摘要：合肥火车站地下广场顶盖长291m，宽168m，上有0.8～1.5m厚度的覆土，有严格抗渗要求，采用现浇无粘结预应力混凝土结构，属于超长混凝土结构，为减少混凝土早期收缩对抗裂的不利影响，设置施工后浇带。在施工场地狭窄，分片施工，工期紧及考虑预应力筋的合理分段长度等限制条件下，介绍了后浇带的合理布置及施工，目前工程已完工，在工期、质量和经济性方面取得了理想的效果。
关键词：地下广场；超长混凝土结构；后浇带；施工
0工程概况
合肥火车站地下广场综合改造工程是集铁路与市政为一体的工程，是对20年前建成使用的旧火车站升级改造，以适应进入高铁和地铁时代的关键重点项目。该工程总长291.7m，宽168m，为全地下现浇钢筋混凝土框架结构，由东、中、西三段无缝衔接而成，结构长方向为东西向，短方向为南北向。西段为单层预应力板柱结构，层高5.7m；中段为单层预应力框架结构，层高5.4m；东段为双层预应力框架结构，层高均为5.4m。地下室顶板覆土约1.5m，柱网尺寸约为8.4m×8.4m。
本工程建筑结构形式为地下钢筋混凝土框架结构，按照我国《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）规定：现浇钢筋凝土框架结构伸缩缝的最大间距为55m。而本工程总长为291.7m，宽168m，属于大面积全地下结构。而从建筑功能和外观上，需要不设伸缩缝，致使本工程不设缝长度远超出规范限值，成为超长超限结构。目前对超长混凝土结构不设永久变形缝的主要措施，可从结构设计、施工及材料三个方面采取措施：结构设计措施主要是采用预应力技术，由于大量使用高强度的预应力钢绞线和锚具，增加了钢筋用量，提高了结构成本；施工措施就是浇注混凝土采用设置后浇带分段施工，尽量使混凝土的早期收缩在后浇带浇筑之前完成，从而降低混凝土开裂的可能性，或者减少裂缝的数量和宽度，但造成施工工期延长；材料措施是采用补偿收缩混凝土，减少混凝土的收缩量，以及在混凝土中添加纤维材料，由纤维承担大部分混凝土中的拉应力，达到控制裂缝开展的目的。本工程根据建筑功能要求，工程中间不设变形缝。为解决结构超长抗裂问题，设计配置了预应力筋，并要求施工设置后浇带，如图1所示。图中除了15～29轴间设置两条沉降后浇带，其余均为收缩及温度后浇带；西段预应力筋兼有平衡上部荷载及温度收缩应力的作用；中段及东段配有直线预应力筋，主要用于抵抗温度收缩作用[1]。
.png)
图1 后浇带平面布置图
1后浇带分类
后浇带是指在施工过程中，按照设计和施工规范，在建筑构件某些位置预留临时施工缝，将建筑结构划分成多个部分，待各部分沉降、收缩一定时间后，对施工缝隙进行混凝土封闭，使建筑结构的多个部分成为整体[2]。根据其设置作用的不同，后浇带可以分为三种类型[3]：
（1）沉降后浇带：地基条件差异明显或地上结构自重差异较大如主楼与裙房，可有效解决结构不均匀沉降产生的裂缝。
（2）温度后浇带：释放混凝土早期的温度应力。
（3）收缩后浇带：释放混凝土早期的收缩变形应力。
本工程的后浇带兼有上述三种目的，沉降后浇带设置在结构形式变化及层数变化处。后浇带的大量设置不仅加大了施工的难度，也延长了工期，其经济性较差，尤其对于预应力结构，在预应力筋的分段锚固、张拉次序等方面增加了设计及施工难度。一些案例也表明，如果后浇带设置处理不当，反而成为新的薄弱环节，增加后浇带处冷缝漏水的风险。故合理优化后浇带位置和间距以及后期维护工作就显得相当重要。
2后浇带布置
（1）首先确定沉降后浇带
共设置两条沉降后浇带，其一设置在单层与双层结构之间，也就是在东段与中段之间；另一条设置在板柱结构与框架结构之间，即西段与中断之间，也因为合肥地铁1号线施工至此，一号线施工完毕后盾构设备从这两条后浇带之间吊装运走，故设置两条沉降后浇带将其与两边分割
（2）考虑预应力筋分段长度
本工程顶板中配有直线和曲线预应力筋，当后浇带间距取值过大时，中间预应力筋过长，预应力损失会大大增加，张拉效果显著降低，故后浇带间距宜小于50m。
