地下室頂板和外墻后澆帶超前封閉施工技術(shù)

曾志輝 邱 茂 易志宇

1. 湖南省第四工程有限公司 湖南 長沙 410119； 2. 湖南省第六工程有限公司 湖南 長沙 410015

目前在地下室等大體量的混凝土施工中，常設(shè)置后澆帶用于防止鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因沉降、溫度及收縮不均勻而產(chǎn)生有害裂縫，減少對(duì)結(jié)構(gòu)整體性的破壞。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，后澆帶必須達(dá)到一定條件后方可進(jìn)行施工。但目前越來越多的項(xiàng)目受到施工工期的限制，需要將地下室回填、室外管網(wǎng)、道路等工序提前進(jìn)行，傳統(tǒng)后澆帶施工方法受到施工時(shí)間的制約，極大地影響了后續(xù)工作的開展。國內(nèi)的一些學(xué)者也就這一難題進(jìn)行了一定的研究分析，提出了一些解決措施。呂善勇等[1]、徐成榮等[2]、程偉等[3]分別提出了利用鋼板進(jìn)行地下室頂板和外墻后澆帶超前封閉的方法，但鋼板易在混凝土和回填土體的擠壓下變形，同時(shí)施工過程中的熱脹冷縮極易造成表面防水卷材起鼓甚至脫落，對(duì)后澆帶節(jié)點(diǎn)處的防水處理產(chǎn)生不利影響；王偉導(dǎo)[4]提出了采用一種自帶卡槽和止水橡膠條的封閉板對(duì)后澆帶進(jìn)行封閉的方法，但該裝置節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，在施工現(xiàn)場實(shí)施中存在一定的困難。為解決以上方法的不足，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，研究并提出了一種新型的地下室頂板和外墻后澆帶超前封閉施工方法。

1 工程概況

星城天地項(xiàng)目施工總承包工程一標(biāo)段施工范圍內(nèi)地下室長約330 m、寬110 m，為了解決大體積混凝土因收縮不均和沉降不均而產(chǎn)生裂縫的問題，設(shè)計(jì)圖紙中設(shè)置了大量伸縮后澆帶和沉降后澆帶，伸縮后澆帶總長約330 m，沉降后澆帶總長約680 m，寬度均為800 mm。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，伸縮后澆帶需在兩側(cè)混凝土澆筑完畢45 d后才可進(jìn)行封閉，而沉降后澆帶需在主體結(jié)構(gòu)和填充墻全部施工完畢后才能進(jìn)行封閉。

但工程用地紅線緊沿四周人行道路，北向基坑邊至用地紅線（蓮湖二路邊）最短距離僅3.5 m，南向主體結(jié)構(gòu)與另一施工單位施工的二標(biāo)段分界后澆帶最短距離僅2.15 m，場地十分狹小，臨時(shí)用地規(guī)劃困難。

為解決鋼筋、模板等材料臨時(shí)加工的用地需求和管理人員、工人的住宿等生活需要，項(xiàng)目已臨時(shí)占用北向用地紅線外側(cè)1 400 m2的市政道路作為材料的臨時(shí)加工區(qū)，并臨時(shí)租用了距離施工現(xiàn)場約1 km的4 600 m2空地作為管理人員和工人的生活區(qū)。但隨著地下室主體結(jié)構(gòu)完工、塔樓主體結(jié)構(gòu)不斷向上推進(jìn)，二次結(jié)構(gòu)和精裝修工程將逐步展開，后續(xù)還將需要大量空地作為材料堆場和加工區(qū)，而現(xiàn)有的施工場地條件已無法滿足后續(xù)的施工要求。因此，需要提前封閉伸縮和沉降后澆帶并進(jìn)行土方回填，室外管網(wǎng)、道路等工序提前進(jìn)行穿插，為后續(xù)施工提供場地。

2 頂板后澆帶超前封閉技術(shù)要點(diǎn)

2.1 工藝原理

預(yù)留豎向鋼立管作為混凝土澆筑口，并利用預(yù)制的混凝土板和膨脹止水條封閉地下室頂板后澆帶，為地下室頂板后澆帶超前封閉以及土方提前回填創(chuàng)造條件；待后澆帶達(dá)到設(shè)計(jì)澆筑條件后，通過預(yù)留的豎向鋼立管灌注自密實(shí)混凝土，實(shí)現(xiàn)后澆帶的最終澆筑。

地下室頂板后澆帶超前封閉節(jié)點(diǎn)如圖1所示。

圖1 地下室頂板后澆帶超前封閉節(jié)點(diǎn)三維

2.2 工藝流程

后澆帶部位清理→預(yù)制板制作、定位、鋪設(shè)→壓入膨脹止水條→豎向鋼立管焊接→預(yù)制板端部封漿→防水施工→下部支撐架體檢查→土方回填→灌注自密實(shí)混凝土→下部支撐架體拆模檢查

