蔣錦蘭
關(guān)鍵詞: 超長地下室 后澆帶)
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大型的建筑項目日趨增多,超長地下室工程也越來越普遍。從筆者近十幾年來參與的建筑項目來看,在大型的多棟(多)高層組成的住宅小區(qū)和多棟高層公共建筑群中普遍設(shè)置了大型的地下車庫,建筑設(shè)計師為充分利用地下空間滿足建筑功能的需要,解決地下停車、設(shè)備用房和人防地下室設(shè)置問題,均采用(多)高層建筑的地下室與地下車庫(一層或多層)連成整體,長度達(dá)到100米至300多米,并要求盡量不設(shè)永久伸縮縫。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010第八章構(gòu)造規(guī)定8.1伸縮縫表:現(xiàn)澆擋土墻、地下室墻壁等類結(jié)構(gòu)在室內(nèi)或土中環(huán)境下的最大伸縮縫間距是30米,此規(guī)定在大型地下室工程中很難執(zhí)行,混凝土規(guī)范8.1.3條也規(guī)定當(dāng)有可靠依據(jù)和措施時,伸縮縫間距可以放大。地下室設(shè)置永久伸縮縫對抗震不利給工程施工和后期使用均會造成困難,使用中永久伸縮縫的漏水問題很難解決,一些工程最后又把伸縮縫做永久封閉處理。
我們在實際工程設(shè)計中對長度200以下的地下室一般作不設(shè)永久伸縮縫處理;長度大于200至300米的地下室實際工程中有的設(shè)永久伸縮縫,有的不設(shè)永久伸縮縫,設(shè)計中采用伸縮后澆帶和沉降后澆帶結(jié)合設(shè)置控制混凝土早期收縮裂縫和主樓與裙房或地下車庫之間的不均勻沉降,從建成情況看不設(shè)永久伸縮縫的地下室混凝土結(jié)構(gòu)能滿足設(shè)計要求,沒有出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫和嚴(yán)重漏水的現(xiàn)象,實際使用效果良好。這些項目的建筑處理上室外地下室頂板上方均布置了庭院綠化,有較深的覆土厚度也對地下室起到了很好的保溫保濕作用,有利于使用期地下室混凝土構(gòu)件的保護(hù)。在這里主要結(jié)合規(guī)范要求介紹筆者在超長地下室設(shè)計中對后澆帶設(shè)計的一些體會:
一、后澆帶的設(shè)計原則
1.1后澆帶的相關(guān)規(guī)范和規(guī)定
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010第12.2.3條規(guī)定 高層建筑地下室不宜設(shè)置變形縫。當(dāng)?shù)叵率议L度超過伸縮縫最大間距時,可每隔30~40米設(shè)置貫通頂板、底板及墻板的施工后澆帶。
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011第8.4.20.2帶裙房的高層建筑筏形基礎(chǔ)應(yīng)符合:當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不設(shè)置沉降縫時,宜在裙房一側(cè)設(shè)置用于控制沉降差的后澆帶,當(dāng)沉降實測值和計算確定的后期沉降差滿足設(shè)計要求后,方可進(jìn)行后澆帶混凝土澆筑。
1.2后澆帶的作用
從工程經(jīng)驗看,地下室混凝土裂縫大部分均為混凝土收縮裂縫,很多裂縫為混凝土早期裂縫,包括溫度應(yīng)力裂縫和早期收縮裂縫,結(jié)構(gòu)長度對溫度應(yīng)力裂縫影響很大,通過設(shè)置后澆帶,把結(jié)構(gòu)分成多段,每段長度控制在30~40米,可以有效減少早期裂縫。后澆帶的主要作用是釋放混凝土凝結(jié)硬化過程中的溫度收縮應(yīng)力,減少和有效控制混凝土的初始裂縫。
1.2.1伸縮后澆帶和沉降后澆帶
后澆帶分伸縮后澆帶(也叫施工后澆帶)和沉降后澆帶,沉降后澆帶設(shè)置位置在主樓與裙房或地下車庫之間,距離主樓邊柱第一跨或第二跨;沉降后澆帶應(yīng)從基礎(chǔ)開始,直至裙房或地下車庫屋頂每層均設(shè);沉降后澆帶目的是為了控制主樓與地下車庫之間基礎(chǔ)應(yīng)力水平不同引起的差異沉降,沉降后澆帶的澆筑時間一般要求在主樓主體混凝土澆筑完畢且沉降觀測穩(wěn)定以后,有些情況下如主樓采用嵌巖樁基礎(chǔ)根據(jù)沉降觀測記錄表明主樓的沉降在主體結(jié)構(gòu)全部完工之前已經(jīng)趨于穩(wěn)定則可以允許提前澆筑沉降后澆帶,方便施工;其他位置均按收縮后澆帶設(shè)置,收縮后澆帶的封閉時間一般要求在60D以后;伸縮后澆帶和沉降后澆帶帶寬一般取800~1000mm。
1.3 后澆帶的構(gòu)造要求
1.3.1后澆帶混凝土要求采用比主體至少高一級的補(bǔ)償收縮混凝土,后澆帶混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)比兩側(cè)混凝土高一級(C5).限制膨脹率(水中14d)為3.0x10-4。后澆帶范圍內(nèi),板墻梁鋼筋一般貫通不截斷,后澆帶兩側(cè)應(yīng)采用鋼筋支架加鋼板網(wǎng)隔斷,有利于新舊混凝土結(jié)合。
