陳承良 (宿遷金科房地產(chǎn)開發(fā)有限公司,江蘇 泗陽 223700)
目前,結構規(guī)模超大的工程比比皆是,因混凝土結構收縮控制不力引起的質量問題,直接或間接影響了建筑物部分使用性能,因此按《混凝土結構設計規(guī)范》出圖的設計文件,施工階段按照《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》標準進行反向制定施工質量控制標準,基本能解決混凝土結構因超長方面因素帶來的不利影響,讓地下室全面達到竣工驗收標準,也滿足后期使用階段的各種結構和建筑功能。
南京某軟件科研基地工程,位于南京市雨花經(jīng)濟開發(fā)區(qū),地下二層車庫,工程結構安全等級為二級,主體結構正常使用、維護條件下使用50年,設計標高±0.000相當于絕對標高12.20m,基礎墊層為100厚C15素混凝土,結構用混凝度均采用預拌混凝土,地下室內負二層柱混凝土強度等級C40,其余均為C35,底板、外墻及水池防水混凝土抗?jié)B等級為P8,基礎頂板抗?jié)B為P6。標高在-9.50m處的底板厚600,標高-10.40m處底板厚650,外墻厚350,。一期工程平面布置如圖所示。
地下室外墻周長約610m,最長單邊長度約為240m,工程處于長江漫灘地帶,地下水豐富,常年地下水位高,粉砂土。
分塊施工、無縫連接設計的思路是“抗放兼施,以抗為主”的原則;在設計中就要明確的問題:后澆帶是一種混凝土剛性接縫,后澆帶的寬度在理論上只需要很小的寬度就能保證收縮變形要求,但考慮施工方便通常在800~1000mm,后澆帶接縫形式有平直縫、階形縫、企口縫等,后澆帶采用補償收縮混凝土,采用何種類型的后澆帶必須根據(jù)工程類型、工程部位,現(xiàn)場施工情況和結構受力情況二確定,基礎后澆帶的斷面形式,應在結構設計圖紙上詳細明確表示出來,當?shù)叵滤惠^高時,由于后澆帶的混凝土與原混凝土直接存在細微的毛細孔,宜在基礎后澆帶下設施防水板或止水帶并增設一道附加防水層,以防止混凝土內鋼筋出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。后澆帶混凝土宜根據(jù)實測沉降值計算后期沉降差能滿足,本次沉降后澆帶共有3個呈環(huán)狀,把14層的7號樓,5層的5號、6號樓與整個地下室其他部分完全分開,在5號樓和6號樓的的中部又增設一道橫向沉降后澆帶,從地下室一直到頂板全部斷開,形成不超過60m長的一個個獨立沉降結構單元;在整個一期地下室其他部位,再增加設置溫度后澆帶,共計16條,在混凝土中加入粉煤凝型外加劑,可以有效減少和防止溫度裂縫的出現(xiàn),提高混凝土的體積穩(wěn)定性,這些都是本次項目設計的關鍵。
盡管在施工技術理論上,后澆帶有1cm就能足夠保證溫度收縮變形,但在施工匯總考慮施工方便并避免應力集中,后澆帶寬度取800~1000mm,應通過建筑物的整個橫截面,分開全部墻、梁和樓板,后澆帶選擇在結構受力影響較小、結構截面簡單、施工方便的位置曲折通過。一般在距離主樓柱外的第二跨內,框架梁和板的1/3跨出,且鋼筋貫通不切斷。如要切斷鋼筋則全部切斷,通過鋼筋的搭接實現(xiàn)應力傳遞,這種后澆帶消除約束應力集聚的效果更好,對超長結構的鋼筋切斷,應注意搭接長度1.6 laE與后澆帶寬度關系。后澆帶釋放混凝的收縮應力,其保留時間越長會好,但必須在施工期間不至影響設備安裝。當后澆帶為了減少混凝土施工過程中的溫度應力時,保留時間不應少于2個月;當后澆帶為了調整結構不均勻沉降時,應在兩側結構單一沉降基本穩(wěn)定后再進行澆筑,后澆帶內的混凝土采用強度等級提高一級的微膨脹混凝土。
