超长结构连续施工技术在地下室中的应用

文／陆应龙 中国建筑第五工程局有限公司 湖南长沙 410000

引言：

居民们对人居生活环境质量要求水平的持续提高，促使环保工程及建设的技术取得快速稳定发展，现阶段最常见的建筑就是超长超宽结构(超过100m)。以往传统的以放为主、抗放兼具的设计模式，在经过了整改以后浇带可以让混凝土整体结构应力中的约束收缩应力大部分得以释放，而这部分残余的约束收缩应力也主要可依靠膨胀预应力混凝土构件来有效抵消与对抗，让超长钢筋混凝土结构应力收缩后开裂严重的实际问题将逐渐解决。本课题研究以善新苑安置房工程项目为背景，项目地下室连通，东西方向长度达354m，属于超长型地下室。本次实验的目的是改善地下室的防水渗漏问题，同时提高结构防渗漏措施，增强结构实体质量，为项目优质结构工程提供坚实的基础，力争对以后的类似工程起到指导型作用。

1、超长混凝土结构连续支护施工新技术及在建筑地下室的应用现状中前景的研究分析

1.1 超长预应力结构连续支护施工新技术地下室工程应用技术中主要存在什么样的关键技术问题

近年来，我国的城市化规划建设进程的发展脚步似乎从未停止，已出现我国城市中心区可用耕地面积越来越偏少的情况，这就不得不要求利用更少的地来获取更大的面积，需要在设计和建造时做到“借天入地”，让高层建筑和地下建筑同时兼备。与此同时随地下室总量在逐渐地增加，其中必然出现的结构性问题，例如地下室的防水等问题，对于整个地下高层建筑设计来说地下室即是整个结构基部，也是所有建筑构件中的必不可少考虑的重要部分，因此必须要保证在保证满足其功能需求的前提同时，让地下室建筑基部结构本身的长期耐久性可以得到保证。故此，地下室如何防水处理就会显得十分尤为之重要，但各地建筑设计方式不同而对各类地下室材料的处理防水性要求往往也都不同，主要是按照其功能进行设计，必须有多道防水设计，最低也需要刚柔相匹配的设防方式。经过专家多年研究实验发现和经验证明，想要墙体防水隔热保温节能效果持续得到长期良好，设计、施工及技术管理和最终建筑材料安装使用全过程之间又是必须的都是要互相沟通有关联，好的整体工程系统设计、好的墙体建筑材料安装选用工艺以及对后期工程完整和有效保障的后续技术及施工、后期系统设备安装维护与保养都缺一不可，是一个有高度综合性、系统性工程。所有材料都是有应用期限的，针对超长地下室结构，首先需要做好的就是钢筋混凝土结构防水，因为其使用年限的增加，可能出现地基的不均匀沉降，从而引起结构开裂渗漏，是十分常见的问题之一。因此，展开超长地下室的混凝土结构防渗漏的施工技术专项研究十分有必要。

1.2 超长结构连续施工技术发展趋势以及国内外技术对比

（1）据调查显示，目前我国地下防水工程渗漏情况十分常见，在2013年全国建筑渗漏调查中提到，地下室渗漏率为57.51%，主要质量问题为”有水迹，占比86.4%。在《中国建筑防水》有学者提到关于地下室底板柔性外防水的作用，并在施工中将新型防水材料应用于其中，但其具体的防水效果还未给予反馈。而在《地下防水工程渗漏原因新认识》中，有学者认为:目前防水技术发展的方向需要让施工工艺多样化，并且简单描述柔性防水的劣势和功效；

（2）目前国外防水技术发展现状分析:首先，其具备比较先进且科学的防水材料，其次，关于防水的施工器材具有很大的突破，在防水设计方面也下了很大功夫，呈多样化趋势，更加注重新技术的整体价值；

（3）国外工程技术与我国相对比，整体来说国外是略胜一筹的，无论是管理中的问题还是技术问题，都还有一定的差距，现阶段施工以及防水设计、机具、以及部分构造的问题，在很多区域仍然是落后和无序的情况。

2、超长结构施工技术简析

2.1 地下室施工情况简介

（1）在地下室处理中，如果要根据以往的常规混凝土的结构施工的方式来处理，那么就还需要每间隔约20m-约40m 来进行后浇带的设置，解决混凝土结构的收缩与裂开的情况。按照施工一般流程规定，需要施工人员在新混凝土的收缩情况基本达到稳定阶段以后开始(施工后42 天)开始再开始设置施工后浇带，甚至会在混凝土完成全部施工收缩过程结束以后，直到砌体结构的封顶，如此往往会导致建筑工期进一步延长，加上混凝土后浇带施工的灌结缝修补和接缝清理的工序会十分地繁杂，且老混凝土和新建后浇带结构之间往往有时间过渡差，所以导致新混凝土、老混凝土构件之间的衔接点位置，有时会出现感到收缩现象以及产生塑性混凝土收缩裂缝；

