摘要:本文結(jié)合工程實(shí)例,分析介紹了高層建筑地下室超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)與防水止漏施工的難點(diǎn),并結(jié)合長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)縫施工作用原理,對(duì)地下室結(jié)構(gòu)膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶后的墻板結(jié)構(gòu)無(wú)縫施工技術(shù)及防水止漏措施進(jìn)行了詳細(xì)闡述,對(duì)其二者經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析對(duì)比。
關(guān)鍵詞:地下室;超長(zhǎng)結(jié)構(gòu);后澆帶;膨脹加強(qiáng)帶;伸縮縫;防水止漏
中圖分類(lèi)號(hào):TU93+1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1008-0422(2009)12-0113-02
1工程概況
湖南長(zhǎng)沙某高層商住樓工程地下2層,地上25層,總高度80.3m�；A(chǔ)采用鋼筋砼筏板基礎(chǔ),埋深9.65m�；A(chǔ)南北長(zhǎng)82.2m,東西寬24.1m,設(shè)計(jì)在接近1/2處,沿東西方向設(shè)置施工后澆帶一條�；A(chǔ)底板及地下一層外墻砼抗?jié)B等級(jí)為P6,地下二層外墻砼抗?jié)B等級(jí)為P8。筏板及外墻的砼強(qiáng)度等級(jí)為C35。筏板厚度為900～1500mm。根據(jù)砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002),通長(zhǎng)設(shè)置溫度后澆帶的間距為30～40m,澆筑時(shí)間為2個(gè)月以上。規(guī)范規(guī)定后澆帶處的鋼筋相連、砼全部臨時(shí)斷開(kāi)的做法。
該工程的地下水位約為-5.5m,基礎(chǔ)采用砼自防水和兩層3mm厚SBS外防水相結(jié)合的防水形式,要求達(dá)到地下室無(wú)滲漏的目的。
2地下室結(jié)構(gòu)與防水施工難點(diǎn)
2.1受施工場(chǎng)地的制約,基礎(chǔ)外墻和護(hù)坡樁之間僅有50cm的操作空間,外防水施工困難,防水保護(hù)墻沒(méi)有操作面。
2.2工期要求緊,加之冬期施工,外防水施工的環(huán)境因素直接影響工期。
2.3后澆帶施工難度大,封閉時(shí)間長(zhǎng),而且后澆帶砼和原砼相接處很難保證不出現(xiàn)裂縫,而裂縫的出現(xiàn)將可能導(dǎo)致砼自防水失敗。
2.4施工降水要等后澆帶封閉完且完成外防水后才能停止降水,一方面降水費(fèi)用較高,另一方面長(zhǎng)期降水對(duì)周?chē)鷺欠康牡鼗斐珊艽笥绊憽?nbsp;
鑒于以上施工難點(diǎn)及地下室結(jié)構(gòu)防水的需要,經(jīng)建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理方共同協(xié)商,決定將后澆帶改為膨脹加強(qiáng)帶,以滿(mǎn)足施工及結(jié)構(gòu)自防水的需要。
3地下室超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)縫施工作用原理
膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶實(shí)現(xiàn)無(wú)縫施工的作用原理為,后澆帶是為了將超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)砼人為斷開(kāi),從而減少或消除砼因內(nèi)部溫度變化及收縮引起拉應(yīng)力、致使砼開(kāi)裂的情況發(fā)生。
