——膨脹加強(qiáng)帶的實(shí)際應(yīng)用"/>
李冉 袁彬 李佳俊
(中建三局集團(tuán)有限公司,湖北 武漢 430000)
在傳統(tǒng)的施工方法中,后澆帶的設(shè)置不可或缺。預(yù)留后澆帶可有效解決建筑物因不均勻沉降、溫度應(yīng)力的影響產(chǎn)生裂縫,形成薄弱的部位。但是,由于需要等待建筑物基本變形、沉降完成,不僅對(duì)施工工期影響較大,再有后期對(duì)后澆帶的處理會(huì)有諸多問(wèn)題需要解決,所以對(duì)后澆帶的優(yōu)化將會(huì)成為在施工方法的發(fā)展中至關(guān)重要的一環(huán)。
對(duì)橫向變形而言,混凝土受自身變形影響,混凝土澆筑完成后逐漸硬化,硬化過(guò)程中會(huì)收縮形變,已建成的結(jié)構(gòu)受溫度影響熱脹冷縮。在施工后的前兩個(gè)月內(nèi)將實(shí)現(xiàn)大部分混凝土的硬結(jié)收縮,而溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的作用來(lái)說(shuō)是常見(jiàn)的。當(dāng)其變形被抑制時(shí),結(jié)構(gòu)內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力,在溫度應(yīng)力過(guò)大時(shí),構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)裂縫。設(shè)置伸縮后澆帶后,混凝土便有空間進(jìn)行收縮,從而極大降低收縮應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。后澆帶的澆筑時(shí)間應(yīng)該選擇氣溫比較低且不低于0 度時(shí),選用的混凝土應(yīng)該比設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)更高一級(jí)保證強(qiáng)度的前提下,充分振搗、澆筑密實(shí)、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),以防止新舊混凝土之間出現(xiàn)裂縫,變成薄弱的地方。
對(duì)豎向變形而言,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的自身沉降不均,導(dǎo)致同一建筑物中高低層兩邊沉降量不同,出現(xiàn)沉降裂縫,兩部分應(yīng)該由沉降后澆帶臨時(shí)斷開(kāi),在主體施工完成且不均勻沉降基本穩(wěn)定后進(jìn)行連接處的混凝土澆筑,將高低層連成整體。在設(shè)計(jì)中,基礎(chǔ)應(yīng)分兩個(gè)階段考慮不同的應(yīng)力狀態(tài),并分別進(jìn)行荷載驗(yàn)算。建筑物完成后需考慮沉降差導(dǎo)致的附加應(yīng)力的影響。這種方法需要良好的地基土,在施工期間基本可以完成房屋的沉降。
設(shè)置后澆帶雖然對(duì)有害裂縫的出現(xiàn)起到一定程度地控制作用,但是同樣會(huì)帶來(lái)很多弊端。由于等待兩側(cè)混凝土收縮完成至少需要28 天的時(shí)間,所以導(dǎo)致兩處模板不能及時(shí)拆除,延長(zhǎng)了工期,并且后澆帶位置需要長(zhǎng)期搭設(shè)腳手架,容易造成安全隱患;由于不能及時(shí)封閉結(jié)構(gòu),里面的雜物日積月累越來(lái)越多,清理起來(lái)也不那么容易;同時(shí),由于后澆帶混凝土與樓板混凝土的澆筑時(shí)間差較長(zhǎng),從而難以保證二者間的粘結(jié)強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo),由此后澆帶接縫處容易產(chǎn)生裂縫,從而造成滲漏。
因?yàn)轫诺氖湛s是無(wú)法控制的,通過(guò)在砼中添加適當(dāng)?shù)呐蛎泟?jīng)由它們的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,砼可以發(fā)生適量的膨脹,適當(dāng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮和拉伸應(yīng)力,使砼密實(shí),還可以解決砼的收縮和開(kāi)裂問(wèn)題,砼結(jié)構(gòu)的抗裂和防滲能力被其提高了。
傳統(tǒng)建筑物為了控制混凝土施工過(guò)程中的收縮變形,一般均設(shè)置了伸縮后澆帶。大量的工程實(shí)踐表明,采取膨脹加強(qiáng)帶的方法可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)施工,超長(zhǎng)砼構(gòu)造不留裂痕,減少了分縫處置帶來(lái)的問(wèn)題,有效縮短了工期,經(jīng)濟(jì)效益明顯。為抵抗混凝土的橫向收縮變形設(shè)置的伸縮后澆帶,根據(jù)《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》,可以將伸縮后澆帶改為膨脹加強(qiáng)帶。將伸縮后澆帶優(yōu)化為膨脹加強(qiáng)帶后,達(dá)到控制建筑物的橫向收縮,達(dá)到原有后澆帶的效果。
