高層建筑基礎(chǔ)工程取消后澆帶的施工方法

曾令遼

摘 要:本文主要介紹高層建筑基礎(chǔ)工程取消后澆帶的施工方案,解決了設(shè)置后澆帶在實際中存在的許多施工困難問題。

關(guān)鍵詞:高層建筑;基礎(chǔ);取消;后澆帶

1 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展,促進(jìn)了建筑業(yè)的快速發(fā)展,越來越多的高層建筑如雨后春筍般在城市中崛起。

高層建筑在保證結(jié)構(gòu)安全,經(jīng)濟(jì)合理等問題上要比低層建筑突出,而有些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計或者給施工帶來不便,或者存在影響施工質(zhì)量因素,高層建筑基礎(chǔ)工程的后澆帶問題就屬于這類問題。

2 施工問題

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GBJ10-89)》中后澆帶設(shè)置構(gòu)造要求如下:施工時把結(jié)構(gòu)分成30-40m長的區(qū)段,各區(qū)段之間留出70-100cm寬的帶,暫不澆灌混凝土,待大部分混凝土收縮完成后再澆灌這部分混凝土,把結(jié)構(gòu)連成整體,這就是后澆帶。后澆帶要選擇在受力較小的部位上,保留時間一般不小于一個月,并選擇在氣溫較低的時候澆灌混凝土?？p內(nèi)的鋼筋要用搭接方式,使縫兩邊的混凝土自由收縮,必要時可在澆灌混凝土前再加以焊接。

高層建筑的重量大,傾覆力矩也較大,為了保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,在天然地基上,基礎(chǔ)埋深不宜小于高層建筑物高度的十二分之一。因此,高層建筑物的基礎(chǔ)一般都在5米以上。而且規(guī)范規(guī)定,后澆帶要從基礎(chǔ)一直設(shè)到結(jié)構(gòu)的頂層,而后澆帶保留時間一般不小于一個月,在這一個月的施工中,基礎(chǔ)面臨著諸多問題:地下水位上升,地下室進(jìn)水,造成施工困難;后澆帶處鋼筋銹蝕,容易引起應(yīng)力集中等不良現(xiàn)象的發(fā)生;地下室側(cè)壁剪力墻不能回填土,雨季泥水等容易侵入地下室;后澆帶的施工中,容易造成混凝土接槎處不密實,防水性能不好。

3 施工措施

要解決上述問題,最好的辦法是不設(shè)置后澆帶,高層建筑基礎(chǔ)能一次性澆注完畢。這就要解決混凝土的收縮對結(jié)構(gòu)的破壞問題,可以采取下面的幾項措施:

3.1 要控制泵送混凝土的坍落度,因為水灰比越大,收縮就越大。

配合比的要求:實驗室所出的配合比必須要滿足泵送混凝土的坍落度的要求,而且是在保證泵送的基礎(chǔ)上,盡可能地配制較小的坍落度;

泵站的選擇:條件允許下,現(xiàn)場設(shè)攪拌站或盡可能地選擇距離較近的攪拌站;

混凝土攪拌運(yùn)輸車的要求:混凝土必須能在最短的時間內(nèi)均勻無離析地排出,出料干凈、方便,能滿足施工的要求,如與混凝土泵聯(lián)合輸送時,其排料速度能相匹配;從攪拌輸送車運(yùn)卸的混凝土中,分別取四分之一和四分之三處試樣進(jìn)行坍落度試驗,兩個試樣的坍落度之差不得超過3cm;

控制水灰比的措施:為了降低水灰比,減少收縮,可考慮加入減水劑。常用的減水劑有:MF減水劑、N系列減水劑、NNO減水劑、NF減水劑、UNF減水劑、JN減水劑、AU減水劑、SM減水劑等。

3.2 對混凝土進(jìn)行二次振搗,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),最好覆蓋貯水養(yǎng)護(hù)或塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。

二次振搗:即第一次振搗完成后,在混凝土初凝前,進(jìn)行第二次振搗,以清除混凝土中的氣泡,達(dá)到密實的效果。

加強(qiáng)養(yǎng)護(hù):對基礎(chǔ)底板,可采用貯水養(yǎng)護(hù);塑料薄膜養(yǎng)護(hù)是將塑料溶液噴灑在混凝土表面上,溶液揮發(fā)后,塑料與混凝土表面結(jié)合一層薄膜,使混凝土表面與空氣隔絕,封閉混凝土中的水分不再被蒸發(fā),而完成水化作用,這種養(yǎng)護(hù)方法一般適用于表面積大的混凝土施工。

下面重點(diǎn)介紹塑料薄膜養(yǎng)護(hù)施工工藝: 噴灑工具及設(shè)備:高壓容罐以鋼板焊接,噴具用噴漆槍或農(nóng)藥噴槍;塑料薄膜的噴灑:a、當(dāng)空壓機(jī)工作壓力0.4-0.5N/mm2,容罐壓力0.2-0.3N/mm2時,噴出的塑料溶液呈較好的霧狀,噴灑速度較快,工效15-20m2/min;b、噴灑時間,應(yīng)掌握混凝土水分蒸發(fā)情況,在不見浮水,混凝土表面以手指輕按無指印時即可噴灑;c、溶液噴灑厚度以2.5m2/kg為宜,厚度要求均勻一致。

3.3 科學(xué)地加入補(bǔ)償收縮性能的外加劑,配制補(bǔ)償收縮混凝土。補(bǔ)償收縮混凝土是用膨脹水泥,或在普通混凝土中摻入適量膨脹劑配置而成的一種微膨脹混凝土。