膨脹混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生膨脹作用,在鋼筋和鄰位約束下,鋼筋受拉,而混凝土受壓,當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時(shí),則:
Ac・σc=As・Es・ε2
設(shè):μ=As/Ac
則σc=・Es・ε2
式中:σc――混凝土預(yù)壓應(yīng)力(MPa);As――鋼筋截面積;μ――配筋率(%);Ac――混凝土截面積;Es――鋼筋彈性模量(MPa);ε2――混凝土的限制膨脹率(%)。
由(1)式可見(jiàn),σc與ε2成正比例關(guān)系,而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加,所以,通過(guò)調(diào)整UEA的摻量,可使混凝土獲得0.2～0.7Mpa預(yù)壓應(yīng)力,根據(jù)水平法向力σx分布曲線(xiàn),設(shè)想在應(yīng)力大的地方施加較大的膨脹應(yīng)力σc,而在兩側(cè)施加較小的膨脹應(yīng)力,全面地補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力,控制有序裂縫的出現(xiàn)。
本工程是在后澆帶部位設(shè)置2m寬的加強(qiáng)帶,加強(qiáng)帶內(nèi)采用比相鄰砼強(qiáng)度高一等級(jí)、膨脹系數(shù)提高一級(jí)的砼和周邊砼同時(shí)澆筑,從而使該部位的砼產(chǎn)生預(yù)加應(yīng)力以抵消超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的溫度及收縮內(nèi)應(yīng)力。這樣使原筏板由兩次澆筑改變?yōu)橐淮涡哉w澆筑,即無(wú)縫施工,從而減少地下室防水施工隱患,加快施工進(jìn)度。
4地下室超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)縫施工施工技術(shù)要點(diǎn)
本工程采用砼高效膨脹劑,使砼產(chǎn)生微膨脹以補(bǔ)償其收縮的原理,取消原設(shè)計(jì)“施工后澆帶”,改為長(zhǎng)40m左右設(shè)置一道“膨脹加強(qiáng)帶”,原設(shè)計(jì)施工后澆帶處構(gòu)造配筋符合防裂要求,為采用超長(zhǎng)砼結(jié)構(gòu)無(wú)縫施工創(chuàng)造了有利條件,設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中的質(zhì)量保證措施如下:
4.1預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)帶的設(shè)置與膨脹劑摻量
本工程在原設(shè)計(jì)后澆帶處,設(shè)置“膨脹加強(qiáng)帶”其寬度為2m。加強(qiáng)帶內(nèi)砼強(qiáng)度等級(jí)比兩側(cè)提高一級(jí),筏板、墻板、頂板砼施工時(shí)加強(qiáng)帶外用小摻量膨脹劑,摻量為砼中水泥用量的5%,加強(qiáng)帶內(nèi)改用大摻量膨脹劑,摻量為砼中水泥用量的6%。地下室外墻厚度薄,面積大,保溫保濕養(yǎng)護(hù)困難,且受環(huán)境影響較大,易出現(xiàn)收縮裂縫,因此膨脹劑摻量也提高為為砼中水泥用量的6%。
4.2特殊部位配筋
在特殊部位,為補(bǔ)償砼收縮的抗裂防滲功能,外墻板、樓板、頂板水平配筋間距應(yīng)≤150mm,使之共同承擔(dān)抗衡收縮應(yīng)力的作用,膨脹帶內(nèi)附加鋼筋按2m寬參照原設(shè)計(jì)后澆帶中配筋進(jìn)行配置。
4.3優(yōu)化砼級(jí)配設(shè)計(jì)
1)砼原材料技術(shù)指標(biāo)是決定砼質(zhì)量的關(guān)鍵,適當(dāng)代替一部分水泥以減小水泥用量,降低大體積砼水化熱,摻量由試驗(yàn)確定。
2)原材料計(jì)量準(zhǔn)確,誤差控制在規(guī)定范圍內(nèi),攪拌前應(yīng)進(jìn)行核查標(biāo)定。隨時(shí)抽檢級(jí)配單中原材料計(jì)量。
