超长混凝土结构无缝设计

【摘 要】 随着建筑行业的不断发展，在设计的过程中我们经常会遇到各种超长混凝土结构无缝设计问题，这也是目前建筑结构设计中最受人们重视的焦点话题，也是整个工程领域探索的重点。本文就建筑工程项目中超长混凝土结构无缝设计进行了探讨与总结，并提出了相关工作要点和施工管理策略，以期发挥出抛砖引玉之效。

【关键词】混凝土结构；无缝设计；超长结构

近几年来，随着建筑业的蓬勃发展，各种大规模、大跨度建筑结构不断的涌现了出来，这也促使了大量超长混凝土结构的出现与应用。在这种社会发展基础上，我们在设计的过程中必须要对超长混凝土进行无缝结构设计，从而保障建筑工程里面结构的美观性和施工的整体性要求，进而满足建筑构造的简单化、完整化和美观化的发展要求。但是由于在工程施工或者使用的过程中受到温差的作用、混凝土收缩作用以及周围自然荷载的影响，使得无缝的超长结构极容易出现各种结构裂缝，不仅影响了建筑结构的整体性、美观性，甚至是造成建筑使用功能受到一定的影响。因此在工作中，做好相关结构设计至关重要，是目前工程人员研究的热点话题之一。 一、超长混凝土无缝结构设计

在目前的建筑工程项目中，当混凝土结构构成的建筑物长度超过相关的施工设计规范和规定的伸缩缝的范围之后，其在设计的过程中通常都是设置一定的伸缩缝来解决其容易产生的应力和隐患。但

是当伸缩缝设置的时候出现困难的时候，我们可以采取设置后浇带或膨胀加强带的方法来对其就以辅助并完善，从而使得整个结构体系满足建筑适用性，也为工程施工提供合理科学的理论依据。 1、超长混凝土结构

混凝土超长结构也被人们广泛的称之为大面积混凝土结构，是设计工作中较为常见的一种结构体系之一。由于混凝土本身是一种凝胶体的人造石材，因此其在施工和使用的过程中本身就存在着一定的徐变性、收缩性，因此在工程设计和施工中，要想确保混凝土结构的整体性要求，就你需要对其徐变性、收缩性加以控制和管理，从而使得其能够形成完善的管理控制要求。 2、无缝设计概述

无缝设计在目前的建筑工程项目中已成为整个建筑工程中最受人们关注和重视的话题之一。这种建筑结构设计是我国土木工程中提出的一项重大专利性技术学科，在目前的工程项目中，无缝设计是一个相对概念，而不是一个绝对概念，其相对于传统的工程结构而言是一种无缝或者少缝的工程结构和施工方式。这里所说的缝主要指的是释放收缩应力的后浇带或者永久性伸缩缝。 二、超长混凝土结构无缝设计要点

在目前的超长混凝土施工建设中，无缝设计和施工已成为一项高度重视的话题和工作重点。其在设计的过程中主要在于控制和减少混凝土由于各种因素而引起的徐变、收缩等影响因素，从而保证混凝土结构的持续、顺利施工。在当前超长混凝土结构设计中，其主

要工作要点由以下方面构成。 1、材料选择

在目前的混凝土工程中，水泥、骨料、掺合料、外加剂、水是不可缺少的基础性原材料，因此在设计工作中，水泥主要是选择水化热较小的水泥结构，从而使得水泥得到良好的控制，其用量、用法都得到系统、全面的完善和总结。骨料，骨料作为支撑混凝土结构的主要基础性材料，其一般在设计中都是选择那些级配好、密度大以及刚度性能好的材料，并且尽可能的选用体积比大于75%的材料。搀和物和外加剂设计对于混凝土结构裂缝的出现也有着一定的影响，其在设计的过程中通常都是以各种有利于混凝土早期水化热控制为标准来进行选择，同时对于各种结构复杂的环节要加大控制力度和管理流程，从而使得混凝土结构中各个环节和骨料都能够得到有效、完善的控制和管理。

1） 采用低水化热的水泥配置混凝土并适量加入粉煤灰 混凝土内外部温差过大会产生裂缝，主要是由水泥水化热引起的。尤其混凝土强度级别较高，水泥用量较大处，混凝土在初凝过程中会有大量水化热产生。混凝土是热的不良导体。这些热量不易及时排出而积聚。 2） 加大碎石骨料用量

碎石骨料表面粗糙与水泥的胶结良好，同样配比的混凝土其强度较卵石混凝土高，并可降低水化热，收缩变形小，从而裂缝也小。在满足施工要求的情况下加大碎石骨料用量，降低水泥用量，减小

混凝土的水化热，能更好地保证混凝土的质量。 3） 降低水灰比

确定设计配合比阶段，采取降低水灰比的措施。采取该措施的目的在于减少用水量，降低混凝土的收缩。同时建议施工单位在混凝土浇筑阶段，采用二次振捣的工艺.即在混凝土初凝前进行一次振捣，避免混凝土因沉降收缩而引起的裂缝。 4） 掺加膨胀剂

