蘭建龍
(山西六建集團有限公司,山西太原 030024)
隨著中國經濟的快速發展,中國的建筑業也迎來了發展的黃金階段。在國內土地資源有限的前提下,建筑工程一方面向地上空間發展,與空間爭奪資源,高層或超高層建筑已經成為當前建筑市場的主流;另一方面,向地下空間發展,在地下拓展市場,地下二層及以上的建筑,越來越受到開發商的青睞。尤其地下空間的開辟,對基礎工程施工質量提出了更高的要求。為了保證基礎工程施工質量,尤其是消除溫度及不均勻沉降帶來的影響,后澆帶技術應運而生。
后澆帶是在建筑施工中為防止現澆鋼筋混凝土結構由于溫度、收縮不均可能產生的有害裂縫,按照設計或施工規范要求,在基礎底板、墻、梁相應位置留設臨時施工縫,將結構暫時劃分為若干部分,經過構件內部收縮,在若干時間后再澆筑該施工縫混凝土,將結構連成整體。
后澆帶的類型分為三種:1)為解決高層建筑主樓與裙房的沉降差而設置的沉降后澆帶;2)為防止混凝土因溫度變化拉裂而設置的溫度后澆帶;3)為防止因建筑面積過大,結構因溫度變化,混凝土收縮開裂而設置的伸縮后澆帶。后澆帶的作用主要是解決沉降差、減小溫度收縮。
后澆帶的設置應遵循“抗放兼備,以放為主”的設計原則。因為普通混凝土存在開裂問題,設置后澆帶的目的就是將大部分的約束應力釋放,然后用膨脹混凝土填縫以抗衡殘余應力。JGJ 3-2010高層建筑混凝土結構技術規程12.2.3條規定:“高層建筑地下室不宜設置變形縫。當地下室長度超過伸縮縫最大間距時,可考慮利用混凝土后期強度,降低水泥用量;也可每隔30 m~40 m設置貫通頂板、底板及墻板的施工后澆帶。后澆帶可設置在柱距三等分的中間范圍內以及剪力墻附近,其方向宜與梁正交,沿豎向應在結構同跨內;底板及外墻的后澆帶宜增設附加防水層;后澆帶封閉時間宜滯后45 d以上,其混凝土強度等級宜提高一級,并宜采用無收縮混凝土,低溫入模”。
某建筑工程,建筑面積42 960 m2。地下2層,地上24層,在北部和西部設置兩層商鋪,南部設置地下車庫,地基和基礎部分是一個整體。建筑物總長為101.8 m,寬 64.8 m,建筑高度76.05 m。其中主樓采用鋼筋混凝土灌注樁,承臺基礎。承臺梁高1 000 mm,防水板厚度為500 mm。裙房采用鋼筋混凝土條形基礎,基礎梁高600 mm,850 mm,防水板厚度為300 mm。主樓為混凝土剪力墻結構,裙樓為框架結構。混凝土強度等級均為C35。本工程設置兩條基礎后澆帶,一條在裙樓,沿主樓外墻方向設置,消除主樓與裙樓之間的沉降差;一條在主樓,短方向設置,消除主樓自身的不均勻沉降。后澆帶寬度均為800 mm。
在該項目施工前,對后澆帶施工進行了前期策劃,制定出需重點控制的幾個過程,并制定出具體的施工措施。在施工過程中,按照施工方案進行實施,不斷的完善方案中不足之處。在項目運行整個階段,運用PDCA循環質量管理,不斷分析、總結,制定出在基礎后澆帶施工中的五個關鍵技術。
1)基礎后澆帶超前止水技術。
a.基礎工程施工,或多或少都會受到地下水的影響,基礎埋深越深,受地下水影響就越大。因此,后澆帶施工技術,其防水措施必然是其中重要的環節。
b.對比04G101-3和11G101-3,關于后澆帶處的細部做法做了很大變動。11版G101增加了后澆帶超前止水構造和后澆帶下抗水壓墊層構造。
c.按照新的規定,在基坑開挖時,項目人員必須按照后澆帶處的細部做法,做好土方的二次開挖、放坡以及防水的細部處理,而絕不僅僅是在基礎中預留800 mm寬的后澆帶那么簡單。
2)基礎后澆帶鋼筋構造措施。
在后澆帶部位對鋼筋進行補強,是保證后澆帶施工質量的又一個重要措施。至于鋼筋是保持原狀還是斷開,這要由后澆帶的類型來決定。沉降后澆帶的鋼筋應貫通,伸縮后澆帶鋼筋應斷開。這在設計圖紙中會有明確的說明。下面結合本工程,來看一下具體的鋼筋補強措施。
a.對于基礎筏板來說,原來鋼筋保持不變,在垂直后澆帶方向,在上層和下層網片筋處分別增加補強鋼筋,補強鋼筋為板受力鋼筋截面面積的50%,鋼筋伸入兩邊一個錨固長度(見圖1)。
b.對于基礎梁來說,原來鋼筋保持不變。第一,在基礎梁兩側增加補強鋼筋,直徑不小于12 mm,間距不大于200 mm,鋼筋伸入兩邊不小于1 000 mm;第二,在補強范圍內,增加箍筋,直徑同梁內箍筋,間距不小于100 mm(見圖2)。
c.各個工程的具體做法也許不一樣,但設計補強的理念是一樣的,我們在施工中,按照設計圖紙的要求,應該對此處重點檢查。
3)基礎后澆帶模板支設措施。