2.3 操作要點(diǎn)

2.3.1 頂板后澆帶部位清理

將頂板后澆帶處的垃圾和薄膜清理干凈，鑿除后澆帶兩側(cè)松散的石子，并將地下室頂板處與后澆帶相交部位的混凝土面層鑿毛，需鑿出混凝土堅(jiān)實(shí)粗骨料為止；用水沖洗干凈并充分濕潤，且不得積水；沿鋼筋表面和后澆帶接槎處涂刷1層水泥素漿。

2.3.2 預(yù)制混凝土板制作、定位及鋪設(shè)

1）根據(jù)頂板后澆帶的長度和寬度定制相應(yīng)尺寸的預(yù)制混凝土板，預(yù)制混凝土板長度和寬度均為1 200 mm，確保安裝后兩邊與地下室頂板搭接寬度不小于100 mm；同時(shí)，為保證預(yù)制混凝土板抗壓能力，厚度取為200 mm。預(yù)制混凝土板的平整度偏差、尺寸偏差控制在±3 mm以內(nèi)。

2）預(yù)制混凝土板內(nèi)配φ12 mm@150 mm雙層雙向鋼筋，采用C25混凝土。

3）根據(jù)預(yù)制板的寬度沿后澆帶兩側(cè)進(jìn)行通長定位彈線后，鋪裝預(yù)制的混凝土板。

4）預(yù)制混凝土板對(duì)接及轉(zhuǎn)角連接部位用防水砂漿黏結(jié)。

預(yù)制混凝土板設(shè)計(jì)及制作見圖2和圖3。

圖2 預(yù)制混凝土板三維示意

圖3 預(yù)制混凝土板現(xiàn)場預(yù)制

2.3.3 壓入膨脹止水條

1）依次撬動(dòng)預(yù)制混凝土板，在預(yù)制板的兩側(cè)塞入膨脹止水條。

2）膨脹止水條的截面尺寸不應(yīng)小于40 mm×40 mm，并在預(yù)制混凝土板板底兩側(cè)邊沿后澆帶通長設(shè)置。

2.3.4 豎向鋼立管焊接

1）位于頂板后澆帶混凝土澆灌口處的預(yù)制混凝土板制作前預(yù)埋鋼套管，為便于混凝土灌注和鋼立管連接，鋼套管面標(biāo)高高于預(yù)制混凝土板面標(biāo)高不小于100 mm，鋼套管直徑不應(yīng)小于300 mm。

2）在預(yù)埋鋼套管處焊接豎向鋼立管，鋼立管直徑與鋼套管相同，鋼立管最終焊接高度根據(jù)地下室頂板回填土高度確定，確保鋼立管頂部高出回填土面1 m；鋼立管布置間距為3.6～4.8 m。

3）為確保后澆帶混凝土澆筑質(zhì)量，在每個(gè)后澆帶轉(zhuǎn)角部位另外增設(shè)1個(gè)鋼立管。

4）鋼立管焊接完成后，為避免雜物通過立管口落入后澆帶內(nèi)，應(yīng)及時(shí)采用蓋板覆蓋立管頂部。

2.3.5 預(yù)制混凝土板端部處理、防水施工、土方回填

1）在預(yù)制混凝土板兩側(cè)端部用水泥砂漿進(jìn)行處理，形成類三角形的緩坡，便于后期防水卷材的鋪設(shè)。

2）預(yù)埋鋼套管和鋼立管與預(yù)制混凝土板交接部位用水泥砂漿做圓弧倒角。

3）每個(gè)鋼立管與預(yù)制混凝土板交接部位均設(shè)置防水附加層，防水卷材上翻高度不小于300 mm。

4）每塊預(yù)制混凝土板兩側(cè)端部均設(shè)置防水附加層，附加層總寬度不小于400 mm，兩側(cè)搭接長度均不小于200 mm。

5）防水附加層施工完畢后，在預(yù)制混凝土板面滿鋪防水卷材。

6）防水卷材采用虛鋪的形式，以避免土方回填過程中對(duì)防水卷材擾動(dòng)而產(chǎn)生破壞。

7）防水施工完畢后，按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行土方回填。

8）土方回填時(shí)需注意對(duì)后澆帶預(yù)制混凝土板和立管進(jìn)行保護(hù)，應(yīng)避免土方回填過程中機(jī)械、車輛直接碾壓、碰撞預(yù)制混凝土板和立管，土方回填完成至設(shè)計(jì)覆土高度后，方可允許機(jī)械、車輛穿越通過后澆帶。

