋间的所有杂物必须清理干净。2)基础底板混凝

10、土沿纵向采用“一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的连续浇筑方法，混凝土自然流淌形成一个斜坡。这种方法能较好地适应泵送工艺，避免泵管的经常拆除冲洗和接长，提高泵送效率，保证及时接缝，避免冷缝的出现。3)混凝土连续浇筑。必须保证“软结茬”，接茬时间不得超过120 min，以防产生“冷结茬”，造成防水隐患。若遇混凝土供应不上或晚间停止施工，可在结茬处混凝土中掺加缓凝剂，使混凝土缓凝若干小时，这样第二天混凝土就可以结上茬。掺加量通过试验来确定，加料要由专人负责，严防少加或漏加，避免造成工程质量事故。4)补偿收缩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1030 s，以混凝土开始

11、泛浆和不冒气泡为准。振捣时，快捕慢拔，振点布置要均匀。在施工缝、预埋件处加强振捣，以免振捣不实，造成渗水通道；振捣时应尽量不触及模板、钢筋、止水带，以防止其移位、变形。334混凝土养护补偿收缩混凝土的养护非常重要，这是由于膨胀混凝土中形成的膨胀结晶钙矾石以及水泥水化都需要水，否则会影响膨胀效能。因此在每一块混凝土浇筑、抹面完成后，及时用塑料薄膜覆盖其表面；当整块混凝土终凝后，开始铺麻袋片等养护材料(防止阳光直晒)并洒水养护，始终保持润湿，放线后可采用蓄水养护，养护期不少于14 d。自防水混凝土的养护是保证防水质量的最重要措施之一，施工过程中派专人负责养护工作。4结语 1)苏州科技园科技新天地工程采用补偿收缩混凝土连续施工和结构自防水技术。底板至今不裂不渗，防水效果良好。 2)本工程采用补偿收缩混凝土抗裂防渗控制技术，以膨胀产生的压应力来抵消收缩所产生的拉应力。根据结构不同部位，调整补偿收缩混凝土的膨胀剂的掺量，即在结构收缩应力最大的中部采用大膨胀混凝土，在结构收缩应力小的部位采用微膨胀混凝土，使混凝土的收缩拉应力得到大小适宜的补偿取消后浇带，实现了大尺寸