从广义来看，掺加膨胀剂的混凝土是一种补偿收缩的混凝土，这就要求对混凝土结构的早期收缩裂缝要进行控制，其思路为“以抗为主”的原则，利用补偿收缩混凝土在硬化过程产生的膨胀作用，在结构中产生少量预压应力用来补偿混凝土在硬化过程中产生的温度和收缩拉应力，从而防止收缩裂缝或把裂缝控制在无害裂缝范围内。根据《混凝土外加剂应用技术规范》规定，补偿收缩混凝土最重要的技术指标是限制膨胀率。设计者应在设计图纸上注明：“采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土，强度等级、抗渗标号、水中养护14d的混凝土限制膨胀率≥0.015%（或更高些）。”采用补偿收缩混凝土时，底板后浇缝最大间距可延长至50m。超过50m的超长结构可用膨胀加强带替代后浇带。 2、后浇带设计

1） 一般来说，在后浇带设计的过程中间距的控制是至关重要的一部分，也是整个建筑工程中的核心重点，其在设计的过程中是以建筑物整体长度、周边环境、气候因素等多个环节综合分析和考虑

的。一般来说，在后浇带设计工作中，其距离一般都是控制在30～40m左右，

2） 位置的设置对于后浇带施工而言至关重要，其通常都是设置在受力较小且位置合理的额部位，通常都设置在梁板的跨中1/3范围内。

3） 宽度：综合考虑，后浇带宽度可取为800～1000mm。 4） 钢筋：后浇带部位的构件钢筋不截断，并增设不少于原配钢筋20%的附加钢筋，深入后浇带两侧各1000mm.这样可避免梁钢筋全部截断后造成的钢筋搭、焊接困难。

5） 后浇带两侧混凝土浇注完28天后，将两侧的混凝土表面凿毛，再浇灌比设计的强度高一级的混凝土，振捣密实，并加强养护。 6） 混凝土：宜采用加膨胀剂的补偿收缩混凝土挠筑。 7） 断面形式；一般避免留直缝，对于板可留斜缝；对于梁及基础.可留企口缝。 3、设置膨胀加强带

后浇带施工烦、工期长、易渗漏等缺点，近几年，不少工程（尤其地下室）采用设置膨胀加强带来代替后浇带。大量的工程实践证明，采用膨胀加强带，可以连续施工，超长混凝土结构不留缝且不裂，减少了分缝处理带来的麻烦，大大缩短了工期，取得了显著的经济效益。

1） 膨胀加强带的技术原理：是在带内混凝土中掺加适量膨胀剂（例如高效混凝土膨胀剂uea、cea、aea、fea等），通过水泥水化

产物与膨胀剂的化学反应，使混凝土产生适量膨胀。高效混凝土膨胀剂uea的主要成分是无机铝酸盐和硫酸盐，当uea加入到普通水泥混凝土中，拌水后和水泥组分共同作用，生成大量膨胀结晶水化物——水化硫铝酸钙，这种产物使混凝土产生适度膨胀，在钢筋和临位的约束下，在混凝土结构中建立0.2mpa～0.7mpa预压应力，这一预压应力可大致抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力，使结构的收缩拉应力得到大小适宜的补偿，从而防止或减少混凝土收缩开裂，并使混凝土致密化，提高了混凝土结构的抗裂防渗能力。 2） 加强带设置在混凝土收缩应力发生最大的地方，通常是房屋长度方向的中间位置，对于超过普通混凝土伸缩缝设置距离过长的且要求连续无缝施工的混凝土结构，可以在适当部位设置多条膨胀加强带。

3） 膨胀加强带的做法主要有三个要点：

a 、带宽2. 0 m ，带的两侧布置 5 mm 的密孔钢丝网，将带内混凝土与带外混凝土分隔开，钢丝网垂直布置在上下层（或内外层） 钢筋之间，两端分别绑扎在上下层（或内外层） 钢筋上。 b、 带内增设10 %～15 %的水平温度钢筋，均匀布置在上下层（或内外层） 钢筋上，水平温度钢筋垂直于膨胀加强带长度方向进行分布，两端各伸出膨胀加强带0.5 m ，并固定在上下层（或内外层） 钢筋上。

c、 带内采用设计强度等级比相邻非加强带混凝土强度等级高一级的混凝土进行浇筑，外掺适量膨胀剂。

从理论上说，后浇带是采取完全“放”的方法来解决大面积、大体积钢筋混凝土收缩应力问题，概念较为清晰，从多年的工程实践也证明了这点。而加强带是采取“抗”的方法，膨胀加强带由于其本身的作用原理，在建筑的沉降差的控制上存在缺陷，这也决定了其不可能完全取代后浇带。 4、加强混凝土养护

掺加膨胀剂的混凝土的养护是保证工程质量的最重要的措施之一，要派专人负责养护工作，混凝土终凝后二小时即开始养护，养护期不少于14天。 三、结束语

超长大面积混凝土必须严格按有关技术规范要求组织施工，分区浇灌为好。工程施工过程中应对监理如何控制混凝土限制膨胀指标予以相当重视。在实际设计、施工过程中，应把超长混凝土的裂缝控制看作一个系统工程。不应该片面强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、科学的混凝土配合比、严格施工组织和完善的工艺措施相结合，才能确保混凝土的施工质量，达到混凝土结构抗裂的目的。