1.3.2底板后澆帶下宜留設(shè)落深100~150的抗水板利于施工垃圾清理和抵抗施工期間水位變化引起的水浮力;建議在外墻處后澆帶的兩端也建議采用混凝土的抗水板,目前施工單位習(xí)慣采用磚墻封堵兩端后澆帶,實際磚墻抗側(cè)強(qiáng)度低容易被破壞導(dǎo)致外側(cè)水土涌入后澆帶,給后澆帶的清理工作帶來很大麻煩,影響后澆帶混凝土的澆筑質(zhì)量。
二、后澆帶設(shè)置位置
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010第12.2.3條規(guī)定后澆帶可設(shè)置在柱距三等分的中間范圍內(nèi)以及剪力墻附近,其方向宜與梁正交,沿豎向應(yīng)在結(jié)構(gòu)同跨內(nèi);
2.1 底板后澆帶
2.1.1底板后澆帶設(shè)置時應(yīng)盡量避開基礎(chǔ)承臺,避開集水坑和落深的設(shè)備用房基礎(chǔ),這些位置底板標(biāo)高底,如果留設(shè)后澆帶會增加施工難度。
2.1.3人防區(qū)應(yīng)避開人防門和人防封堵處,以免切斷鋼門框。
2.1.4后澆帶盡量拉直線在同一跨內(nèi)布置,減少轉(zhuǎn)折,便于止水鋼板留設(shè)。
2.1.5底板和側(cè)墻在后澆帶迎水一側(cè)附加防水卷材,側(cè)墻后澆帶外側(cè)另加設(shè)防水護(hù)墻。
2.2頂板后澆帶
2.2.1頂板后澆帶應(yīng)通過外墻后澆帶和底板后澆帶位置連續(xù)拉通,其他位置頂板后澆帶應(yīng)根據(jù)梁,板跨位置情況設(shè)置,后澆帶應(yīng)盡量位于構(gòu)件內(nèi)力較小截面處,可以和底板后澆帶位置有錯位.
2.3主樓周邊裙房或地下室外墻距主樓邊柱小于一跨或兩跨時(距離小于等于20米)可不設(shè)沉降后澆帶,結(jié)構(gòu)整體澆筑處理。
三、后澆帶設(shè)計和施工中存在的問題
3.1有些設(shè)計人員在劃分頂板后澆帶時為了和底板后澆帶位置對齊,出現(xiàn)頂板后澆帶沿縱向剖斷梁的情況,給后澆帶施工造成很大難度.
3.2主樓外裙房僅為一跨時設(shè)置后澆帶形成單柱懸挑結(jié)構(gòu),增加施工難度且存在安全隱患,如果施工單位沒有及時做好支撐使外側(cè)裙房或地下車庫的擋土墻失穩(wěn)有可能導(dǎo)致傾覆事故發(fā)生。
3.3主要交通位置如坡道、樓梯間設(shè)置后澆帶不利于施工交通組織。
3.4設(shè)計圖紙應(yīng)該明確要求施工單位應(yīng)將后澆帶兩側(cè)的構(gòu)件做好妥善支撐,充分考慮由于留設(shè)后澆帶導(dǎo)致相鄰結(jié)構(gòu)的承載力變化和結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定問題。
3.5施工人員對后澆帶兩側(cè)的支撐不重視,后澆帶兩側(cè)梁、板處于懸臂工作狀態(tài)。
3.6后澆帶混凝土澆搗前施工人員對后澆帶位置清理工作不徹底,導(dǎo)致后澆帶混凝土與兩側(cè)原有結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)裂縫;后澆帶混凝土澆搗前應(yīng)對裸露松動的石子、浮漿及其他垃圾鑿除清理干凈,并用高壓水沖洗干凈,清理鋼筋浮銹并沖洗干凈,后澆帶兩側(cè)的斷面須作套漿處理。
影響超長地下室混凝土完成質(zhì)量的因素還有很多,如結(jié)構(gòu)長度,環(huán)境溫差,混凝土原材料質(zhì)量,外加劑質(zhì)量,混凝土強(qiáng)度和混凝土早期強(qiáng)度控制,配筋率和鋼筋直徑和間距控制,振搗質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)條件等等,也有專家提出地下室可以采用不設(shè)后澆帶而采用跳倉法混凝土施工可以獲得良好的裂縫控制效果和經(jīng)濟(jì)效益,對此筆者還沒有實際項目的經(jīng)驗有待在今后的設(shè)計中探索運(yùn)用。
以上是筆者根據(jù)規(guī)范要求結(jié)合完成的建筑項目的設(shè)計經(jīng)驗談的對超長地下室后澆帶設(shè)計的一點體會,不足之處懇請同行專家批評指正。
注:參考書目
1:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010
2:《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010
3:《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011
4:《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》2009結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))
5:《多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化與合理構(gòu)造》李國勝