补偿收缩混凝土结构自防水与无缝设计施工工程范例

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    《UEA补偿收缩砼防水工法》(YJGF22－92)推广应用已有十多年。中国建筑材料科学研究院提出结构自防水是根本，抗裂比防渗更重要的防水新概念，并提出掺膨胀剂的补偿收缩砼结构自防水的整套技术，已成功应用于上千个地下和水工工程。《地下工程防水技术规范》GB50108－2001规定，以防水混凝土为“应选”第一线，迎水面辅以柔性防水层，这种刚柔结合的设计是合理的。但是，由于柔性防水层的寿命只有20－30年，与砼的寿命不同步，有些专家和投资方提出质疑。另外，某些情况下，例如形状较复杂的厚底板基础，有许多灌注桩或预制桩的桩板基础，形状复杂的梁板筏基基础等，作柔性防水层十分困难，遇到雨季施工则延长工期，整体防水质量难以保证。

    大量工程实践表明，底板可用补偿收缩混凝土达到结构自防水和取消外防水的效果，无裂渗现象，鉴于边墙长且薄，受到施工养护和气温变化的影响，可能出现微裂等缺陷，主张在边墙迎水面作一道柔性防水层。

    超长结构的后浇缝，不但施工麻烦，延长工期，而且会成为防水的隐患，能否取消后浇缝?这是保证结构自防水的另一些关键技术。

    我院于1990年与北京市建筑设计院合作，采用UEA补偿收缩砼以膨胀加强带取代后浇带，在北京当代商城应用成功后，又在北京赛特购物中心、蓝岛大厦、北京九龙游乐园等超长钢筋结构应用成功。在此基础上，1993年我院提出《超长钢筋混凝土结构无缝设计和施工方法》专利技术(专利号93117132.6)。这一新技术已在全国数百个重大工程应用，效果良好，促进了设计和施工的技术进度，荣获部级科技进步二等奖。所谓“无缝设计”是个相对概念，根据结构情况，可无缝或少缝，它指的是释放收缩应力的后浇缝。本技术思路是抗放结合，以抗为主的原则。以补偿收缩砼作为结构材料，在硬化过程中的产生的膨胀作用，由于钢筋和邻位约束，在结构中建立少量预压应力。在应力集中地方设2－3m的宽膨胀加强带，带的两侧用密孔铁丝网拦隔，先用小膨胀砼从一侧浇筑，浇至膨胀加强的带时，改用大膨胀砼，再用小膨胀砼浇筑另一侧，如此循环下去，实现无缝施工(见图一)，不同结构部位的限制膨胀率(ε₂)是通过砼试验调整膨胀剂掺量而达到预期目标值。

膨胀加强带(ε2=3－4×10-4)

补偿收缩砼 膨胀应力曲线

普通砼收缩应力曲线

铁丝网

小膨胀砼 ε2=1.5－2×10-4

小膨胀砼  2m  ε2=1.5－2×10-4

 

图一、膨胀加强带构造示意图

为让设计和施工单位了解这一新技术，现将由我院提供工程技术服务，并已实施工程整理汇集，以供参考。该技术为中国建筑材料科学研究院专利技术，我公司可以向您提供技术咨询服务或承担技术风险的工程技术服务。

一、高层建筑地下工程

1．北京当代商城(1991年)

   设计：北京市建筑设计院

   结构：地下二层 90×90m

         地上7－11层

         地下、地上无缝施工

图1  北京当代商城膨胀加强带位置

 UEA砼量15200m³

2．武商百盛国际配售中心(1995年)

   设计：武汉市建筑设计院

   结构：地下一层  地上三层

         171×108m

         结构自防水，无缝施工

   UEA膨胀剂砼量4.6万m³

图2  武汉百盛国际配售中心分缝图

3．深圳华为科研中心(2001年)

   设计：香港王董国际公司

   结构：地下一层、地上五栋塔楼

         底板444×243m，

        厚度500－1000  C₃₀ P₈

        无缝施工

图中  ——为伸缩缝  ====为膨胀加强带 图3  华为科研中心基础分缝图

ZY膨胀剂砼量 96370m³

4．武汉国际会展中心(1999年)

后浇带    —— 膨胀加强带------

   设计：中南建筑设计院

   结构：广场，地下二层161×153m

         主楼地下一层237×82m

             防水总面积47400m²

图4  武汉国际会展中心分缝位置图

 UEA－W膨胀剂砼量3.6万m³

5．珠海供北口岸广场(1998年)

   设计：珠海市建筑设计院

   结构：地下三层12万m²

         平面248×190m

         结构自防水，无缝施工

         C₃₀ P₁₂

图5  珠海拱北口岸广场底板膨胀带布置图

UEA-E膨胀剂砼量12万m³

6．武汉销品茂商城(2001年)

   设计：武汉市建筑设计院

   结构：地下一层，地上五层

         底板288×126m，

         厚800  C₃₀ P₈砼，

图6  武汉销品茂商城分缝布置图

 UEA-W膨胀剂砼5.2万m³

结构自防水，地下、地上无缝施工

7．青岛中银大厦(1996年)

   设计：电子工业部珠海设计分院

   结构：地下三层，地上主楼50层

         底板97.3×66.7m，-19.5m

         主楼底板厚2.5m，裙楼0.9m

图7  中银大厦底板分缝示意图

         C₅₀ P₁₂

UEA-H膨胀剂砼1.2万m³

8．长沙通程商业广场(2001年)

   设计：湖南省建筑设计院

   结构：地下二层，地上五层

         单层面积12645m²

图8  通程商业广场分缝示意图

         地下结构自防水、底板、楼板

         无缝施工，C₃₀ P₈砼

UEA-E膨胀剂砼1.5万m³

9．北京深房商业大厦(1996年)

   设计：北京市建筑设计院

   结构：地下三层，-14.1m

         底板133×105m

         结构自防水，无缝施工

图9  北京深房商业大厦基础分缝示意图

UEA-H膨胀剂砼量1.5万m³

10．长沙平和堂商贸大厦(1996)

   设计：湖南省建筑设计院

   结构：地下三层，地上8层

         底板113×81.2m

图10  长沙平和堂基础分缝示意图

         结构自防水，无缝施工

UEA-E膨胀剂砼量2万m³

11．北京希格玛中心(1997年)

   设计：中科院北京建筑设计院

   结构：地下三层，-12.5m

         底板103×66m，厚1m

         结构自防水，无缝施工

UEA膨胀剂砼量10600m³

图11  北京希格玛中心基础分缝示意图

12．北京宝鼎广场(1995)    设计：中国航空工业设计院    结构：地下三层，地上10层         底板167×65m，厚1.6m         结构自防水，无缝施工         C30 P8 UEA-H膨胀剂砼2.3万m3

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图12  宝鼎广场底板分缝位置图

膨胀带   后浇带

 

‘

---沉降缝      —加强带 图13  机场底板分缝示意图