3)砼運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后嚴(yán)禁加水,隨時(shí)抽檢塌落度,不符合要求者退貨。
4)除按規(guī)定作實(shí)驗(yàn)試塊外增加60d試塊一組。
4.4砼運(yùn)輸與澆筑
采用商品砼,由罐車(chē)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后,選用一臺(tái)砼拖式泵和一臺(tái)汽車(chē)泵配合,為保證“預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)帶”內(nèi)砼質(zhì)量和設(shè)計(jì)尺寸,在預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)帶兩側(cè),先用雙層鋼絲網(wǎng)及鋼筋骨架分隔(詳見(jiàn)圖1)。
砼澆筑由北向南,北側(cè)砼澆至加強(qiáng)帶北邊后,加強(qiáng)帶內(nèi)改用提高一級(jí)大摻量膨脹劑砼澆筑,加強(qiáng)帶內(nèi)砼澆筑完之后,再澆筑另一側(cè)砼。在施工過(guò)程中要精心組織,協(xié)調(diào)一致,盡量縮短施工時(shí)間,要求確保砼連續(xù)澆筑,避免出現(xiàn)施工冷縫,做到砼連續(xù)供應(yīng),使帶內(nèi)外砼同時(shí)澆筑,達(dá)到無(wú)縫施工要求。
砼澆筑“按一個(gè)坡度、二個(gè)方向、分層澆筑、循序推進(jìn)、一次到頂、不出冷縫”的原則進(jìn)行。每層澆筑厚度不得超過(guò)500mm,用標(biāo)尺控制。砼上層澆筑完后插入下層50～100mm振搗,振搗時(shí)間15～30s,不得漏振和過(guò)振。振搗棒的水平移動(dòng)距離控制在500mm以?xún)?nèi),應(yīng)快插慢拔,布點(diǎn)均勻。為提高砼自防水效能,提高砼密實(shí)度,防止裂縫,在施工過(guò)程中,要求在砼初凝前適時(shí)實(shí)行“二次振搗,二次壓抹”的施工工藝。筏板與外墻、水池壁上下交接處,在底板面向上返300mm,高吊模(即水平施工縫3mm鋼板止水帶處)此處砼與底板整體同時(shí)澆筑,應(yīng)重視砼振搗密實(shí)度,否則容易造成滲漏隱患。應(yīng)設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé),適時(shí)進(jìn)行二次振搗,二次壓抹,從模板下口淌出的砼,待砼終凝后方可清理。
4.5砼測(cè)溫與養(yǎng)護(hù)
本工程筏板厚900～1500mm屬大體積砼,在砼澆筑前,應(yīng)布設(shè)測(cè)溫孔。
4.5.1測(cè)溫
采用電子測(cè)溫儀,砼最高溫差控制在25℃以?xún)?nèi),大體積砼施工過(guò)程中,對(duì)不同齡期,不同部位的溫度進(jìn)行測(cè)控,是控制砼內(nèi)外溫差變化及時(shí)掌握溫度變化規(guī)律的依據(jù),應(yīng)詳細(xì)記錄,繪制溫度變化曲線(xiàn)圖,以反映砼溫度變化真實(shí)情況。
4.5.2砼養(yǎng)護(hù)
砼澆筑15h后開(kāi)始進(jìn)行保溫保濕,養(yǎng)護(hù)不少于14d,控制濕度在80%以上,降溫速度為12℃/d。養(yǎng)護(hù)方法采用砼表面覆蓋一層塑料薄膜、二層草袋、一層養(yǎng)護(hù)氈,實(shí)行蓄熱保溫保濕養(yǎng)護(hù),其目的是隔離了外界灑水和大氣溫度變化對(duì)砼溫度的直接影響。
5地下室墻板結(jié)構(gòu)防水止漏措施
由于地下室采用膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)縫施工,因此,取消基礎(chǔ)卷材外防水,外墻外防水采用防水砂漿粉刷層。
