龍莉波

1. 上海建工二建集團(tuán)有限公司 上海 200080；2. 上海建筑工程逆作法工程技術(shù)研究中心 上海 200080

由于逆作法施工先期與后期施工的結(jié)構(gòu)間存在施工縫，理論上混凝土?xí)蚴湛s在其表面形成空隙，同時(shí)接縫表面也會(huì)存在析水或聚集氣泡等缺陷。從結(jié)構(gòu)受力角度，接縫應(yīng)使豎向構(gòu)件垂直方向應(yīng)力有效、可靠地傳遞，并保證密實(shí)度，對(duì)此主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位一直存在疑慮，在一定程度上制約了逆作法技術(shù)的應(yīng)用與推廣，因此進(jìn)一步研究逆作法施工縫技術(shù)問(wèn)題及解決方案至關(guān)重要[1,2]。

1 接縫處理工藝

后期地下豎向結(jié)構(gòu)施工應(yīng)采取措施確保水平接縫混凝土的密實(shí)度，目前接縫處理方式主要有超灌法、注漿法和灌漿法等。

1.1 超灌法

超灌法是采用澆搗孔或喇叭口等措施澆筑混凝土，使?jié)仓娉鍪┕たp一定高度的施工方法。特別指出的是，超灌高度300 mm是最低要求，隨著不同地區(qū)、材料、振搗工藝等的差異性，需要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

超灌法是逆作法施工中最常用的接縫處理工藝，具有成本低、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)材料、操作工藝等有較高的要求。

1.2 注漿法

注漿法是在后期豎向結(jié)構(gòu)施工完成后，采用高強(qiáng)注漿料對(duì)接縫進(jìn)行處理的施工方法。注漿料宜采用高流態(tài)低收縮材料，強(qiáng)度高于原結(jié)構(gòu)至少一個(gè)等級(jí)。注漿管間距控制在600 mm左右，注漿宜采取規(guī)范建議的注漿方式：預(yù)埋注漿管、預(yù)埋發(fā)泡聚乙烯接縫棒和鉆頭引洞等。

注漿法是對(duì)超灌法的進(jìn)一步加強(qiáng)和對(duì)可能的缺陷的有效補(bǔ)充，主要適用于對(duì)豎向結(jié)構(gòu)承載力和變形要求較高的或者幾何尺寸較大的構(gòu)件，如上下同步逆作法施工的結(jié)構(gòu)柱或某些容易存在滲漏水情況的墻體等。

1.3 灌漿法

灌漿法是混凝土澆筑完成時(shí)，在先期澆筑墻柱和后期澆筑墻柱交界面預(yù)留不小于50 mm的間隙，采用高于原結(jié)構(gòu)等級(jí)的高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料進(jìn)行填充密實(shí)的施工方法。該工藝借鑒了超高層勁性鋼結(jié)構(gòu)柱施工時(shí)，在鋼柱底部灌漿的工藝。目前國(guó)內(nèi)已引進(jìn)先進(jìn)的高壓全自動(dòng)化灌漿機(jī)運(yùn)用于該工藝。

灌漿法主要適用于受澆搗條件或幾何空間限制、施工困難的特殊部位，灌漿料流動(dòng)性好，高強(qiáng)度、無(wú)收縮，澆筑密實(shí)性好，但人為地把1條施工縫變成2條施工縫，施工成本較高，且水泥基灌漿料無(wú)骨料成分，國(guó)內(nèi)還缺少大量應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。

超灌法是逆作法施工中最常用的接縫處理工藝，其施工質(zhì)量的可靠性對(duì)逆作法技術(shù)的推廣和發(fā)展起到重要的作用。上海建筑工程逆作法工程技術(shù)研究中心重點(diǎn)針對(duì)超灌法進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)體檢驗(yàn)。

2 超灌法試驗(yàn)研究

通過(guò)進(jìn)行多次的模型試驗(yàn)，研究超灌法工藝產(chǎn)生的質(zhì)量通病機(jī)理，依據(jù)流動(dòng)性、密實(shí)性與強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)混凝土材料性能、超灌高度、振搗工藝等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)選擇與工藝調(diào)整，然后對(duì)調(diào)整后的參數(shù)進(jìn)行工程現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)。

2.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

超灌法要求采用低收縮、和易性好的混凝土，坍落度依據(jù)強(qiáng)度、級(jí)配和具體作業(yè)環(huán)境不同要求控制在140～200 mm之間，石子級(jí)配在5～20 mm為宜，砂選用中粗砂。采用工程墻柱中將采用的2個(gè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35與C60，在4種坍落度（140 mm±20 mm，160 mm±20 mm，180 mm±20 mm，200 mm±20 mm）下來(lái)驗(yàn)證其工作性能。

