地下室超長結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)及防水止漏措施

摘要:本文結(jié)合工程實例，分析介紹了高層建筑地下室超長結(jié)構(gòu)與防水止漏施工的難點，并結(jié)合長結(jié)構(gòu)無縫施工作用原理，對地下室結(jié)構(gòu)膨脹加強帶取代后澆帶后的墻板結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)及防水止漏措施進行了詳細闡述，對其二者經(jīng)濟性進行分析對比。

關(guān)鍵詞:地下室;超長結(jié)構(gòu);后澆帶;膨脹加強帶;伸縮縫;防水止漏

中圖分類號:TU93+1

文獻標識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)12-0113-02

1工程概況

湖南長沙某高層商住樓工程地下2層，地上25層，總高度80.3m?；A(chǔ)采用鋼筋砼筏板基礎(chǔ)，埋深9.65m?；A(chǔ)南北長82.2m，東西寬24.1m，設(shè)計在接近1/2處，沿東西方向設(shè)置施工后澆帶一條。基礎(chǔ)底板及地下一層外墻砼抗?jié)B等級為P6，地下二層外墻砼抗?jié)B等級為P8。筏板及外墻的砼強度等級為C35。筏板厚度為900～1500mm。根據(jù)砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)，通長設(shè)置溫度后澆帶的間距為30～40m，澆筑時間為2個月以上。規(guī)范規(guī)定后澆帶處的鋼筋相連、砼全部臨時斷開的做法。

該工程的地下水位約為-5.5m，基礎(chǔ)采用砼自防水和兩層3mm厚SBS外防水相結(jié)合的防水形式，要求達到地下室無滲漏的目的。

2地下室結(jié)構(gòu)與防水施工難點

2.1受施工場地的制約，基礎(chǔ)外墻和護坡樁之間僅有50cm的操作空間，外防水施工困難，防水保護墻沒有操作面。

2.2工期要求緊，加之冬期施工，外防水施工的環(huán)境因素直接影響工期。

2.3后澆帶施工難度大，封閉時間長，而且后澆帶砼和原砼相接處很難保證不出現(xiàn)裂縫，而裂縫的出現(xiàn)將可能導(dǎo)致砼自防水失敗。

2.4施工降水要等后澆帶封閉完且完成外防水后才能停止降水，一方面降水費用較高，另一方面長期降水對周圍樓房的地基造成很大影響。

鑒于以上施工難點及地下室結(jié)構(gòu)防水的需要，經(jīng)建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理方共同協(xié)商，決定將后澆帶改為膨脹加強帶，以滿足施工及結(jié)構(gòu)自防水的需要。

3地下室超長結(jié)構(gòu)無縫施工作用原理

膨脹加強帶取代后澆帶實現(xiàn)無縫施工的作用原理為，后澆帶是為了將超長結(jié)構(gòu)砼人為斷開，從而減少或消除砼因內(nèi)部溫度變化及收縮引起拉應(yīng)力、致使砼開裂的情況發(fā)生。

膨脹混凝土在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，在鋼筋和鄰位約束下，鋼筋受拉，而混凝土受壓，當鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時，則:

Ac·σc=As·Es·ε2

設(shè):μ=As/Ac

則σc=·Es·ε2

式中:σc——混凝土預(yù)壓應(yīng)力(MPa);As——鋼筋截面積;μ——配筋率(%);Ac——混凝土截面積;Es——鋼筋彈性模量(MPa);ε2——混凝土的限制膨脹率(%)。

由(1)式可見，σc與ε2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，通過調(diào)整UEA的摻量，可使混凝土獲得0.2～0.7Mpa預(yù)壓應(yīng)力，根據(jù)水平法向力σx分布曲線，設(shè)想在應(yīng)力大的地方施加較大的膨脹應(yīng)力σc，而在兩側(cè)施加較小的膨脹應(yīng)力，全面地補償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制有序裂縫的出現(xiàn)。

本工程是在后澆帶部位設(shè)置2m寬的加強帶，加強帶內(nèi)采用比相鄰砼強度高一等級、膨脹系數(shù)提高一級的砼和周邊砼同時澆筑，從而使該部位的砼產(chǎn)生預(yù)加應(yīng)力以抵消超長結(jié)構(gòu)的溫度及收縮內(nèi)應(yīng)力。這樣使原筏板由兩次澆筑改變?yōu)橐淮涡哉w澆筑，即無縫施工，從而減少地下室防水施工隱患，加快施工進度。

