论文部分内容阅读
摘要:本文结合工程实例,介绍了地下室混凝土结构的构造要求、施工难点分析和方案设计工作,重点围绕膨胀加强带的布置、参数设置、浇筑顺序和构造等方面探讨了地下室超长钢筋混凝土结构无缝施工技术,并总结了工程的实施效果,以供类似工程研究参考。
关键词:地下室;膨胀加强带;无缝施工技术;实施效果
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
随着我国社会经济建设步伐的加快,城市建筑行业得到蓬勃的发展,许多高层建筑建设空间逐渐向地下发展,使得地下室工程数量日益增加。地下防水设计是地下室混凝土结构工程的重要环节,常规的抗渗混凝土和柔性防水法由于施工周期长、施工成本高和工序繁多等原因,往往难以保证地下室工程的质量,给高层建筑的整体质量带来一定的安全隐患。膨胀混凝土加强带采用比建筑混凝土高一级的混凝土,是一种用于替代后浇带的连续浇筑无缝施工技术,具有防渗性能好、施工周期短、工艺简单等优点,能够有效增加混凝土结构的密实度,提高连续建筑混凝土的强度,避免地下室混凝土出现渗漏或裂缝的情况,目前该种无缝施工技术在城市地下室超长钢筋混凝土结构施工中得到较好的应用及推广。
1 工程概况
某建筑工程,地下2层,地上5栋21-23层住宅楼,1至4层为商业广场,主体结构为框架剪力墙结构。基础深度-9.44m。基础底板厚800/1700mm,根据主体结构分布情况,地下室设置后浇带693.469m,宽度800mm。
1.1 混凝土
地下室采用强度等级C35的抗渗混凝土,抗渗等级S8,水中14d限制膨胀率≥0.015%,水中14d、空气中28d干缩率≤0.03%;后浇带采用强度等级C35抗渗混凝土,抗渗等级S8,内掺微膨胀剂,水中14d限制膨胀率≥0.025%,空气中28d干缩率≤0.03%。
1.2 构造要求
地下室外墙后浇带外侧需要与后浇带两侧墙一同预先浇筑外衬墙,厚度250mm且在后浇带中间断开100mm缝隙,设置500mm×10mm橡胶止水带。钢筋连续设置,不断开,见图1。
图1 设计地下室外墙后浇带
2 难点分析
1)地下室墙收缩后浇带数量大。该工程地下室内部无剪力墙,主要是地下室外墙,在设计的沉降后浇带划分的10个区域内,仅有一处地下室外墙长度<30m,其余9个区域均需要增加收缩后浇带,共计17条。自基础底板上皮至零层结构,高度8.9m,总长151.30m。
2)模板支设难度大,需要二次支模,工序复杂。支模的关键是保证外衬墙内侧的混凝土表面的平整度、垂直度,特别是内侧墙面位置的精确度。而外衬墙内侧的模板支设和拆除是难点,其中支模需要进行二次,第一次是浇筑后浇带两侧混凝土时支设整体模板,第二次是浇筑后浇带混凝土时支设局部模板。第一次支模需要在墙内侧支设整体模板并在后浇带外衬墙内侧支设局部模板,局部模板要设置在内外排墙钢筋中间,两层模板间设置支撑,局部模板与外衬墙间放置聚苯板并预埋单向止水螺栓(第二次支模加固模板用)。浇筑后浇带混凝土前需要拆除模板,进行混凝土面层的清理作业,然后进行第二次支模并需要留设浇筑口、振捣口。
3)橡胶止水带安装难度大,过程保护困难。橡胶止水带柔软、自重大,地下室层高大,因此需要刚度较大的钢筋支架来固定橡胶止水带,否则会随混凝土的浇筑和振捣移位,甚至失效。施工操作需要人工作业,难度较大。其次,加强带在底板上不贯通,墙的根部防水结点的处理复杂,质量控制难。
4)工艺复杂,工程工期长。后浇带需要进行二次支模,二次支模之间尚需要进行混凝土接茬的处理和后浇带内的清理工作,单层工期要加长5d,两层则需要加长10d左右。本工程工期紧,不能延长工期。
3 方案确定