2.2 試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

2.2.1 第一階段試驗(yàn)

第一階段試驗(yàn)?zāi)＞卟捎玫筎形，采用全木模板，模具寬200 mm，澆搗口高度分為250 mm、450 mm兩種。在模具右側(cè)為長(zhǎng)800 mm取樣區(qū)，不僅能模擬結(jié)構(gòu)柱及澆筑口間距1 500 mm墻澆搗時(shí)的情況，還便于取樣。在模具左側(cè)200 mm處設(shè)計(jì)一個(gè)高150 mm的模板，模擬混凝土繞過(guò)止水鋼板時(shí)的情況（圖1）。

圖1 試驗(yàn)?zāi)＞叱叽缂艾F(xiàn)場(chǎng)

第一階段試驗(yàn)主要驗(yàn)證混凝土在模具里的流動(dòng)性能。試件為2種混凝土強(qiáng)度和4級(jí)坍落度級(jí)配組合，超灌高度分別為250 mm與450 mm，使用φ35 mm振動(dòng)棒振搗。流動(dòng)性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2和表1。

圖2 坍落度140 mm時(shí)試件表觀示意

由試驗(yàn)結(jié)果可知，混凝土產(chǎn)生空洞的位置并非在遠(yuǎn)離振搗區(qū)域部位，而出現(xiàn)在距澆搗口100 mm部位，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)均出現(xiàn)上述現(xiàn)象。經(jīng)分析，這與模具設(shè)計(jì)、模板振動(dòng)與振動(dòng)棒振動(dòng)等有關(guān)。由模具右側(cè)混凝土密實(shí)度可知，當(dāng)超灌高度在250 mm時(shí)，對(duì)于坍落度在160 mm以上的C35混凝土及坍落度在180 mm以上的C60混凝土，其混凝土密實(shí)度均基本滿足要求。

表1 超灌法流動(dòng)性試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 第二階段試驗(yàn)

第二階段試驗(yàn)主要驗(yàn)證接縫處混凝土的強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本次試驗(yàn)將第一階段模具的上模板換成混凝土材料，采用同強(qiáng)度等級(jí)混凝土預(yù)制，混凝土板下表面鑿毛（圖3）。為避免影響因素過(guò)多，取消止水鋼板，超高反口統(tǒng)一采用450 mm，使用φ35 mm振搗棒分層振搗。

圖3 第二階段模具示意

對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)和坍落度的混凝土試件接縫部位進(jìn)行取芯強(qiáng)度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果顯示：混凝土和易性越好，其強(qiáng)度指標(biāo)越理想。

2.2.3 第三階段試驗(yàn)

第三階段試驗(yàn)主要驗(yàn)證振搗工藝，以進(jìn)行優(yōu)化。本次試驗(yàn)?zāi)＞唔斆婺０鍝Q成厚2 mm亞克力板（有機(jī)玻璃），以便于觀察振搗效果。采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35（160 mm±20 mm）和C60（180 mm±20 mm）各1個(gè)試件進(jìn)行試驗(yàn)，使用φ35 mm振搗棒分層振搗。

經(jīng)過(guò)第一階段和第二階段試驗(yàn)，調(diào)整了振搗操作工藝，增加了交替使用澆搗口、變化振搗部位及插拔振搗棒的提升頻率等措施，同時(shí)進(jìn)行模板外是否同步進(jìn)行輔助振搗的嘗試，試驗(yàn)結(jié)果表明振動(dòng)工藝調(diào)整措施非常有效，接縫部位混凝土完整、密實(shí)，且無(wú)空洞。

2.3 原位試驗(yàn)研究

根據(jù)模型試驗(yàn)得出的混凝土材料性能參數(shù)、超灌高度（300 mm）、振搗工藝等進(jìn)行某逆作法工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)柱的現(xiàn)場(chǎng)混凝土回筑。然后對(duì)回筑的逆作法施工縫進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取芯檢測(cè)，檢驗(yàn)其抗壓強(qiáng)度及抗?jié)B性能。

為了對(duì)比其效果，現(xiàn)場(chǎng)選取未優(yōu)化級(jí)配的混凝土部位作為對(duì)比組。

現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)共進(jìn)行20組強(qiáng)度試驗(yàn)、8組抗?jié)B試驗(yàn)，其中常規(guī)工藝對(duì)比組為6組強(qiáng)度試驗(yàn)、2組抗?jié)B試驗(yàn)。采用優(yōu)化后的超灌法工藝，20組強(qiáng)度試驗(yàn)均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，混凝土6組抗?jié)B試驗(yàn)均達(dá)到P6級(jí)以上，滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)合大量工程實(shí)踐，一般在混凝土工作性能滿足的情況下，只要保證澆搗口高于接縫300 mm以上，配以合理的接縫振搗工藝，接縫處的混凝土施工質(zhì)量都能保證。