補(bǔ)償收縮混凝土抗?jié)B原理:補(bǔ)償收縮混凝土硬化初期,由于水泥水化作用生成的水化物結(jié)晶體體積增大而產(chǎn)生膨脹,以常用的硫鋁酸鈣類膨脹水泥為例,其水化過程中生成柱狀或針狀的水化硫鋁酸鈣,又稱“鈣礬石”,它的固相體積可增大1.22-1.75倍。在鈣釩石晶體生長過程中,將水泥石中的孔隙填充,并堵塞、切斷連通的毛細(xì)孔道,使混凝土內(nèi)部的總孔隙率變小,抗?jié)B性提高。補(bǔ)償收縮混凝土以自身適度膨脹抵消收縮裂縫,使抗?jié)B性較普通混凝土提高,減小因開裂導(dǎo)致滲漏的可能性。

補(bǔ)償收縮混凝土避免或減少開裂的作用,可從應(yīng)力和應(yīng)變兩方面解釋。應(yīng)力方面:混凝土的抗拉強(qiáng)度最低,相當(dāng)于抗拉強(qiáng)度的7-11%,混凝土的開裂主要是由于內(nèi)部拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度所致。在限制條件下,補(bǔ)償收縮混凝土自身的膨脹,對限制體(如:鋼筋、相臨物體、基礎(chǔ)等)產(chǎn)生拉應(yīng)力;與此同時,限制體給混凝土產(chǎn)生壓應(yīng)力,正是這種壓應(yīng)力不同程度地抵消可能導(dǎo)致混凝土開裂的拉應(yīng)力,從而避免或減少混凝土裂縫。應(yīng)變方面:補(bǔ)償收縮混凝土主要有膨脹和收縮兩種變形,它們在自由(非限制)、限制兩種條件下,結(jié)果不同。自由膨脹是“背向變形”,它使混凝土受拉,質(zhì)點(diǎn)間距加大,可以導(dǎo)致混凝土開裂;自由收縮是“相向變形”,它使混凝土受壓,質(zhì)點(diǎn)間距縮小,不會引起混凝土開裂。限制收縮是背向變形,它可以抵消一部分自由收縮產(chǎn)生的相向變形,使混凝土質(zhì)點(diǎn)間距增大,內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)拉伸,導(dǎo)致混凝土開裂。

在工程結(jié)構(gòu)中,實際上幾乎不存在自由條件下的變形情況,混凝土的變形總是在限制條件下出現(xiàn)。從上述各種變形情況判明:混凝土的收縮是產(chǎn)生裂縫的因素。然而限制條件下的膨脹,卻可避免或減少混凝土開裂。

因此,補(bǔ)償收縮混凝土是以改善孔隙結(jié)構(gòu)、降低孔隙率,和減少開裂而獲得較高抗?jié)B性的。

常用膨脹劑有:明礬石膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑、氧化鈣膨脹劑、氧化鈣-硫鋁酸鈣復(fù)合膨脹劑。

使用補(bǔ)償收縮混凝土注意事項:澆筑前,應(yīng)檢查模板的堅固性、穩(wěn)定性,使模板所有接縫嚴(yán)密,不得漏漿,并宜將模板與混凝土接觸的表面先行濕潤或保潮,且保持清潔;嚴(yán)格掌握混凝土配合比,并依據(jù)施工現(xiàn)場情況的變化,及時正確調(diào)整;補(bǔ)償收縮混凝土坍落度損失較大,如現(xiàn)場施工溫度超過30℃,或混凝土運(yùn)輸、停放時間超過30-40min,應(yīng)在拌合前采取加大混凝土坍落度的措施;混凝土拌合后,不得加水?dāng)嚢?補(bǔ)償收縮混凝土無泌水現(xiàn)象,使用于泵送工藝。但應(yīng)注意早期養(yǎng)護(hù),并采取擋風(fēng)、遮陽、噴霧等措施,以防產(chǎn)生塑性收縮裂縫;若因為客觀因素導(dǎo)致停工間歇時間較長,應(yīng)按規(guī)定留置施工縫;澆筑溫度不宜大于35℃;也不宜低于5℃,否則應(yīng)采取保溫措施;要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)。常溫下,澆筑后8-12h,即可覆蓋澆水,并應(yīng)保持濕潤養(yǎng)護(hù)至少14d。

3.4 降低混凝土入模溫度:

輸送混凝土之前,應(yīng)先壓水洗管,再壓送水泥砂漿;

夏季高溫施工,應(yīng)注意輸送管道的溫度,可以設(shè)冷水池冷卻輸送管,覆蓋濕草袋子并及時澆水,或包裹隔熱材料,以防止坍落度損失過大,影響泵送。

3.5 按照規(guī)范要求留置混凝土基礎(chǔ)的測溫孔,注水觀測,既觀測溫度變化,又可以降低混凝土內(nèi)部溫度。

通過以上措施,既能很好地解決混凝土因水化熱而產(chǎn)生的溫度變化,減少收縮產(chǎn)生的不利影響結(jié)構(gòu),又能方便施工,保證施工質(zhì)量。

結(jié)束語

隨著高層建筑的普及,建筑技術(shù)的發(fā)展,既有利于結(jié)構(gòu),又有利于施工的經(jīng)驗會越來越多。因此,關(guān)于高層建筑基礎(chǔ)工程取消后澆帶的施工方法也會越來越完善,越來越科學(xué)。