为提高防水工程的质量,减少地下结构施工缝带来的隐患,同时确保工程按期完成,确定采用超长混凝土结构无缝施工技术,即采用膨胀加强带代替收缩变形后浇带。其优点:
1)地下室外墙不留施工缝,不需进行防水处理,无漏水隐患;
2)“膨胀加强带”与地下室外墙一同浇筑完成,减少工序环节,缩短工期;
3)减少施工缝处理、二次支模、安装橡胶止水带等工序,同时还省去了后浇带外衬墙,节省了大量人工、材料和措施费。
该方案是利用混凝土膨胀剂的膨胀性能,通过掺量的变化,调整膨胀量,对整体混凝土结构不同部位的收缩进行补偿,即根据工程混凝土的收缩情况,采用膨胀加强带的方法将整体结构分成若干块,然后用具有大膨胀性能的混凝土去填充,应用灵活方便,确保工程的整体性。其思路是“抗放兼施,以抗为主”,即以掺膨胀抗裂剂的补偿收缩混凝土作为结构材料,其在水化硬化过程中产生膨胀作用,该膨胀由于受到钢筋和邻位的约束,能在结构中建立一定的预压应力,由此来抵抗收缩变形时产生的拉应力,防止混凝土开裂。必须指出,钢筋或邻位的约束(或限制)对于膨胀混凝土而言是至关重要的因素。
4 膨胀加强带的布置
根据设计要求,凡是需要布置后浇带的位置全部由膨胀加强带代替,见图2。
图2 膨胀加强带平面布置
5 膨胀加强带参数的确定
膨胀加强带的宽度、间隔、膨胀系数等参数,需根据连续浇筑混凝土的构件厚度、强度等隐因素通过计算确定。一般情况下,膨胀加强带宽为2~3m,间隔30~40m(本工程间隔<30m),膨胀率约(4~6)×10-4(掺14%~15%UEA),其强度比两侧高0.5等级。
6 膨胀加强带与两侧混凝土的浇筑顺序
施工水平结构时,浇筑顺序可采用连续浇筑方法,先浇筑膨胀加强带外小膨胀混凝土,浇筑到加强带时,浇筑掺大膨胀混凝土,到另一侧时,又改为浇筑小膨胀混凝土。
对墙体结构采用上述浇筑方法,显然不能保证加强带内的混凝土全部是大膨胀混凝土,不能保证加强带的补偿收缩效果。因此,确定如下浇筑顺序:先浇筑膨胀加强带大膨胀混凝土,然后由2台泵同时向两侧浇筑膨胀加强带外的小膨胀混凝土,待接近下一个膨胀加强带时,及时插入浇筑膨胀加强带膨胀混凝土,然后继续向前浇筑另一侧小膨胀混凝土,这样连续交替浇筑,直至完成。
7 膨胀加强带构造
膨胀加强带两侧加快易收口网(钢丝网),与钢筋骨架固定牢,为防止混凝土压破快易收口网,在上下层主筋之间点焊φ20mm@300mm的双向钢筋加强网。
设置30mm×40mm橡胶止水条。快易收口网穿透混凝土的横断面,容易沿钢丝形成爬水路径,容易造成渗漏隐患,因此在快易收口网上设置30mm×40mm橡胶止水条。为保证橡胶止水条的施工质量,根据混凝土的浇筑顺序,将橡胶止水条固定在快易收口网朝向膨胀加强带的一侧,确保在浇筑膨胀加强带混凝土时,橡胶止水条不被混凝土的侧压力、振捣时的压力冲脱落或者冲断,见图3。
图3 膨胀加强带构造
8 施工
8.1 混凝土澆筑
混凝土浇筑时,注意严防其他部位混凝土进入膨胀后浇带内,以免影响补偿收缩效果。严格按照预定的浇筑顺序浇筑,配备足够的浇筑设备,准确计算各浇筑段、膨胀加强带混凝土的浇筑量,严格、精确控制各混凝土泵的浇筑和插入时间,确保浇筑的连续。
此外,浇筑混凝土前的润管砂浆必须弃置,拆管排除故障或其他原因造成的废弃混凝土严禁进入工作面。严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位。以免形成潜在的冷缝或薄弱点。对作业面散落的混凝土,拆管倒出的混凝土,润管浆等应吊出作业面外。
8.2 混凝土振捣
应注意使振动棒插捣点与密目快易收口网保持距离≮30cm,不得过振。
8.3 混凝土养护
膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥UEA混凝土的膨胀效能,必须提高养护意识。设置专职养护人员,建立严格的混凝土养护制度。混凝土浇筑完毕后保湿养护14d。混凝土拆模后,立即洒水润湿,再用塑料膜严密覆盖。在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80%以上,以减少混凝土干缩。
9 实施效果
9.1 工程质量
实现了地下室墙体混凝土浇筑的连续施工,目前地下室结构未发现渗漏现象。
9.2 经济效益
按照每延米后浇带计算,节省衬墙混凝土0.45m3,节省衬墙钢筋37.4kg,节省模板0.24m2,节省500mm×10mm橡胶止水带1m,节省人工约15个工日(包括后期拆模、清理、重新支模、固定等人工)。综合考虑,每延米节省费用约1800元,总计降低了工程造价约27.34万元。
9.3 工期
按常规设计要求,每30m设一道后浇带,要等到后浇带两侧混凝土达到28d设计强度后,才能浇筑后浇带混凝土,其构造施工复杂,延长工期10d左右;同时由于后浇带浇筑时间滞后,造成后续工序(零层结构上防水、还土等)不能及早插入,工期延长约10d。本工程采用超长无缝混凝土施工技术后,实现连续浇筑施工,省去后浇带的清理工作,模板的二次加固等工序,缩短工期约20d。
10 结语
综上所述,超长钢筋混凝土结构无缝施工技术是一种以膨胀混凝土加强带替代后浇带连续浇筑的新工艺,具有诸多的优点。本工程通过对地下室混凝土结构墙体无缝膨胀混凝土加强带替代后浇带可知,采用无缝混凝土结构施工技术能够有效提高混凝土结构的强度,起到较好的防渗效果,并且可以满足工程的质量要求,确保工程综合效益的发挥。
参考文献
[1] 甄泽炳.地下室超长钢筋混凝土结构无缝设计与施工技术应用[J].四川建筑.2012年第02期
[2] 马兵.论超长钢筋混凝土结构无缝设计及施工技术[J].城市建设理论研究.2011年第13期
关键词:地下室;膨胀加强带;无缝施工技术;实施效果
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
随着我国社会经济建设步伐的加快,城市建筑行业得到蓬勃的发展,许多高层建筑建设空间逐渐向地下发展,使得地下室工程数量日益增加。地下防水设计是地下室混凝土结构工程的重要环节,常规的抗渗混凝土和柔性防水法由于施工周期长、施工成本高和工序繁多等原因,往往难以保证地下室工程的质量,给高层建筑的整体质量带来一定的安全隐患。膨胀混凝土加强带采用比建筑混凝土高一级的混凝土,是一种用于替代后浇带的连续浇筑无缝施工技术,具有防渗性能好、施工周期短、工艺简单等优点,能够有效增加混凝土结构的密实度,提高连续建筑混凝土的强度,避免地下室混凝土出现渗漏或裂缝的情况,目前该种无缝施工技术在城市地下室超长钢筋混凝土结构施工中得到较好的应用及推广。
1 工程概况
某建筑工程,地下2层,地上5栋21-23层住宅楼,1至4层为商业广场,主体结构为框架剪力墙结构。基础深度-9.44m。基础底板厚800/1700mm,根据主体结构分布情况,地下室设置后浇带693.469m,宽度800mm。
1.1 混凝土
地下室采用强度等级C35的抗渗混凝土,抗渗等级S8,水中14d限制膨胀率≥0.015%,水中14d、空气中28d干缩率≤0.03%;后浇带采用强度等级C35抗渗混凝土,抗渗等级S8,内掺微膨胀剂,水中14d限制膨胀率≥0.025%,空气中28d干缩率≤0.03%。
1.2 构造要求
地下室外墙后浇带外侧需要与后浇带两侧墙一同预先浇筑外衬墙,厚度250mm且在后浇带中间断开100mm缝隙,设置500mm×10mm橡胶止水带。钢筋连续设置,不断开,见图1。
