董亞磊
目前,人防工程建設數量不斷增加,規模日益擴大。根據其特殊性,伸縮縫設置標準應高于普通鋼筋混凝土結構;根據技術標準,此類結構中的部分位置禁止設縫,這就需要發揮后澆帶的技術優勢,保證整體結構完整,以免縫隙引發結構變形。在工程開展前應把握設計要點,合理選擇后澆帶的位置、間距與寬度,在施工中加強模板、鋼筋、混凝土澆筑與養護等環節的管控,使高層主體與裙房間的差異沉降、混凝土熱脹冷縮、溫度應力等問題得到妥善解決。
后澆帶技術主要用于解決溫度、收縮、不均勻沉降等引發的變形裂縫,根據功能不同,可分成伸縮型、溫度型、沉降型3 種類型。在建筑結構中,建筑面積越大,伸縮裂縫的出現概率便越高,為了預防裂縫問題,可通過設置伸縮后澆帶的方式解決;環境溫度變化會對混凝土產生一定影響,容易引發混凝土裂縫,使工程結構受損,通過設置溫度后澆帶的方式,擴大建筑結構的延展性,較大程度避免了熱脹冷縮問題;部分相鄰建筑處于不同沉降差下,使建筑結構受到影響,通過沉降后澆帶技術可有效連接單體結構,地基結構承載力得以均勻分散,從而解決沉降差問題。后澆帶技術在人防工程中的應用比較廣泛,此類工程通常需要具備防化、防核輻射等功能,因此不宜設置各種施工縫。根據相關規定,在防護單元中也不應設置伸縮縫和沉降縫,而后澆帶的應用可使整體結構完整,減少變形的發生,在滿足建筑質量與安全的要求下,還可節約成本投入,達到經濟效益最大化的目的[1]。
在人防工程中,后澆帶設計要選擇恰當的位置,通常混凝土外表會出現開裂情況,在后澆帶輔助下可釋放較高的約束應力,若工程中使用膨脹混凝土,則還應填充縫隙,便于平衡殘余應力,消除裂縫。在特殊情況下,可將后澆帶設置在內力較小處,將其控制在1/3 梁板位置,也可在主樓與裙房相互連接的情況下進行設置,充分發揮其性能。對于混凝土中受力較小的位置,可優先設置后澆帶,以免頻繁搭接受力鋼筋。在后澆帶設計中,實際間距不應超過40 m,后澆帶寬度應控制在1 000 mm 以內。對于厚度不超過200 mm 的墻體,可選用800 mm 寬的后澆帶;若墻體厚度大于200 mm,則選用1 000 mm 寬的后澆帶。在后澆帶形式設計中,應結合實際墻板厚度來選擇。若墻體厚度在300 mm以內,則優先選用直縫形式;若墻體厚度尺寸在300 ~600 mm,則最好選用對稱坡口型;若厚度超過600 mm,則應選用企口縫;若情況復雜,則可靈活使用多邊形后澆帶,并且在接縫處設置止水帶,以提高防滲性能[2]。例如,某人防工程高度為9.6 m,耐火等級為三級,抗震設防烈度為7 度,施工所用墻板厚度尺寸大于600 mm,應優先使用企口縫斷面。
在人防工程施工過程中,后澆帶的位置十分關鍵。通常結構的荷載值一般為2.0 ~3.5 kN/m2,要根據混凝土構件的實際受力情況進行分析,從而得出準確的受力結果。剪力墻結構作為主要的承載構件,不可在中間設置后澆帶,而且還要確保留設位置不會對結構整體性產生損害;在梁板結構施工中,可將反彎點處作為后澆帶的預設位置,由此減輕荷載對后澆帶造成的干擾,降低混凝土的構建壓力,提高應用效果。
2.3.1 模板施工
根據設計圖紙與相關規定預設模板,施工后不可隨意調整技術方案。在澆筑前,應先分析框架梁施工縫擋板的實際情況,再利用鋼管支撐處理,便于提高混凝土的振搗效果。同時,結合規定要求,統一預設鋼絲網模板,所用鋼絲規格相同,使模板更加均勻,增強結構穩定性,為后期拆卸提供便利。當后澆帶混凝土的強度等級高于設計值的70%時,需將模板由上至下拆除,避免影響結構的穩定性。若人防工程的裙樓、高層建筑間的設計跨度較大,應在確保模板剛度滿足規定的基礎上,采取有效措施,避免因地下室梁支撐受力過大導致結構受損。
2.3.2 鋼筋施工
該項施工對后澆帶整體質量具有較大影響,在澆筑工序前,應檢查鋼筋的基本信息,如數量、規格、性能等,并二次復核,確保鋼筋尺寸符合材料規范要求。