3 灌漿法試驗(yàn)研究

3.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ图敖Y(jié)果

在圖1所示的模具中，將模具寬度改為100 mm，配置一種坍落度大于240 mm的高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿材料進(jìn)行灌漿法流動(dòng)試驗(yàn)和取芯強(qiáng)度檢驗(yàn)，結(jié)果顯示：由于灌漿料流動(dòng)性好和不收縮，在模具右側(cè)和左側(cè)接縫基本密實(shí)，說(shuō)明灌漿法在止水鋼板處也較易滿足密實(shí)度要求，同時(shí)接縫強(qiáng)度也滿足規(guī)范要求。

3.2 原位試驗(yàn)研究

在某逆作法項(xiàng)目中對(duì)內(nèi)嵌墻和結(jié)構(gòu)圓柱的接縫均進(jìn)行了灌漿法原位試驗(yàn)。

1）內(nèi)嵌墻。沿內(nèi)襯墻方向在逆作結(jié)構(gòu)板內(nèi)每1 500 mm設(shè)置φ150 mm的PVC螺紋管澆搗口作為下層結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻混凝土澆搗孔。鋼板止水帶內(nèi)側(cè)預(yù)埋φ50 mm的PVC注漿管，間隔2 000 mm設(shè)置。注漿管一方面作為出氣孔，引導(dǎo)混凝土盡量填充止水鋼板內(nèi)側(cè)空間。另一方面，內(nèi)襯墻施工完畢后，也可作為灌漿孔，如圖4所示。

2）結(jié)構(gòu)柱。在結(jié)構(gòu)柱上部逆作樓板區(qū)域，距離柱邊400 mm設(shè)置4個(gè)澆搗孔。在先期澆筑部分和后期澆筑部分交界面預(yù)留不小于50 mm的間隙。等下部混凝土柱澆筑完畢且達(dá)到初凝后，搭設(shè)模板對(duì)間隙進(jìn)行灌漿料澆筑（圖5）。

灌漿料按照產(chǎn)品合格證推薦的水料比確定加水量，拌和用水應(yīng)采用飲用水，水溫以5～40 ℃為宜，可采用人工或機(jī)械攪拌。逆作墻、板拆模后，接縫質(zhì)量外觀和密實(shí)度較好，通過(guò)取芯檢測(cè)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

4 注漿法試驗(yàn)研究

4.1 注漿工藝

圖4 內(nèi)嵌墻灌漿法節(jié)點(diǎn)示意

圖5 結(jié)構(gòu)柱灌漿法節(jié)點(diǎn)示意

對(duì)于表觀不密實(shí)和滲漏點(diǎn)部位，采取注漿法進(jìn)行二次注漿處理。結(jié)構(gòu)注漿采用膨脹型具有補(bǔ)償收縮的水泥基材料配制；對(duì)外墻少量滲漏部位注漿采用無(wú)顆粒、低黏度的H-40有機(jī)注漿材料進(jìn)行封堵處理。有機(jī)注漿材料是以特種水泥作為組合劑，具有高強(qiáng)早強(qiáng)、自流性好、微膨脹性、耐久性強(qiáng)和可冬季施工等優(yōu)點(diǎn)，可以有效封堵裂縫[3,4]。

4.2 原位試驗(yàn)研究

在某逆作法項(xiàng)目中，針對(duì)外墻滲漏的接縫部位進(jìn)行了注漿（少量在接縫部位，墻體裂縫與順作法類(lèi)同）。注漿后通過(guò)檢測(cè)，接縫得到了較好的修復(fù)，且接縫處的抗壓、抗拉強(qiáng)度均大于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度，說(shuō)明注漿法對(duì)于修復(fù)因超灌法施工不當(dāng)導(dǎo)致的不密實(shí)缺陷有效。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)逆作法接縫處理的超灌法、注漿法、灌漿法模型及原位試驗(yàn)研究，表明只要合理選擇材料和施工工藝，后期結(jié)構(gòu)施工的接縫的密實(shí)度、抗?jié)B性和強(qiáng)度等均能滿足主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。本文的相關(guān)結(jié)論為同類(lèi)逆作法工程項(xiàng)目提供一定的技術(shù)支撐，也為編制《建筑工程逆作法技術(shù)規(guī)程》中關(guān)于接縫處理部分提供資料依據(jù)[5,6]。