對(duì)于解決沉降變形,膨脹后澆帶由于其本身的作用原理,無(wú)法控制建筑物的不均勻沉降,而無(wú)法取消。所以務(wù)必經(jīng)由構(gòu)造計(jì)算,得到對(duì)應(yīng)的沉降量。
采用PLAXIS 3D 和Zsoil 兩款國(guó)際巖土數(shù)值軟件,考慮上部結(jié)構(gòu)-樁基-地基土的協(xié)同作用,根據(jù)CFG 樁的單樁與復(fù)合地基承載力檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行沉降計(jì)算復(fù)核,分別對(duì)設(shè)計(jì)方案建模計(jì)算,互相驗(yàn)證,對(duì)比主樓沉降量與地下室沉降量。若沉降結(jié)果得出主裙樓沉降差異率不大于1‰,則根據(jù)規(guī)范可直接取消將沉降后澆帶變?yōu)樯炜s后澆帶;若沉降主裙樓沉降差異率大于1‰,則應(yīng)通過(guò)調(diào)整地基處理方案(CFG 設(shè)計(jì)參數(shù))、樓體自重(房心回填材料)將沉降差異率控制在1‰以內(nèi),從而達(dá)到取消沉降后澆帶變?yōu)樯炜s后澆帶的效果。后在根據(jù)《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,將其改為膨脹加強(qiáng)帶進(jìn)行施工。
膨脹加強(qiáng)帶可分為連續(xù)式、間歇式及后澆式三種,在應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土的澆筑情況,合理選用。從而結(jié)構(gòu)一次成型,原后澆帶處模板可隨其他部位一同拆除,無(wú)需獨(dú)立支設(shè),減少模板、腳手架的使用量;提高了建筑的整體性,可顯著降低地下室漏水的概率;地下室外墻無(wú)后澆帶的情況下,可以提前進(jìn)行防水施工、肥槽回填,這樣有利于節(jié)省工期及降低風(fēng)險(xiǎn),后澆帶無(wú)需在主體完成沉降后(一般封頂后28 天或根據(jù)沉降結(jié)果確定)再進(jìn)行封閉,可大大節(jié)省工期,達(dá)到降本增效的結(jié)果。
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB_50007_2011)中提出如果高層建筑與其相連的裙房之間沒(méi)有設(shè)置沉降縫,那么可以在裙房的其中一側(cè)設(shè)置后澆帶,這樣就可以有效的控制沉降差。
北京大興東航基地項(xiàng)目工程主樓9 層,裙樓4 層。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)自重、地基基礎(chǔ)類型等原因,主樓和裙樓在豎向沉降方面會(huì)產(chǎn)生一定的沉降差,而沉降差的產(chǎn)生會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全造成影響,使得結(jié)構(gòu)梁板、底板產(chǎn)生裂縫。所以該工程在樓內(nèi)均設(shè)置了沉降后澆帶。
綜合工程資料分析,得出現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)與地基勘測(cè)的結(jié)果差距比較大,且地下水位不穩(wěn)定,需要很高的抗浮能力。該工程采用PLAXIS 3D 和Zsoil 兩款國(guó)際巖土數(shù)值軟件,考慮上部結(jié)構(gòu)-樁基-地基土的協(xié)同作用,分別對(duì)設(shè)計(jì)方案建模計(jì)算,互相驗(yàn)證,對(duì)比主樓沉降量與地下室沉降量,結(jié)果得出如表1 所示主裙樓沉降差異率不大于1‰,符合規(guī)范要求。
根據(jù)該工程特點(diǎn),原定的伸縮后澆帶經(jīng)過(guò)優(yōu)化后可改為膨脹加強(qiáng)帶,這樣既保證了工程質(zhì)量也縮短了工期,節(jié)約了施工成本。
理論上,后澆帶是通過(guò)混凝土本身的“釋放”來(lái)解決混凝土收縮應(yīng)力的問(wèn)題,而膨脹加強(qiáng)帶是通過(guò)添加膨脹劑來(lái)人為控制混凝土的收縮量來(lái)解決問(wèn)題,等待時(shí)間段效率高,而針對(duì)膨脹加強(qiáng)帶自身的局限性,可以通過(guò)進(jìn)行沉降量計(jì)算加以彌補(bǔ),整體而言,膨脹加強(qiáng)帶的應(yīng)用對(duì)整個(gè)工程的施工進(jìn)展利大于弊,也為工程起到降本增效的作用。