在后澆帶制作中,多使用螺紋鋼筋,交叉位置完全綁扎,便于振搗;焊接位置與端頭相距至少100 mm,搭接長度為鋼筋直徑的10 倍,相鄰端頭的距離至少為500 mm,確保鋼筋結構穩定可靠。在操作中,盡可能減少鋼筋斷裂,使其合理排列,并優化配置各構件。若構件跨度較大,可先適當切割鋼筋,切割后還要嚴格把控焊接質量,提高貫穿效果,避免受力變形情況產生。若后澆帶處梁板寬度較窄,則應一次完成鋼筋配置;若梁板寬度較大,則應按照標準合理斷開,再在澆筑前焊接完畢。在垂直鋼筋模板施工縫作業中,可先用高壓水槍將骨料清理干凈,再清理施工縫和鋼筋網內的雜質。針對工程中的縫隙,施工單位可選擇單層鋼筋網搭設模板;但受材料影響,混凝土砂漿容易誤入網中,對此應積極處理梁板構件,減少砂漿誤入。若使用雙層網,可發揮鋼筋的支撐作用,利用焊接技術控制鋼筋[3]。
2.3.3 混凝土施工
在主體澆筑60 d 后,頂板施工驗收合格的情況下,方可澆筑后澆帶。對于沉降后澆帶,應在主體澆筑14 d 后明確實際澆筑位置,由相關部門審核完畢后方可澆筑。澆筑環節由以下3項內容構成。
第一,鑿毛處理。對于需要處理的表面,先進行鑿毛,去除碎石等雜物,再用清水沖洗,剔除鋼筋外表的殘渣,審核鋼筋的數量與規格,確保滿足設計要求,并注重隱蔽工程的驗收。
第二,澆筑振搗。在振搗中,應確保密實,以免過振情況發生;有效控制水泥砂漿流失,降低材料損耗率,合理安排振搗棒與模板間的距離,一般保持在5 ~20 cm。對于預留后澆帶接口處,可使用鋼絲網模板,并與施工縫垂直。對于施工縫處應持續澆筑,在振搗期間應朝著施工縫方向推進,加強縫隙位置的振搗,確保緊密貼合;待施工縫進入初凝狀態后,便可用壓力水槍沖洗,直至骨料顯現,并反復沖刷鋼絲網。若工程中采用木質模板,則應整體拆除后方可澆筑;若孔隙明顯,應及時修補,待修補完畢后,結合建筑實際情況進行表面處理。
第三,澆筑時間控制。因人防工程不同區域結構有所區別,所用后澆帶形式也不盡相同,在澆筑中應合理控制時間。例如,沉降后澆帶需要在建筑基本沉降完畢后,才可澆筑施工,還要提前將底板鋼筋沖洗干凈,并保持一定的濕潤度,時長為1 d,最后將積水清理干凈。需要注意的是,后澆帶應使用無收縮混凝土,且標號上高于兩側混凝土。例如,建筑工程使用C35 混凝土,后澆帶則需要采用C40 混凝土,在振搗后還要確保內部緊密、外表光潔,禁止存在裂縫。
2.3.4 防水與養護
為了避免人防工程地下室出現滲水情況,應做好防水處理。首先,在底板與后澆帶墻體處安裝止水帶,長度尺寸為350 mm,寬度為3 mm,可適當外露一節,長度在150 mm 左右;還應優化擋土板材質,結合實際情況優化配筋設計,由此提高防水效果。其次,在擋土板外面鋪設防水卷材,要求兩端外露400 ~500 mm,實現全方位的防水效果。最后,在卷材外表面涂抹聚氨酯,增強防水和防滲性能[4]。在后澆帶施工場地四周應設置圍欄,避免人員誤入使成品受損;待兩側混凝土齡期達到50 d 左右便可拆模。在澆筑結束后,應及時開展養護工作,用土工布覆蓋混凝土,達到保溫、保濕的目的;并將養護液涂抹在表面,增強養護效果,養護時長最低為30 d,確保符合設計強度要求。
受后澆帶自身特性影響,若處理不當,則很容易因質量不達標引發事故,出現開裂、滲漏等問題,甚至威脅結構安全。在施工中應明確技術要求,嚴格遵循施工規范,確保后澆帶兩側混凝土的澆筑質量,避免混凝土出現疏松、漏漿等情況。在澆筑期間,環境溫度應低于兩側混凝土澆筑時的溫度,并派專人負責控制環境溫度;在混凝土澆筑結束后,派遣專人負責防護,覆蓋養護局部位置,確保后澆帶范圍內干凈整潔,無金屬腐蝕現象產生。在封閉施工前,首先根據圖紙要求,禁止周圍堆放施工材料,合理控制施工荷載,并加強后澆帶兩端的臨時支護;其次,清理干凈內部雜物,對鋼筋進行除銹,鑿毛處理兩側混凝土,并涂抹界面劑。部分人防工程采用快拆體系模板,應注意后澆帶周圍的支護質量,以免模板拆除中因松動、位移等導致結構開裂,影響整體施工質量。