后浇带的大量设置不仅加大了设计与施工的难度，延长了工期，而且还浪费大量的张拉锚具，其经济性较差，故后浇带间距宜大于30m。
（3）考虑结构受力影响
收缩后浇带布置在结构受力相对小的位置，也就是梁板跨度内的1/3处。此处结构弯矩与剪力均相对较小，而且适合上下对齐设置。
综合上述因素，本工程后浇带布置间距大约在30～40m范围内。后浇带设置也根据实际状况选择了不同的接缝形式，如平直缝、阶形缝、企口缝等。
3后浇带施工
（1）预应力筋铺设
本工程在后浇带处配置了适当的预应力筋。板中的预应力筋在后浇带处的布置有两种方案，示意图如图2所示。方案一可实现预应力筋的两阶段张拉，后浇带浇筑前为第一阶段，此时张拉预应力筋1和预应力筋2，后浇带浇筑后为第二阶段，此时张拉预应力筋3。方案二则在后浇带浇筑完成达到张拉条件后一起张拉，不单独设置横跨后浇带的短束预应力筋。
.png)
（a）方案一
.png)
（b）方案二
图2 后浇带处预应力筋的布置方案
经过对比，方案一预应力筋3与两边预应力筋重叠部分预应力筋太多，应力过大，但优势也很明显，这样分阶段张拉可减少预应力筋张拉时的次内力，从而提高预应力的张拉效果，并且能够很好地控制后浇带裂缝的产生，保证后浇带不发生渗漏水现象。本工程综合考虑之下选择方案一进行后浇带预应力施工。横跨后浇带的预应力筋施工剖面及张拉端构造如图3所示。图4为现场施工预应力筋张拉端浇筑前后照片对比。
.png)
.png)
图3 后浇带处预应力筋施工剖面及张拉端构造
.png)
图4 后浇带处预应力筋张拉端浇筑前后对比
（2）普通钢筋施工
在整个建筑结构中，钢筋是其最主要的构成部分之一，所以在实际施工过程中，一定要严格按照设计图纸进行钢筋绑扎，避免出现错绑或者漏绑，以及在支设模板和浇捣混凝土的过程中发生钢筋偏移的现象，从而影响整个建筑结构的性能。后浇带钢筋截断处要注意调节接头位置，严格控制同一连接区段板筋和梁筋的接头率，针对后浇带进行有效维护[3]。
（3）混凝土浇筑
在选取后浇带材料时，应选择补偿收缩混凝土，可以有效防止接缝处裂缝的开展。补偿收缩混凝土是指在混凝土掺入一定的膨胀水泥或膨胀剂配置而成的混凝土。这种混凝土由于膨胀约束而产生预压应力，可以补偿一部分后期收缩，因而成为控制超长结构裂缝的一项重要措施。加入膨胀剂后，在混凝土中建立的预应力可达到0.27～0.7MPa[4]。
为了提升后浇带的施工质量，应依照相关规定对混凝土配比进行合理计算，并进行科学振捣，在浇筑混凝土时要对模板的侧向压力进行严格控制，并合理计算振捣器与模板之间的距离，从而确保混凝土中水泥浆不会流失。同时浇筑时降低混凝土的浇筑温度、升温速度，减小混凝土内外温差，降低混凝土的拉应力。
在混凝土浇筑后，为了提高使用性能和延长其使用寿命，应采取科学合理的维护方案。一般采取洒水覆膜养护至少半个月，养护期间后浇带两侧应设置临时防护，严格控制后浇带四周外荷载[3]。在拆模时，应充分考虑可能发生的问题引起结构开裂而影响后浇带质量。
4结语
对于超长混凝土结构，在后浇带设计施工过程中，应深入分析工程实际情况，制定合理的施工方案，充分发挥后浇带的作用，有效地解决施工过程中结构因温度、不均匀沉降等导致的裂缝问题，进而全面提升结构的稳定性，提升工程项目整体质量和安全性。
参考文献：
[1]郭海浩.考虑温度收缩影响的地下超长预应力混凝土顶板裂缝控制研究[D].合肥：合肥工业大学，2018.
[2]杨振刚.超长混凝土结构后浇带施工技术的应用[J].中国房地产业，2018，（23）：111.
[3]张宁，袁振伟.超长混凝土结构后浇带施工技术分析[J].环球市场，2018，（30）：334.
[4]游宝坤，赵顺增.我国混凝土膨胀剂发展的回顾和展望[J].膨胀剂与膨胀混凝土，2012（02）：1-5.
作者简介：郝忠旺
论文作者:郝忠旺
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
标签：预应力论文; 混凝土论文; 结构论文; 工程论文; 裂缝论文; 应力论文; 合肥论文; 《基层建设》2019年第31期论文;