（2）因此，考虑设置后浇带的目的则是要为了有效防止可能发生在结构裂缝处的结构质量问题，同时由于结构裂缝现象一般也是出现在设置人工浇带后会出现裂缝的，直接容易导致管道漏水、钢筋柱腐锈，最终也影响关系到整体结构运行的质量安全，没有考虑采用任何相关措施方式予以解决时就很可能容易发生管道渗漏堵塞等工程质量问题；另外，后浇带混凝土与先现浇混凝土两者间的结构衔接关系也显得比较薄弱，具有一定的安全隐患，同时没有回填后浇带，也不能停止降水，降水费用也十分昂贵。因此如果想要大幅缩短整个施工及整体工期、使其整体进度能够加快，保证整体防水工程质量稳定和整个结构整体的安全整体性，此次工程中主要将实施超长预应力钢筋混凝土结构的自粘防水灌浆技术以及无缝防水施工等技术，主要是用膨胀混凝土加强钢筋来调换后浇带，从而达到无缝施工；

（3）同时还可多从基础材料的选择角度上多考虑，注意尽量保证基础混凝土原材料自身的内在质量，不应该采用太高易收缩性的水泥材料，例如高渗减释水处理的混凝土外加剂、砂石级配合处理、含混泥量系数较水泥低许多的砂石混凝土等，减少了水泥料和水处理的消耗总量，可以做到让基础混凝土材料自身的收缩力更的小，注意如果在基础混凝土浇筑早期处理时还想要有效减少基础表面裂痕的产生，就特别需要严格掌握好基础最后一遍工序的抹压，在其终凝时是最佳时机。另外这种不对称均匀的沉降也需要通过结构措施来加以处理。

2.2 地下室防水模式简析

（1）众所周知，目前国内比较成熟常见的建筑防水施工模式中包含有刚性结构的自适应防水、柔性建筑外漏防水施工和刚柔建筑结合式防水施工三种技术模式，已有很多研究表明，柔性防水其施工比较复杂且在操作时很容易因为钢筋损伤而达不到想要的效果，加上应用周期较短，所以不能和结构的应用周期同步，不仅金额昂贵，其防水的效果也不尽人意，因此目前已经很少有公司选择。而混凝土刚性屋面防水通常是会根据其结构及自身特性的密实性或者是会通过用刚性材料等作为屋顶防水层料来有效实现屋顶防水保温作用等的，一般通常情况下都是需要应用混凝土掺拌合金料再加一些外加剂等来实现使屋顶混凝土屋面的保温抗渗流能力、抗裂破坏能力进一步提升的。此外，刚性防水的施工操作比较简单，所以整体的施工时间也较短，从而提高结构耐久性，相比柔性防水性价比更高，是目前各大建筑中常见的防水模式。刚柔结合防水其实从实际角度出发也没有什么特别之处，针对本身结构有缺陷的情况，其实也就相当于柔性防水，倘若结构自身是可以防水的，那么也不再需要柔性防水，因此增加柔性防水其实并无多大意义；

（2）想要让地下室实现结构自防水，就需要混凝土自身达到下述中两个要求，要保证混凝土配比合理，才能振捣得更加紧密，同时还得满足设计要求的抗渗等级。其次就是要尽量有效的杜绝结构出现的裂缝，特别是贯穿性裂缝，就算是混凝土构件自身结构的整体抗渗流效果要超过P12，而如果一旦发现有裂缝现象产生，那其内部结构可能就完全不具备整体防水能力。如果仅仅需要考虑到混凝土的抗渗压等级，其实都是可以很简单地就能够达到需求，但是若想要能够让混凝土完全不存在收缩与开裂，就更需要通过各个工作阶段的有机配合才能最终实现，例如施工与浇筑、原材料选择、混凝土的配比、结构设计、混凝土振捣以及养护等，最终呈现完美的结果。

“也因为我永远忘不了，我们刚认识的那年夏天，我得了传染病，所有人都离开了我，只有你留在我身边，为了照顾我，三天三夜没合眼，每次我口渴时，你都会及时递上一杯甘甜的清水……”

2.3 膨胀补偿收缩混凝土的选择

想要解决开裂的问题，膨胀混凝土是一个很好的选择，其具备较强的抗渗性，同时后期强度较高、早期快硬等优势，在使用的时候需要注意限制其自由膨胀，可以避免其因为强度降低而引起的使用效果欠佳的情况。另外，倘若将膨胀剂惨进无筋混凝土中，就需要延迟拆除模板。倘若在掺入以后混凝土的坍落度损失较多，则可以给予缓凝剂来处理，对于水泥不适应的情况可以更换。而混凝土添加剂和水泥膨胀剂用量的精确配比、整体掺量和膨胀材料都得科学配比，并且通过实验确认。进行膨胀混凝土选择以前，要确认其是否需要应用，有必要的时候再加入。而具体如何去选择材料就还需要进行观察，根据材料所需达到的最大膨胀的速度、膨胀率、骨料、水泥、混凝土强度要求等情况来做选择，并且可以在相同的养护和约束要求条件下再次开始进行实验，最终确认所需要的种类以及剂量。所以实际施工的时候需要按照具体情况来选择，切勿盲目应用。通过对国内外的诸多实际工程和实验结果已经初步证明，将ZY 型的膨胀型混凝土防水剂料直接的加入到膨胀的混凝土材料体系中，通过一种生物化学的反应的过程来实现逐步地让这种膨胀的混凝土材料体系逐渐的实现膨胀。