地下室抗?jié)B混凝土常用的辦法是摻用引氣型外加劑,使混凝土內部產(chǎn)生不連通的氣泡,毛細管通道被截斷,又改變了混凝土結構內部空隙狀況,從而提高了抗?jié)B性能。此外,減小水灰比,選用適當品種和強度等級的水泥,考慮泵送和其他綜合性能,摻入一定比例的粉煤灰,以達到使用性能上的抗?jié)B,施工性能上流動性、保水性和黏合性。本次地下室的外墻及底板和頂板混凝土為C35/P8,膨脹加強帶內C35。,商品混凝土,直接泵送,材料摻合料粉煤灰為I級灰。底板、頂板及混凝土墻板必須采用摻膨脹劑的補償收縮混凝土,補償收縮混凝土在水中養(yǎng)護14天的混凝土限制膨脹率應≥2/10000(補償收縮混凝土的膨脹劑參入量為膠凝材料用量的10%),水泥普通硅酸鹽水泥,并且保證水泥的細度,因為混凝土的施工性能注意由混凝土拌合物的和易性決定的。水泥顆粒越細表面積大,對混凝土力學性能和耐久性都很關鍵。膨脹劑摻入會使混凝土早期水化熱提高,為防止溫度裂縫水泥用量不宜過多,控制每立方混凝土300㎏,膨脹劑用量為水泥用量的10%,摻合料為Ⅰ級粉煤灰,用量為水泥的12%,充分參考了國家規(guī)范和行業(yè)內對材料的要求,像水泥必須是低水化熱普通硅酸鹽42.5號,7天水化熱指標不高于275kJ/kg,水泥的堿含量滿足每立方米混凝土堿總含量不大于2.25kg,粉煤灰為Ⅰ級無高鈣粉,粗骨料是5~31.5mm級配均勻機碎石,含泥量不大于1%,為減少混凝土后期收縮,采用細讀模數(shù)為2.7的中粗砂,含泥量不大于3%。尤其是對水灰比的控制更加嚴格,根據(jù)現(xiàn)有研究資料,水灰比過大時,混凝土中的毛細孔愈多,當然滲水性就愈大,當水灰比從0.6增加到0.63時,滲透性幾乎增大了一倍,所以本次抗?jié)B混凝土水灰比控制在0.6以下。
①充分消化設計思想。對設計意圖的理解和溝通,施工前吃透圖紙,項目部和設計單位積極溝通,消化設計內涵并針對性制定施工方案,在澆筑時間保證連續(xù),就是有間隔,在氣溫超過25°時控制在3h以內,氣溫超過25°時,間隔不應超過2.5h。
②合理密實指導。振搗密實才能保證混凝土的抗?jié)B性,一定要采用震動棒振插,在預留孔、預埋件以及止水帶的結構形狀不順直,幾何空間小,加上鋼筋比較密集,操作不方便,同時振搗時混凝土中的空氣不容易完全排除,因此這些部位施工時,應在震動棒插入振搗時,安排專門的工人進行輔助以人工鋼管插搗,確保密實度。
③明確工種崗位責任建立質量控制系統(tǒng)。冬季施工時保證混凝土的出料溫度和入模溫度,在運輸或泵送到位發(fā)現(xiàn)離析,有專人進行攪拌均勻,泵送商品混凝土因為粉煤灰和其他外加劑的摻入,坍落度都很大,根據(jù)現(xiàn)場測定的數(shù)據(jù),每一個插入振搗點振搗時間控制在10s左右,防止過振出現(xiàn)分層離析,而傳統(tǒng)混凝土拌合物振搗15s以上。同時從混凝土入場、出料檢查、泵送入模、攤鋪振搗、收水壓面、養(yǎng)護等每一個施工環(huán)節(jié)都有質量控制和檢查,樹立好質量的工程是干出來的理念,不是檢驗出來的。
④重點做好養(yǎng)護工作。因為施工期間超過一個冬夏期,南京歷年溫度統(tǒng)計顯示,高溫超過35°,低溫可降低至-12°??紤]項目部計劃搶工期的計劃因素,除去按規(guī)范執(zhí)行開始養(yǎng)護及養(yǎng)護時間規(guī)定外,工程項目混凝土養(yǎng)護期間專門采用彩條布和塑料薄膜覆蓋,當混凝土二次壓面初凝后,立即派養(yǎng)護小組把彩條布或塑料薄膜全部覆蓋,對個別突出站立的結構部分,用塑料薄膜包裹塑料線繩綁扎防止脫落或被風吹起,養(yǎng)護期間不得上人工作,彈線也必須等終凝后12h進行,防止面層出現(xiàn)起砂麻面等質量問題。同樣上荷載前,嚴格執(zhí)行驗收規(guī)范中對強度的要求,防止提前加荷載對混凝土頂板或墻板產(chǎn)生的沖擊裂縫,強度達到1.2MPa后才允許上人彈線,吊放鋼筋和模板時不允許猛拉猛放,要輕輕落下,考慮工期緊的要求,可適當提前上荷但模板不能拆除,全部梁板結構要等混凝土強度達到75%設計強度方能拆除模板,對跨度超過8m的梁強度達到100%設計強度放拆除模板,對跨度超過6m米的梁下拆模后一律鋼管頂撐,頂撐間距小于2m,鋼管兩端有木板,不得把鋼管直接接觸梁板。
地下室超長混凝土結構,無論是設計和施工,稍有不慎就會產(chǎn)生質量問題,有時開裂非常嚴重,這在地下水豐富的江南地區(qū)絕對要予以足夠重視,采用補償收縮混凝土為結構材料,以沉降后澆帶+溫度后澆帶形式,控制超長鋼筋混凝土結構的裂縫出現(xiàn)。通過確立“兩種后澆帶”的設置進行軟硬兼施的設計施工技術,有效預防地下室超出結構收縮開裂,并對施工中的沉降后澆縫與溫度后澆帶位置的提前布控,提高了整體防水性能和結構性能,簡化了施工程序,縮短了施工周期,保證工程質量,節(jié)省了工程造價。