因地下室防水由砼自防水及卷材外防水組成。而基礎(chǔ)砼設(shè)計(jì)為抗?jié)B砼,只要在施工過(guò)程中使砼達(dá)到抗?jié)B要求,取消卷材防水是完全可行的,另外,為提高外墻砼的抗?jié)B性能,在外側(cè)增加了防水砂漿粉刷層。
5.1地下室墻板防水止漏施工要點(diǎn)
5.1.1鋼筋綁扎
鋼筋綁扎除按設(shè)計(jì)要求的間距和規(guī)格外,特別注意鋼筋的保護(hù)層必須滿(mǎn)足規(guī)范要求。本工程中,鋼筋保護(hù)層全部用成品塑料墊塊,每50cm梅花形布置。綁扎鉛絲頭在外墻上的均壓入鋼筋網(wǎng)片以?xún)?nèi)。
5.1.2模板支設(shè)
本工程中墻體模板全部采用竹膠合板模板,穿墻螺桿均為帶止水環(huán)的螺桿。要求模板拼縫嚴(yán)密,支設(shè)牢靠,無(wú)漏漿及漲模、跑模現(xiàn)象發(fā)生。模板支設(shè)完成后,要認(rèn)真檢查復(fù)核,模板的拆除時(shí)間不得少于7d。
5.1.3施工縫的處理
底板施工中沒(méi)有留置施工縫,外側(cè)剪力墻從下至上留置了3道水平施工縫。施工縫處均設(shè)置了鋼板止水帶和遇水膨脹止水條(見(jiàn)如圖2)。
要求鋼板止水帶之間必須滿(mǎn)焊,遇水膨脹止水條放置在迎水面且搭接嚴(yán)密,在砼澆筑時(shí)預(yù)留凹槽,并用射釘固定。
5.1.4砼澆筑
砼全部采用預(yù)拌商品砼,砼進(jìn)場(chǎng)時(shí)隨車(chē)檢查砼的坍落度,凡出現(xiàn)坍落度超標(biāo),砼有離析、泌水者均不得使用。澆筑砼前,在施工縫處嚴(yán)格按同配合比去掉一半石子的砼接漿。澆筑時(shí)按斜面分層從兩個(gè)方向開(kāi)始,最后合攏。振搗時(shí)嚴(yán)格按操作工藝進(jìn)行,不可漏振或過(guò)振。
地下室外墻外側(cè)粉防水砂漿多道,以滿(mǎn)足地下室外墻外防水要求,盡避免�漏發(fā)生的可能,地下室外墻粉刷施工完成后即停止降水。
6經(jīng)濟(jì)效益分析
6.1改后澆帶為加強(qiáng)帶的經(jīng)濟(jì)效益
將后澆帶改為加強(qiáng)帶,砼的費(fèi)用大體相同。但是減少了后澆帶支模、拆模及清理后澆帶等困難問(wèn)題,而且降水時(shí)間也縮短了近兩個(gè)月,地下室施工總體工期提前了兩個(gè)月,通過(guò)綜合分析,直接費(fèi)如下:
節(jié)約模板費(fèi)用:24.1m×1.5m×2×50元/m2=-3615元
節(jié)約清理后澆帶人工費(fèi):200工日×30元/工日=6000元
節(jié)約降水費(fèi)用:60元/臺(tái)班×10臺(tái)×3臺(tái)班/天×60天=10.8萬(wàn)元
增加鋼筋及鋼板網(wǎng)的費(fèi)用:5000元,增加砼的費(fèi)用為:6000元
合計(jì)降低成本10.6615萬(wàn)元。
6.2取消外防水產(chǎn)生的效益
節(jié)約費(fèi)用:外防水面積為4033m2(其中底板1981m2,外墻:2052m2)外防水單價(jià)65元/m2。合計(jì)13.34萬(wàn)元。增加剛性防水砂漿層費(fèi)用:2052m2×10元/m2=20520元;
合計(jì)節(jié)約費(fèi)用為:13.34-2.52=10.82萬(wàn)元。共計(jì)該項(xiàng)措施節(jié)約費(fèi)用為:21.48萬(wàn)元。
7結(jié)語(yǔ)
綜上所述,以加強(qiáng)帶取代后澆帶實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)整體澆筑,在本工程中,地下室底板和墻板采用加強(qiáng)帶取代后澆帶,實(shí)踐證明采用超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是一種有效的施工工藝,有利于滿(mǎn)足工程質(zhì)量要求,簡(jiǎn)化了施工工序、縮短了工期,降低了工程成本,對(duì)結(jié)構(gòu)本身自防水止漏也起到良好的促進(jìn)作用。
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