关键词：膨胀加强带；超长地下室；应用
0引言
随着我国社会经济的快速发展及城市建设的不断进步，建筑工程的规模不断增大，地下室工程施工中超长混凝土结构形式的应用也日益增加。对于超长混凝土结构的施工，采用后浇带施工技术会给施工带来诸多不便，造成工期延长。而采用膨胀混凝土加强带施工则能够简化施工过程，缩短施工工期，降低工程的综合成本。基于此，笔者对膨胀加强带在超长地下室工程中的应用进行了介绍。
1膨胀加强带在超长结构无缝设计中应用
无缝设计是指在超长混凝土结构的设计和施工中不设缝或少设缝，这个“缝”专指传统设计方法里释放收缩应力的后浇带或伸缩缝。无缝施工设计通常是采用补偿收缩混凝土结合膨胀加强带的方法，其设计思路遵循“抗放兼备、以抗为主”的原则。膨胀剂的抗收缩原理主要在于其化学膨胀作用受到钢筋及邻位约束，在构件中产生一定程度的预压应力，从而抵消部分收缩作用，防止裂缝产生。通过计算分析，在超长结构的合理位置布置膨胀加强带，一定程度补偿收缩应力，改善结构的应力分布状况，可以减少甚至避免超长混凝土结构收缩裂缝的产生。当一个结构中需要设置2条或2条以上膨胀加强带时，依据相关的施工技术连续循环浇筑即可。设置膨胀加强带实现了结构的连续浇筑，有效改善了结构内部应力分布，提高了结构整体性。合理设计膨胀加强带，采取完善的施工措施，对超长混凝土结构抗裂十分重要。
图1展示了设置膨胀加强带后，混凝土结构内部应力变化情况。未设置膨胀加强带的普通混凝土结构，在温度收缩作用下，其应力分布曲线为ABCDE，应力由两端向中部逐渐增大，在B、D两点处，σ=ftk，达到极限状态，裂缝产生；当超长混凝土结构整体采用小掺量膨胀剂的补偿收缩混凝土时，其收缩应力得到一定程度降低，应力分布曲线变为FGHIJ，在G、I两点处，应力达到极限状态，裂缝产生；当整体采用小掺量补偿收缩混凝土，并在合理部位G、I处设置膨胀加强带，采用大掺量补偿收缩混凝土时，结构内部应力状况得到有效改善，应力分布曲线变为FKLMNPJ，由于加强带处加大了膨胀剂掺量，化学膨胀能转化为构件预压应力，很大程度抵消了收缩应力，使得应力曲线从L、N两点处重新增长，大大降低了结构最大应力，使其控制在混凝土抗拉强度范围内，实现了超长混凝土结构的裂缝控制。
图1膨胀加强带补偿收缩应力原理
2工程概况
某建筑工程地下为1层汽车库，为钢筋混凝土结构，其平面布置为规则长方形，长约365m，宽约56m。该结构平面长度很大，属超长结构，在温度变化、混凝土收缩过程中可能产生较显著的温度收缩应力，不利时甚至引起贯通裂缝，影响结构的适用性和耐久性，必须采取行之有效的技术措施，有针对性地解决温度应力和温度变形问题。该超长地下室结构由于建筑功能的原因，不宜在长度方向设置伸缩缝，且为了控制施工工期，宜少设或者不设置后浇带，最终决定采用纤维补偿收缩混凝土结合膨胀加强带的无缝施工方法，以满足结构的使用要求。
3膨胀加强带的设置及构造
影响膨胀加强带设置数量及位置的因素很多，包括补偿收缩混凝土的性能、温度收缩应力大小、约束情况等等，因此，膨胀加强带的布置需综合考虑各方面因素确定。膨胀加强带宽宜定为2～3m，两侧用孔径为5mm的钢筋网隔拦，并用钢筋固定牢固，相邻的钢筋网搭接长度不低于50mm。膨胀加强带内设加强钢筋，加强钢筋直接绑扎在其对应的面层上，伸出加强带外2m。
针对本工程实际情况，膨胀加强带的设置宜遵循以下原则。