图1 设计地下室外墙后浇带
2 难点分析
1)地下室墙收缩后浇带数量大。该工程地下室内部无剪力墙,主要是地下室外墙,在设计的沉降后浇带划分的10个区域内,仅有一处地下室外墙长度<30m,其余9个区域均需要增加收缩后浇带,共计17条。自基础底板上皮至零层结构,高度8.9m,总长151.30m。
2)模板支设难度大,需要二次支模,工序复杂。支模的关键是保证外衬墙内侧的混凝土表面的平整度、垂直度,特别是内侧墙面位置的精确度。而外衬墙内侧的模板支设和拆除是难点,其中支模需要进行二次,第一次是浇筑后浇带两侧混凝土时支设整体模板,第二次是浇筑后浇带混凝土时支设局部模板。第一次支模需要在墙内侧支设整体模板并在后浇带外衬墙内侧支设局部模板,局部模板要设置在内外排墙钢筋中间,两层模板间设置支撑,局部模板与外衬墙间放置聚苯板并预埋单向止水螺栓(第二次支模加固模板用)。浇筑后浇带混凝土前需要拆除模板,进行混凝土面层的清理作业,然后进行第二次支模并需要留设浇筑口、振捣口。
3)橡胶止水带安装难度大,过程保护困难。橡胶止水带柔软、自重大,地下室层高大,因此需要刚度较大的钢筋支架来固定橡胶止水带,否则会随混凝土的浇筑和振捣移位,甚至失效。施工操作需要人工作业,难度较大。其次,加强带在底板上不贯通,墙的根部防水结点的处理复杂,质量控制难。
4)工艺复杂,工程工期长。后浇带需要进行二次支模,二次支模之间尚需要进行混凝土接茬的处理和后浇带内的清理工作,单层工期要加长5d,两层则需要加长10d左右。本工程工期紧,不能延长工期。
3 方案确定
为提高防水工程的质量,减少地下结构施工缝带来的隐患,同时确保工程按期完成,确定采用超长混凝土结构无缝施工技术,即采用膨胀加强带代替收缩变形后浇带。其优点:
1)地下室外墙不留施工缝,不需进行防水处理,无漏水隐患;
2)“膨胀加强带”与地下室外墙一同浇筑完成,减少工序环节,缩短工期;
3)减少施工缝处理、二次支模、安装橡胶止水带等工序,同时还省去了后浇带外衬墙,节省了大量人工、材料和措施费。
该方案是利用混凝土膨胀剂的膨胀性能,通过掺量的变化,调整膨胀量,对整体混凝土结构不同部位的收缩进行补偿,即根据工程混凝土的收缩情况,采用膨胀加强带的方法将整体结构分成若干块,然后用具有大膨胀性能的混凝土去填充,应用灵活方便,确保工程的整体性。其思路是“抗放兼施,以抗为主”,即以掺膨胀抗裂剂的补偿收缩混凝土作为结构材料,其在水化硬化过程中产生膨胀作用,该膨胀由于受到钢筋和邻位的约束,能在结构中建立一定的预压应力,由此来抵抗收缩变形时产生的拉应力,防止混凝土开裂。必须指出,钢筋或邻位的约束(或限制)对于膨胀混凝土而言是至关重要的因素。
4 膨胀加强带的布置
根据设计要求,凡是需要布置后浇带的位置全部由膨胀加强带代替,见图2。
图2 膨胀加强带平面布置
5 膨胀加强带参数的确定
膨胀加强带的宽度、间隔、膨胀系数等参数,需根据连续浇筑混凝土的构件厚度、强度等隐因素通过计算确定。一般情况下,膨胀加强带宽为2~3m,间隔30~40m(本工程间隔<30m),膨胀率约(4~6)×10-4(掺14%~15%UEA),其强度比两侧高0.5等级。
6 膨胀加强带与两侧混凝土的浇筑顺序
施工水平结构时,浇筑顺序可采用连续浇筑方法,先浇筑膨胀加强带外小膨胀混凝土,浇筑到加强带时,浇筑掺大膨胀混凝土,到另一侧时,又改为浇筑小膨胀混凝土。