4地下室超長結(jié)構(gòu)無縫施工施工技術(shù)要點

本工程采用砼高效膨脹劑，使砼產(chǎn)生微膨脹以補償其收縮的原理，取消原設(shè)計“施工后澆帶”，改為長40m左右設(shè)置一道“膨脹加強帶”，原設(shè)計施工后澆帶處構(gòu)造配筋符合防裂要求，為采用超長砼結(jié)構(gòu)無縫施工創(chuàng)造了有利條件，設(shè)計與施工過程中的質(zhì)量保證措施如下:

4.1預(yù)應(yīng)力加強帶的設(shè)置與膨脹劑摻量

本工程在原設(shè)計后澆帶處，設(shè)置“膨脹加強帶”其寬度為2m。加強帶內(nèi)砼強度等級比兩側(cè)提高一級，筏板、墻板、頂板砼施工時加強帶外用小摻量膨脹劑，摻量為砼中水泥用量的5%，加強帶內(nèi)改用大摻量膨脹劑，摻量為砼中水泥用量的6%。地下室外墻厚度薄，面積大，保溫保濕養(yǎng)護困難，且受環(huán)境影響較大，易出現(xiàn)收縮裂縫，因此膨脹劑摻量也提高為為砼中水泥用量的6%。

4.2特殊部位配筋

在特殊部位，為補償砼收縮的抗裂防滲功能，外墻板、樓板、頂板水平配筋間距應(yīng)≤150mm，使之共同承擔抗衡收縮應(yīng)力的作用，膨脹帶內(nèi)附加鋼筋按2m寬參照原設(shè)計后澆帶中配筋進行配置。

4.3優(yōu)化砼級配設(shè)計

1)砼原材料技術(shù)指標是決定砼質(zhì)量的關(guān)鍵，適當代替一部分水泥以減小水泥用量，降低大體積砼水化熱，摻量由試驗確定。

2)原材料計量準確，誤差控制在規(guī)定范圍內(nèi)，攪拌前應(yīng)進行核查標定。隨時抽檢級配單中原材料計量。

3)砼運至現(xiàn)場后嚴禁加水，隨時抽檢塌落度，不符合要求者退貨。

4)除按規(guī)定作實驗試塊外增加60d試塊一組。

4.4砼運輸與澆筑

采用商品砼，由罐車運至現(xiàn)場后，選用一臺砼拖式泵和一臺汽車泵配合，為保證“預(yù)應(yīng)力加強帶”內(nèi)砼質(zhì)量和設(shè)計尺寸，在預(yù)應(yīng)力加強帶兩側(cè)，先用雙層鋼絲網(wǎng)及鋼筋骨架分隔(詳見圖1)。

砼澆筑由北向南，北側(cè)砼澆至加強帶北邊后，加強帶內(nèi)改用提高一級大摻量膨脹劑砼澆筑，加強帶內(nèi)砼澆筑完之后，再澆筑另一側(cè)砼。在施工過程中要精心組織，協(xié)調(diào)一致，盡量縮短施工時間，要求確保砼連續(xù)澆筑，避免出現(xiàn)施工冷縫，做到砼連續(xù)供應(yīng)，使帶內(nèi)外砼同時澆筑，達到無縫施工要求。

砼澆筑“按一個坡度、二個方向、分層澆筑、循序推進、一次到頂、不出冷縫”的原則進行。每層澆筑厚度不得超過500mm，用標尺控制。砼上層澆筑完后插入下層50～100mm振搗，振搗時間15～30s，不得漏振和過振。振搗棒的水平移動距離控制在500mm以內(nèi)，應(yīng)快插慢拔，布點均勻。為提高砼自防水效能，提高砼密實度，防止裂縫，在施工過程中，要求在砼初凝前適時實行“二次振搗，二次壓抹”的施工工藝。筏板與外墻、水池壁上下交接處，在底板面向上返300mm，高吊模(即水平施工縫3mm鋼板止水帶處)此處砼與底板整體同時澆筑，應(yīng)重視砼振搗密實度，否則容易造成滲漏隱患。應(yīng)設(shè)專人負責，適時進行二次振搗，二次壓抹，從模板下口淌出的砼，待砼終凝后方可清理。

4.5砼測溫與養(yǎng)護

本工程筏板厚900～1500mm屬大體積砼，在砼澆筑前，應(yīng)布設(shè)測溫孔。

4.5.1測溫

采用電子測溫儀，砼最高溫差控制在25℃以內(nèi)，大體積砼施工過程中，對不同齡期，不同部位的溫度進行測控，是控制砼內(nèi)外溫差變化及時掌握溫度變化規(guī)律的依據(jù)，應(yīng)詳細記錄，繪制溫度變化曲線圖，以反映砼溫度變化真實情況。