2.4 膨胀混凝土施工技术要求

（1）设置膨胀加强带

具体的需要是根据实际工程混凝土结构上的残余应力分布来具体进行综合分析，再进一步按照工程具体技术要求重新设计，保证后浇带位置和施工图设计时图纸确定的位置保持相同，并且考虑采用2m 以上宽混凝土加强筋带作为替换后浇带，从而达到连续浇筑。另外，在混凝土施工进行时膨胀剂的有效使用加量还应能随着两侧混凝土本身的相对强度增大而迅速增加，间歇式回填后浇膨胀加强带则是个很好的补救选择，回填一般需要先在完成两侧基础混凝土基础浇筑完毕后的下1 周才实施。将密孔铁丝网设置于两侧膨胀混凝土加强带之间的边缘，其功能主要也是根据位置而避免了配比不同产生的膨胀混凝土流至加强带。

（2）膨胀混凝土施工

首先是混凝土的配比和原材料的计算。膨胀混凝土的水、粉煤灰、石、水泥、砂、膨胀剂等都需要精密的计算出配比，才能放入搅拌机内，其计量误差需要和下述中的要求相符:石、砂±2%、水、外加剂、水泥、粉煤灰为±1%。

表1 膨胀混凝土配合比（kg/m3）

但是得特别注意浇筑以前，要将钢筋间和模板清理干净，在浇带的前后两端设置有两道震动器，第一，在混凝土的卸料位置，避免上部有振实问题发生；第二，在混凝土坡角位置，让下部更加紧密。避免混凝土出现堆积的问题，让混凝土和出料口之间有一个坡度，再进行整体振捣，按照具体需求进行振捣整体时间的调整，注意振捣棒的移动间距和深度需适宜。施工前先进行预估计量，调整泵送工艺、供料速度、结构物尺寸等，以防止出现冷缝。

（3）混凝土养护

混凝土施工后期的防水及养护工作都是需要注意的，在后期的进行混凝土表面防水浇筑与养护处理的时候，抹面及浇筑都完成了以后只需要在表面应用一层塑料薄膜将混凝土的表面覆盖，同时铺上草席或者麻袋片，观察其硬化程度，一般情况下是在4-5h 以后，可以开始在顶板筑堰蓄水3cm 左右的养护，注意养护期不能低于半个月。注意在混凝土终凝以后，可用手指用力往下压(待其表面没有凹痕即可)，就能够淋水养护。此外，混凝土因为不能长时间耐高温，所以还不能避免长时间太阳暴晒，得重新建立柔性保温层系统和柔性的防水层。

（4）薄弱位置处理方式

针对施工缝要持续浇筑的地方，浇筑以前得清除表面的杂物和垃圾、浮粒，并且施工位置保持湿润，按照混凝土接茬规范实施。将施工模板全部拆除了以后，在施工缝表面如果有一层砂石搓缝露出，这处就是施工很容易的出现渗水裂缝的位置，此时防水处理最主要的还是防水砂浆，也只需要先在施工缝的左右两边以及上下各3cm 深的中间位置进行沿缝凿上毛字并定期给予清洗或冲洗，其次再给予6%的水泥净浆，表面涂刷12mm 左右，待稍干以后再刷上5mm 左右的水泥砂浆，最后压实、收光。完成抹面以后8h 则可以开始实施洒水养护，养护期不能低于一周。

（5）温控措施

针对施工时期温差较大的时候，需要做好蓄水和测温等养护工作，保证混凝土的内部温度适宜。而混凝土构筑物内外的温差不能超过25℃，环境温度和表面温度差不能＞15℃，不然开裂的几率较高。而针对温差超过15℃的时候，就需要实施混凝土蓄水养护措施。

（6）混凝土质控与质量检测

注意每个生产班次原材料的检查坍落度称量最少应＞两次，一个生产班次原材料的检查原材料称量至少也应超过两次。并且混凝土必须要得先有二组留置的胶凝土试验或抗渗凝试块，在全部浇筑施工完成的现场立即开始制作混凝土试块，一组要和全部浇注完现场的混凝土标准与养护的施工准备条件相同，另还需有一组标养。

结语：

总而言之，超长无缝结构模板施工技术在城市地下室建筑中的广泛应用和与传统砼后浇带工艺相比也具有其很大技术优势，而利用此类技术工艺混凝土浇注到成型过程仅所需一次，有效地避免了施工缝隙的大量产生和以及容易出现各种有害结构裂缝，底板混凝土的密实整体性进一步得到大大提升，同时它也可让其施工操作程序相对更加高效简单，结构工程的安全整体稳定性要求也将更高，降低了混凝土结构裂缝事故的出现。在施工完成该地下室经过两年应用后状况良好，外壁和底板均未发生渗漏、开裂的情况，则代表只要选择性能良好的材料，并按照其性能需求进行合理施工，是可以实现超长构筑物的持续浇筑的，针对非防水现浇建筑模板的施工，也可以有效避免有害裂缝产生，缩短整体施工周期。