（1）总体布局：地下室的顶、底板和墙体，由于长度较长，采用后浇带与ECC膨胀加强带相结合的方式。
（2）为了有效发挥膨胀效果，加强带的宽度不宜太窄，采用2m的宽度。
（3）由于膨胀加强带的性质是以较大的膨胀应力补偿收缩应力集中的地方，所以膨胀加强带宜设置在结构拉应力较大的部位以及因截面或配筋突变而容易引起应力集中的部位。
（4）膨胀加强带两侧混凝土采用限制膨胀率为2×10-4的补偿收缩纤维混凝土，加强带内采用限制膨胀率为3×10-4的补偿收缩纤维混凝土。
膨胀加强带的构造有3种不同的形式，结合工程进度、施工条件等因素，本工程采用如下2种形式。
（1）连续式膨胀加强带构造。膨胀加强带宽度为2～3m，为防止两侧混凝土流入，在加强带两侧设置直立型密孔铁丝网。混凝土浇筑时，应沿一个方向逐步连续浇筑，先浇筑一侧带外的小膨胀混凝土，到加强带处使用大膨胀ECC（或混凝土）浇筑，最后浇筑另一侧带外小膨胀混凝土，具体浇筑过程如图2所示。如此循环，可实现100～150m的超长混凝土结构的连续浇筑。
图2连续式膨胀加强带构造
（2）后浇式膨胀加强带构造。若由于条件限制，超长混凝土结构无法连续施工时，可以采用后浇式膨胀加强带（如图3所示），即先浇筑加强带两侧的小膨胀混凝土，间隔3d以上，待混凝土强度足够时再浇筑加强带处的大膨胀ECC（或混凝土）。
图3后浇式膨胀加强带构造
4膨胀加强带的间距
对于混凝土底板来说，由于地基的约束作用，最大温度收缩应力发生在底板中部，其值按式（1）计算：
式（2）～式（5）中：L——膨胀加强带间距；
E——混凝土弹性模量；
Es——钢筋弹性模量；
T——综合温差，K；
v——配筋率；
R——混凝土极限抗拉强度；
εpa——混凝土极限拉伸应变值；
ε2——补偿混凝土的限制膨胀率；
α——混凝土的线膨胀系数。
结合本工程的实际情况，选择合理的参数，可计算出底板、侧墙和顶板的膨胀加强带的理论设计间距分别为43.9m、40.5m和27.3m。
5施工方案
本工程采用连续式膨胀加强带、后浇式膨胀加强带和后浇带相结合的施工办法，同时使用纤维补偿收缩混凝土增强抗裂性能。
本方案不仅能够控制超长结构的收缩裂缝问题，同时能够大大降低由于设置后浇带对工程质量及进度的影响，实现结构性能及施工控制的优化。具体布置方案如图4所示，沿地下室结构长度方向，设置2条后浇带，将结构大致等分为3个部分，每个部分沿长度方向，均匀布置3条膨胀加强带，其中中间一条为后浇式膨胀加强带，其余2条为连续式膨胀加强带。沿地下室结构宽度方向，由于宽度较小，仅在中部附近设置1条后浇式膨胀加强带即可。后浇带拟在两侧混凝土养护28d后进行浇筑，而后浇式膨胀加强带则在两侧混凝土养护7d之后进行浇筑。
图4地下室后浇带和膨胀加强带布置
6结语
综上所述，膨胀加强带施工技术能够实现混凝土结构的无缝施工和控制裂缝的目标，常常用来取得后浇带应用于地下室工程超长混凝土结构的施工中。在超长地下室工程施工中，要利用膨胀加强带施工技术对其施工方案进行合理的设计，同时还要做好各个施工工序的质量控制措施，从而确保工程施工的质量，提高工程的经济效益及社会效益。
参考文献：
[1]许多涛.膨胀加强带在超长防水混凝土结构连续无缝施工中的应用[J].中华民居（下旬刊）.2014（09）
[2]刘光辉，张耀龙，刘建平，华文鑫，王志辉.膨胀加强带在大面积地下室施工中的应用[J].浙江建筑.2016（02）