9）鋼立管1 m范圍內(nèi)應(yīng)采用人工回填并分層夯實(shí)的作業(yè)方法，嚴(yán)禁機(jī)械作業(yè)，避免立管受擠壓，破壞防水層。

2.3.6 灌注自密實(shí)混凝土

1）待后澆帶達(dá)到澆筑混凝土的設(shè)計(jì)要求后，采用比地下室頂板高一等級(jí)的自密實(shí)膨脹防水混凝土，通過各鋼立管直接進(jìn)行灌注，灌注方向應(yīng)有序合理，可從后澆帶一端向另一端進(jìn)行，或從兩端向中間進(jìn)行，也可從中間向兩端進(jìn)行。

2）混凝土灌注孔的相鄰鋼立管充當(dāng)排氣孔、觀察孔及測量孔。如澆筑過程中長時(shí)間未見混凝土從相鄰立管通過，或因混凝土瞬間澆筑量過大，灌注孔內(nèi)混凝土快速上涌，說明此時(shí)混凝土未形成有效流動(dòng)，此時(shí)應(yīng)立即停止灌注，用插入式振搗棒從灌注孔插入，進(jìn)行振搗，必要時(shí)也可在后澆帶下部模板相應(yīng)區(qū)域用平板振搗器進(jìn)行輔助振搗。

3）混凝土澆筑過程中采用在鋼立管內(nèi)用尺量測混凝土高度的方法控制混凝土澆筑高度，確保混凝土澆筑完成后，所有鋼立管內(nèi)混凝土頂面至預(yù)制板面的高度不大于100 mm。

4）后澆帶混凝土澆筑及土方回填完成后，切除高出設(shè)計(jì)地面以上部位的立管，使立管頂部與壓實(shí)后的地面標(biāo)高基本一致。

5）立管內(nèi)剩余部分空間用松軟土體進(jìn)行填充灌實(shí)處理。

2.3.7 支撐架體搭設(shè)與拆模檢查

1）支撐架體的搭設(shè)和拆除均應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)和施工方案的要求，后澆帶混凝土的拆模時(shí)間，需滿足28 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土試塊抗壓強(qiáng)度達(dá)到100%。

2）由于采用頂板后澆帶超前封閉施工技術(shù)，后澆帶混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)無法采用常規(guī)在地下室頂板表面觀察的方法，只能在后澆帶底模拆除后，從下部觀察混凝土的外觀質(zhì)量和平整度等情況，具體檢查標(biāo)準(zhǔn)與普通混凝土結(jié)構(gòu)完全相同。

3 外墻后澆帶超前封閉技術(shù)要點(diǎn)

3.1 工藝原理

利用定制的預(yù)制混凝土板封閉地下室外墻后澆帶，并經(jīng)過多道防水處理后，進(jìn)行保護(hù)層施工，實(shí)現(xiàn)地下室外墻后澆帶超前封閉和土方提前回填；待后澆帶達(dá)到澆筑條件后，通過上層的澆筑口灌注自密實(shí)混凝土，實(shí)現(xiàn)后澆帶的最終澆筑。

地下室外墻后澆帶超前封閉節(jié)點(diǎn)如圖4所示。

圖4 地下室外墻后澆帶超前封閉節(jié)點(diǎn)

3.2 工藝流程

后澆帶部位清理→預(yù)制板制作、定位→預(yù)制板底及板側(cè)防水處理→預(yù)制板安裝鋪設(shè)→預(yù)制板端部封漿及找平層施工→防水加強(qiáng)層施工→外墻防水層施工→保護(hù)層施工→土方回填→外墻后澆帶內(nèi)側(cè)單側(cè)支模→自密實(shí)混凝土澆筑→拆模檢查

3.3 操作要點(diǎn)

3.3.1 后澆帶部位清理

與頂板后澆帶清理要求相同。

3.3.2 預(yù)制板制作、定位

1）根據(jù)地下室外墻后澆帶的長度和寬度并經(jīng)受力驗(yàn)算后，定制相應(yīng)尺寸的預(yù)制混凝土板，預(yù)制混凝土板長度均為1 000 mm，確保安裝后兩邊與地下室外墻搭接寬度不小于100 mm；最底層預(yù)制混凝土板的寬度為350 mm，其余各塊寬度均為300 mm；為保證預(yù)制混凝土板豎向拼裝的穩(wěn)固性，最底層預(yù)制混凝土板的厚度為50 mm，其余各板厚度均為40 mm。預(yù)制混凝土板的平整度偏差、尺寸偏差控制在±3 mm以內(nèi)。