對于基礎后澆帶來說,模板支設的關鍵不是在二次澆筑混凝土階段,而是在第一次澆筑基礎混凝土時后澆帶的預留階段。后澆帶的斷面形式應考慮澆筑混凝土后連接牢固,一般應避免留直縫。對于基礎筏板,可留企口縫,或根據結構斷面情況確定。

圖1 基礎底板后澆帶做法

圖2 基礎梁后澆帶做法
a.后澆帶模板采用在后澆帶處用雙層鋼絲網(小孔網)與Ф20鋼筋組成的支護體系。用鋼板網或鍍鋅絲網代替鋼或木模板,效果較好。網眼以不大于10 mm為宜,用兩層鋼板網錯縫設置,外伸鋼筋在綁扎之前由孔洞穿過。這種模板漏漿少,且能形成凹凸不平的表面,便于新舊混凝土的結合。
b.支撐鋼筋加工。支撐鋼筋采用Ф20@300,鋼筋支撐按企口形式預先制作好,其形狀必須與企口形狀一致。施工時,將支撐鋼筋與上下層網片鋼筋綁扎或焊接牢固,與兩層鋼絲網共同形成支護體系,確保后澆帶處混凝土滿足施工要求。
4)基礎后澆帶留設期間保護措施。
a.為了基礎后澆帶混凝土澆筑之前方便清理,后澆帶內向兩側做泛水,并利用地下室集水井導向排水,用來清理后澆帶中的垃圾及積水。
b.集水井應及時抽水,保持后澆帶處于無積水狀態,降低鋼筋銹蝕程度。
c.在兩側混凝土澆筑完畢初凝前,用高壓水槍及時清理后澆帶內的浮漿,水槍清理不動的浮漿及時用長釬搗碎,這樣即使有一些松散、松動的沉積物,以后清理起來也比較容易。
d.在后澆帶混凝土未澆筑之前,后澆帶兩側應采用磚砌擋墻以及上口采用木蓋板進行全封閉保護,防止混凝土、砂漿結塊污染及建筑雜物大量堆積,防止損壞外貼式止水帶及工程施工中鋼筋污染,保證鋼筋不被踩踏,同時對鋼筋采用刷水泥漿或專用防銹劑進行防銹處理。
5)基礎后澆帶混凝土澆筑技術。
a.后澆帶混凝土澆筑,不同類型后澆帶混凝土的澆筑時間不同。伸縮后澆帶視先澆部分混凝土的收縮完成情況而定,一般為施工后60 d;沉降后澆帶宜在建筑物基本完成沉降后進行。在一些工程中,設計單位對后澆帶的保留時間有特殊要求,應按設計要求進行澆筑后澆帶混凝土。
b.后澆帶混凝土必須采用無收縮(或膨脹)混凝土。可采用膨脹水泥配制,也可采用添加具有膨脹作用的外加劑和普通水泥配制,混凝土的強度應提高一個等級,其配合比應及時與商品混凝土廠家聯系。
c.后澆帶澆筑前,拆除后澆帶處的防護措施,對后澆帶內進行再次清理,消除雜物、松動的石子、木屑等,對混凝土結合面進行充分澆水濕潤,但不得有積水。
d.對于基礎后澆帶混凝土澆筑,其運輸方式必須進行提前考慮。基礎后澆帶混凝土澆筑,工程量不大,但是戰線非常長。如果采用地泵進行輸送,其布管方式、路線、澆筑方向,都要提前策劃好;如果采取手推車人工運輸,那么現場道路是否具備條件、是否需要搭設臨時道路、現場的照明等因素,也要預先考慮。
e.混凝土澆筑和振搗過程中,應特別注意分層澆筑厚度和振搗棒距鋼絲網模板的距離。為防止混凝土振搗中水泥漿流失嚴重,應限制振搗棒與模板的距離,為保證混凝土密實,垂直施工縫處應采用鋼釬搗實。
f.混凝土的養護。為保證后澆帶混凝土在規定的齡期內達到設計要求的強度,控制混凝土早期產生收縮裂縫,必須做好養護工作。養護應在混凝土澆筑完畢后12 h內進行,養護時間應不少于14 d,基礎梁、筏板采用覆蓋麻袋澆水養護,以保證混凝土處于濕潤狀態。在混凝土強度達到1.2 N/mm2前,不得拆除基礎梁側模、不得在混凝土上面踩踏或安裝模板及支架、不得存放重物等。
后澆帶技術的應用,解決了超長、不規則建筑物基礎的不均勻沉降,以及由于溫度應力所帶來的混凝土裂縫問題,對于保證工程質量起到了至關重要的作用。然而對于施工單位來說,后澆帶的存在,不僅給施工過程造成很大的麻煩,增加了施工難度;而且,由于后澆帶的預留及二次澆筑等相關規定的限制,對工期造成了很大影響。這所有的一切,都會增加工程成本,這部分費用在投標時基本上被忽略了。
在一次建造師的培訓中,培訓老師講了一個觀點,我非常認同,即:“在工程中設置后澆帶,并不是我們想要設置它,而是不得不設置,可以說是沒有辦法的辦法。因為到目前為止,我們還沒有找到更好的方法來代替后澆帶的功能”。我們希望隨著科技的發展,專家、學者以及一線施工人員的實踐研究,可以找到更好的技術來代替后澆帶。但同時也希望大家明白,在沒有找到更加成熟的技術之前,必須認真做好后澆帶施工,確保當前工程質量。
[1]GB 50666-2011,混凝土結構工程施工規范[S].
[2]GB 50204-2002,混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].
[3]11G101-3,混凝土結構施工圖[Z].
[4]劉艷軍.后澆帶應用與施工初探[J].山西建筑,2012,38(3):93-94.