4.5.2砼養(yǎng)護

砼澆筑15h后開始進行保溫保濕，養(yǎng)護不少于14d，控制濕度在80%以上，降溫速度為12℃/d。養(yǎng)護方法采用砼表面覆蓋一層塑料薄膜、二層草袋、一層養(yǎng)護氈，實行蓄熱保溫保濕養(yǎng)護，其目的是隔離了外界灑水和大氣溫度變化對砼溫度的直接影響。

5地下室墻板結(jié)構(gòu)防水止漏措施

由于地下室采用膨脹加強帶取代后澆帶實現(xiàn)超長結(jié)構(gòu)無縫施工，因此，取消基礎(chǔ)卷材外防水，外墻外防水采用防水砂漿粉刷層。

因地下室防水由砼自防水及卷材外防水組成。而基礎(chǔ)砼設(shè)計為抗?jié)B砼，只要在施工過程中使砼達到抗?jié)B要求，取消卷材防水是完全可行的，另外，為提高外墻砼的抗?jié)B性能，在外側(cè)增加了防水砂漿粉刷層。

5.1地下室墻板防水止漏施工要點

5.1.1鋼筋綁扎

鋼筋綁扎除按設(shè)計要求的間距和規(guī)格外，特別注意鋼筋的保護層必須滿足規(guī)范要求。本工程中，鋼筋保護層全部用成品塑料墊塊，每50cm梅花形布置。綁扎鉛絲頭在外墻上的均壓入鋼筋網(wǎng)片以內(nèi)。

5.1.2模板支設(shè)

本工程中墻體模板全部采用竹膠合板模板，穿墻螺桿均為帶止水環(huán)的螺桿。要求模板拼縫嚴密，支設(shè)牢靠，無漏漿及漲模、跑?，F(xiàn)象發(fā)生。模板支設(shè)完成后，要認真檢查復(fù)核，模板的拆除時間不得少于7d。

5.1.3施工縫的處理

底板施工中沒有留置施工縫，外側(cè)剪力墻從下至上留置了3道水平施工縫。施工縫處均設(shè)置了鋼板止水帶和遇水膨脹止水條(見如圖2)。

要求鋼板止水帶之間必須滿焊，遇水膨脹止水條放置在迎水面且搭接嚴密，在砼澆筑時預(yù)留凹槽，并用射釘固定。

5.1.4砼澆筑

砼全部采用預(yù)拌商品砼，砼進場時隨車檢查砼的坍落度，凡出現(xiàn)坍落度超標，砼有離析、泌水者均不得使用。澆筑砼前，在施工縫處嚴格按同配合比去掉一半石子的砼接漿。澆筑時按斜面分層從兩個方向開始，最后合攏。振搗時嚴格按操作工藝進行，不可漏振或過振。

地下室外墻外側(cè)粉防水砂漿多道，以滿足地下室外墻外防水要求，盡避免滲漏發(fā)生的可能，地下室外墻粉刷施工完成后即停止降水。

6經(jīng)濟效益分析

6.1改后澆帶為加強帶的經(jīng)濟效益

將后澆帶改為加強帶，砼的費用大體相同。但是減少了后澆帶支模、拆模及清理后澆帶等困難問題，而且降水時間也縮短了近兩個月，地下室施工總體工期提前了兩個月，通過綜合分析，直接費如下:

節(jié)約模板費用:24.1m×1.5m×2×50元/m2=-3615元

節(jié)約清理后澆帶人工費:200工日×30元/工日=6000元

節(jié)約降水費用:60元/臺班×10臺×3臺班/天×60天=10.8萬元

增加鋼筋及鋼板網(wǎng)的費用:5000元，增加砼的費用為:6000元

合計降低成本10.6615萬元。

6.2取消外防水產(chǎn)生的效益

節(jié)約費用:外防水面積為4033m2(其中底板1981m2，外墻:2052m2)外防水單價65元/m2。合計13.34萬元。增加剛性防水砂漿層費用:2052m2×10元/m2=20520元;

合計節(jié)約費用為:13.34-2.52=10.82萬元。共計該項措施節(jié)約費用為:21.48萬元。

7結(jié)語

綜上所述，以加強帶取代后澆帶實現(xiàn)了超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)整體澆筑，在本工程中，地下室底板和墻板采用加強帶取代后澆帶，實踐證明采用超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是一種有效的施工工藝，有利于滿足工程質(zhì)量要求，簡化了施工工序、縮短了工期，降低了工程成本，對結(jié)構(gòu)本身自防水止漏也起到良好的促進作用。

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