2）最底層預(yù)制混凝土板內(nèi)配φ12 mm@150 mm雙層雙向鋼筋，澆筑C30混凝土而成；其余各塊內(nèi)配φ10 mm@150 mm雙層雙向鋼筋，用C25混凝土澆筑。

3）根據(jù)預(yù)制混凝土板長度沿后澆帶兩側(cè)進(jìn)行通長彈線定位。

預(yù)制混凝土板設(shè)計(jì)及現(xiàn)場應(yīng)用情況見圖5和圖6。

圖5 后澆帶超前封閉和預(yù)制混凝土板示意

圖6 預(yù)制混凝土板現(xiàn)場預(yù)制

3.3.3 預(yù)制板底及板側(cè)防水處理

預(yù)制混凝土板安裝前，在板內(nèi)側(cè)及上下接口部位滿涂一道合成高分子防水涂料，在板內(nèi)側(cè)和各接口部位形成一道連續(xù)的防水涂膜，有利于細(xì)部防水；在地下室外墻外側(cè)與預(yù)制混凝土板接觸面處涂刷一道云石膠，有利于預(yù)制混凝土板鋪裝牢靠。

3.3.4 預(yù)制板安裝鋪設(shè)

按照定位線自下而上逐層安裝外墻后澆帶預(yù)制混凝土板，板與板對(duì)接部位采用防水砂漿黏結(jié)。

3.3.5 預(yù)制板端部封漿及找平層施工

1）在預(yù)制混凝土板兩側(cè)端部用水泥砂漿進(jìn)行封堵，形成完全密封的結(jié)構(gòu)體系。

2）采用1∶2水泥砂漿對(duì)預(yù)制混凝土板表面進(jìn)行找平處理，并在混凝土板與外墻交界處采用1∶2水泥砂漿抹成圓弧角。

3.3.6 防水層、保護(hù)層施工和土方回填

1）在預(yù)制混凝土板處設(shè)置防水附加層，進(jìn)行防水加強(qiáng)處理，附加層總寬度不小于1 200 mm，兩側(cè)搭接寬度均不小于100 mm。

2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，沿地下室外墻滿鋪防水卷材，防水卷材采用滿粘法施工。

3）防水層施工完成后，外側(cè)砌筑砌體保護(hù)墻，待防水保護(hù)層施工完成后，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行土方回填。

4）土方回填時(shí)需注意對(duì)后澆帶預(yù)制混凝土板進(jìn)行保護(hù)，應(yīng)避免土方回填過程中機(jī)械直接碰撞，在距離地下室外墻后澆帶1 m范圍內(nèi)不得機(jī)械作業(yè)，應(yīng)進(jìn)行人工回填并分層夯實(shí)。

3.3.7 外墻后澆帶內(nèi)側(cè)單側(cè)支模

嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行外墻后澆帶內(nèi)側(cè)單側(cè)支模。外墻后澆帶內(nèi)側(cè)單側(cè)支模示意如圖7所示。

圖7 外墻后澆帶內(nèi)側(cè)單側(cè)支模示意

3.3.8 自密實(shí)混凝土澆筑

1）待后澆帶達(dá)到澆筑混凝土的設(shè)計(jì)要求后，采用比地下室外墻高一等級(jí)的自密實(shí)膨脹防水混凝土，通過上層澆筑口（外墻后澆帶與樓板交界處）灌注混凝土封閉下層外墻后澆帶的方法，逐層施工，實(shí)現(xiàn)了地下室外墻后澆帶的封閉。

2）混凝土澆筑過程中應(yīng)隨時(shí)關(guān)注澆筑過程，必要時(shí)可用插入式振搗棒從上層澆筑口插入或在后澆帶內(nèi)側(cè)單側(cè)支模處用平板振搗器進(jìn)行輔助振搗。

3.3.9 拆模檢查

與頂板后澆帶拆模檢查要求相同。

4 結(jié)語

地下室頂板和外墻后澆帶超前封閉施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了地下室頂板和外墻后澆帶提前封閉，地下室土方回填、室外管網(wǎng)、道路、景觀綠化等工序得以提前穿插，極大地節(jié)約了工期，以較小的經(jīng)濟(jì)代價(jià)贏得了總工期的節(jié)約，并為后續(xù)施工提供了大量場地，解決了場地狹小情況下場地布置的難題，效益極其顯著。同時(shí)在施工過程中，采用預(yù)制混凝土板覆蓋、端部設(shè)置遇水膨脹止水條或多道防水涂料、自密實(shí)混凝土澆筑層層設(shè)防，極大降低了后澆帶滲水隱患的出現(xiàn)，防水效果極其顯著，具有較高的推廣價(jià)值。