對于后澆帶中的裂縫位置,施工單位應結合圖紙內容,選用堵頭板進行修補,以保持良好的接口形式。在人防工程施工中,一些施工單位沒有嚴格遵循圖紙,未高度重視支撐接口處的施工處理,錯誤采用斜坡形式,使得振搗操作無法滿足規定的強度等級與密度,還會增加滲水風險。在正式施工前,應妥善處理施工縫截面,清除表層雜物,若遇到軟土、松動土層,可先剔除土層,再潤濕混凝土。根據是否有防水要求,對水平施工縫采用不同的處理方式。
對于有防水要求的施工縫,可在縫隙中間順著結構設置1 條鋼板止水帶,材料選用Q235B 型鋼,每段長度為6 m,兩段間的搭接長度為100 mm,縱向焊接,且禁止出現夾焊、氣渣等情況;將止水帶固定在墻上,每間隔2 m 焊接1 個鋼筋支架,確保位置準確;上層混凝土正式澆筑前,將銜接位置的混凝土和止水帶清理干凈,并在施工縫處加做1 層加強層;在澆筑時,接槎面需要保持濕潤,先澆筑1 層厚度為50 mm 的水泥砂漿,促進新舊混凝土完美結合。
對于沒有防水要求的施工縫,其留置位置可選擇為每層樓板處和梁底100 mm處。在處理時,先將新舊混凝土銜接的鑿毛面清理干凈,再選用與新混凝土相同配比的砂漿,涂抹厚度為40 mm,最后澆筑混凝土。
為了提高后澆帶的施工質量,應合理規劃其寬度、間距與位置,并加強后續收縮與沉降監測,提高項目的綜合效益,具體措施如下。
(1)寬度設置。在后澆帶施工中,合適的寬度可提高對混凝土溫度、收縮變形的抵御。在人防工程實踐中,寬度設置過小,會影響后期混凝土的澆筑質量,且因后澆帶混凝土自身帶有收縮變形性能,易在后澆帶位置產生二次開裂。因此寬度設為800 ~1 000 mm,以提高施工質量。
(2)間距設置。在人防工程中,后澆帶的主要作用是預防混凝土早期收縮應力引起的變形。在封閉前,混凝土是否釋放全部收縮應力,這與后澆帶自身的收縮量具有緊密關聯。在間距設置期間,應綜合分析后澆帶封閉前結構的收縮量和混凝土的結構類型等,可適當延長封閉時間,以便有更多時間觀測,促進后澆帶的功效發揮。大量實踐表明,將間距設置為30 ~40 m 最為合理[5]。
(3)位置設置。在混凝土結構中,后澆帶有助于提高結構的變形量,使其自由收縮,降低裂縫發生的概率。在后澆帶位置有兩條施工縫,會影響結構受力,而且該接縫具有剛性特點,應將其設置在受力較小處。在人防工程結構中,應將后澆帶設置在溫度收縮應力較為集中的部位,以發揮其技術優勢,避免混凝土出現開裂情況。
為了人防工程中后澆帶施工的順利開展,應把握以下施工要點。
第一,通常后澆帶按照一般施工縫要求處理,預留后澆帶兩端需要確保澆筑質量,禁止疏松、跑漿等情況產生,采用鋼筋支架、鐵絲網以及鋼板網等隔斷,選用企口型斷面,不可預留直槎。在接縫位置設置防護欄,將表面覆蓋完畢,避免后期施工影響接縫。
第二,在灌注補齊前,先要妥善處理受損鋼筋,如彎曲變形等,將現場雜物清理干凈,鑿毛企口側面并涂抹界面劑,再選用高一級的膨脹混凝土灌注。待基礎施工完畢后,澆筑后澆帶處的混凝土。因該項施工具有隱蔽性,應按照隱蔽工程標準驗收,密切觀察沉降程度及后澆帶連接位置情況,適當延長觀測時長,待滿足要求后,再填實和驗收。
第三,受后澆帶影響該位置結構屬于懸臂受力狀態,在混凝土未達到預期強度前,禁止隨意拆卸底模板支撐架,應單獨架設該處的支撐架,并合理安排澆筑時間,使主體結構質量得到切實保障[6]。
在人防工程施工中,后澆帶技術作為重要內容之一,對整體建設質量具有直接影響。在實際施工中,應明確設計要點,嚴格按照技術流程與要求作業,把握施工注意事項,謹慎處理施工縫,使該項技術優勢得以充分發揮,促進人防項目品質的全面提升。