对墙体结构采用上述浇筑方法,显然不能保证加强带内的混凝土全部是大膨胀混凝土,不能保证加强带的补偿收缩效果。因此,确定如下浇筑顺序:先浇筑膨胀加强带大膨胀混凝土,然后由2台泵同时向两侧浇筑膨胀加强带外的小膨胀混凝土,待接近下一个膨胀加强带时,及时插入浇筑膨胀加强带膨胀混凝土,然后继续向前浇筑另一侧小膨胀混凝土,这样连续交替浇筑,直至完成。
7 膨胀加强带构造
膨胀加强带两侧加快易收口网(钢丝网),与钢筋骨架固定牢,为防止混凝土压破快易收口网,在上下层主筋之间点焊φ20mm@300mm的双向钢筋加强网。
设置30mm×40mm橡胶止水条。快易收口网穿透混凝土的横断面,容易沿钢丝形成爬水路径,容易造成渗漏隐患,因此在快易收口网上设置30mm×40mm橡胶止水条。为保证橡胶止水条的施工质量,根据混凝土的浇筑顺序,将橡胶止水条固定在快易收口网朝向膨胀加强带的一侧,确保在浇筑膨胀加强带混凝土时,橡胶止水条不被混凝土的侧压力、振捣时的压力冲脱落或者冲断,见图3。
图3 膨胀加强带构造
8 施工
8.1 混凝土澆筑
混凝土浇筑时,注意严防其他部位混凝土进入膨胀后浇带内,以免影响补偿收缩效果。严格按照预定的浇筑顺序浇筑,配备足够的浇筑设备,准确计算各浇筑段、膨胀加强带混凝土的浇筑量,严格、精确控制各混凝土泵的浇筑和插入时间,确保浇筑的连续。
此外,浇筑混凝土前的润管砂浆必须弃置,拆管排除故障或其他原因造成的废弃混凝土严禁进入工作面。严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位。以免形成潜在的冷缝或薄弱点。对作业面散落的混凝土,拆管倒出的混凝土,润管浆等应吊出作业面外。
8.2 混凝土振捣
应注意使振动棒插捣点与密目快易收口网保持距离≮30cm,不得过振。
8.3 混凝土养护
膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥UEA混凝土的膨胀效能,必须提高养护意识。设置专职养护人员,建立严格的混凝土养护制度。混凝土浇筑完毕后保湿养护14d。混凝土拆模后,立即洒水润湿,再用塑料膜严密覆盖。在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80%以上,以减少混凝土干缩。
9 实施效果
9.1 工程质量
实现了地下室墙体混凝土浇筑的连续施工,目前地下室结构未发现渗漏现象。
9.2 经济效益
按照每延米后浇带计算,节省衬墙混凝土0.45m3,节省衬墙钢筋37.4kg,节省模板0.24m2,节省500mm×10mm橡胶止水带1m,节省人工约15个工日(包括后期拆模、清理、重新支模、固定等人工)。综合考虑,每延米节省费用约1800元,总计降低了工程造价约27.34万元。
9.3 工期
按常规设计要求,每30m设一道后浇带,要等到后浇带两侧混凝土达到28d设计强度后,才能浇筑后浇带混凝土,其构造施工复杂,延长工期10d左右;同时由于后浇带浇筑时间滞后,造成后续工序(零层结构上防水、还土等)不能及早插入,工期延长约10d。本工程采用超长无缝混凝土施工技术后,实现连续浇筑施工,省去后浇带的清理工作,模板的二次加固等工序,缩短工期约20d。
10 结语
综上所述,超长钢筋混凝土结构无缝施工技术是一种以膨胀混凝土加强带替代后浇带连续浇筑的新工艺,具有诸多的优点。本工程通过对地下室混凝土结构墙体无缝膨胀混凝土加强带替代后浇带可知,采用无缝混凝土结构施工技术能够有效提高混凝土结构的强度,起到较好的防渗效果,并且可以满足工程的质量要求,确保工程综合效益的发挥。
参考文献
[1] 甄泽炳.地下室超长钢筋混凝土结构无缝设计与施工技术应用[J].四川建筑.2012年第02期
[2] 马兵.论超长钢筋混凝土结构无缝设计及施工技术[J].城市建设理论研究.2011年第13期