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摘要:高层和超高层地下室结构中,后浇带的设计和施工是一项关键工作。本文讨论了后浇带设计应考虑的主要方面;后浇带的结构施工及防水措施;并结合工程实例说明后浇带的具体做法。
关键词:后浇带; UEA补偿收缩混凝土;基础底板;止水带
中图分类号: TU73 文献标识码: A
在平面尺寸较大或形状较为复杂的高层和超高层建筑中,常常通过设置后浇带来削减温度变形或差异沉降对结构带来的不利影响。地下室底板因厚度大、钢筋密、环境复杂又应满足防水要求,若后浇带设计不当、施工处理不好,会影响工程的使用功能和工程质量。因此,地下室结构工程中应抓好后浇带的设计与施工这些关键工作。
1.后浇带的设计
对大型地下结构和形状变化较复杂的高层、超高层结构施工,主要是控制混凝土的开裂并满足工程防水的要求。因此在工程设计阶段应进行专门的分析研究,采取必要的措施,以减少混凝土中的拉应力,提高混凝土的抗裂性能。通过合理设置后浇带是解决这一问题的最有效途径之一。后浇带设计需考虑的影响因素主要有以下几个方面:
1.1后浇带设置应能有效降低外部对结构的约束度
近年来后浇带已经逐渐用于取代伸缩缝和沉降缝,使建筑平面布置更加灵活,施工更加方便。在平面尺寸较大的钢筋混凝土结构中间距30~50m设置后浇带,能有效降低混凝土温度收缩和干缩对结构的不利影响,对结构起到很好的抗裂作用;高层和超高层建筑中,在高层与裙房相连部位的裙房一侧往往设置一道后浇带,能有效降低高低层之间的差异沉降对结构的不利影响,避免结构产生裂缝。
1.2在约束界面上设置滑动层、缓冲层
在约束界面上是否设置滑动层、缓冲层对混凝土温度应力影响较大,将影响设置后浇带的间距[1]。当结构在坚实的基岩或老混凝土基层上时,外部约束力很大。如在基础底部或大部分设置滑动层时,将使温度应力大为减少,后浇带间距可加长。
1.3根据后浇带的间距控制混凝土的收缩量和收缩差[2]
设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土施工养护的基本要求;确定外加剂的品种和掺量。
1.4根据后浇带的不同情况确定后浇带钢筋作法
一般情况下温度收缩或差异沉降较小,后浇带处钢筋可贯通不断。若温度收缩或差异沉降较大,后浇带上的钢筋应断开且两侧的钢筋在后浇带处搭接或通长钢筋在后浇带处作成弯折状以便两侧砼在后浇带施工前能较自由变形[2]。
图1后浇带的形式
(a)平接式(b)企口式(c)台阶式
1.5根据基础形式和抗渗要求选用合适的后浇带形式
后浇带的形式有平接式、企口式、台阶式[3](如图1)。平接式施工较方便,但防水效果较差;企口式施工较烦琐,但防水效果较好;台阶式处于两者之间。
2.后浇带的施工
2.1后浇带的结构施工
后浇带结构施工前应对后浇带进行清理和进行后浇带钢筋恢复工作,后浇带的封堵时间可根据后浇带所起的作用不同,与设计和监理单位共同协商确定。一般情况下,作为消除混凝土温度收缩和干缩影响的后浇带,其混凝土的浇筑要求在两侧混凝土浇筑6周后方可进行;对主要消除差异沉降的后浇带的混凝土浇筑需待高层部分主体结构封顶、沉降基本稳定后方可进行;对高层部分采用端承桩基础,考虑到沉降量较小,可根据施工期间沉降观测情况,在高层部分主体结构未封顶前即可进行[1]。后浇带宜采用比设计强度等级提高一级的微膨胀混凝土浇筑密实,并加强养护。
2.2后浇带的防水措施
地下室底板和外墙后浇带一般都有防水要求,后浇带的防水措施选择是否得当,将直接影响整个工程地下室的防水质量和工程的使用功能。后浇带的防水处理是后浇带施工的关键。后浇带的防水措施一般设置多道防水以确保防水质量。
2.2.1后浇带结构自防水
地下室底板和外墙后浇带结构自防水,一般采用提高一个强度等级的补偿收缩抗渗混凝土进行浇筑,并振捣密实及时养护。一般需保持湿润状态养护两周时间。
2.2.2地下室底板和外墙后浇带与后浇带两侧混凝土接缝防水
(1)底板后浇带与两侧混凝土接缝防水做法有以下几种:
1.后浇带留成企口式、台阶式或平口式。
2.后浇带中部设钢板止水带或橡胶止水带。
3.后浇带中部贴BW止水条。
4.或其上的某些組合形式。
(2)外墙后浇带与其两侧混凝土接缝防水做法有以下几种:
1.后浇带留成凹槽、台阶式或平口式。
2.后浇带中间贴BW止水条。
3.后浇带中部设钢板止水带或橡胶止水带。
4.或其上的某些组合形式。
2.2.3底板和外墙后浇带的附加防水层
(3)底板后浇带的附加防水层
在施工中为抵抗差异沉降和停止降水后后浇带需承受的土压力,一般底板后浇带下需设置钢筋混凝土抗压板。后浇带附加防水层做法有[4]:
1.后浇带垫层或混凝土抗压板上铺与抗压板等宽的橡胶止水带或卷材防水层。
2.后浇带垫层或混凝土抗压板上涂刷与抗压板等宽的3~6mm厚聚氨酯涂膜。
3.后浇带抗压板上沿后浇带长向预埋2~3mm厚钢板止水带。
(4)外墙后浇带的附加防水层
在外墙后浇带浇筑前往往要进行肥槽回填土施工,为防止回填土进入后浇带内和抵抗回填土侧压力,在结构外表面需设置挡土板,挡土板外做附加防水层。其做法如下:
1)80~100mm厚预制钢筋混凝土板外贴卷材防水附加层或涂刷2mm厚聚氨酯涂膜。
2)5~6mm厚钢板,一侧与裙房地下室墙体固定(结构施工时预先埋入),另一侧搭在主楼外墙外侧,呈自由状态,外贴卷材防水附加层或涂聚氨酯涂膜。
3)3mm厚带肋钢板,外贴卷材防水附加层或涂刷聚氨酯涂膜。
在以后浇筑外墙后浇带混凝土时,档土板可直接作为外模板。另外,在有些情况下为加强防水效果,外墙后浇带处肥槽用三七灰土回填。
3.工程实例
3.1工程条件
北京富华大厦工程,地下三层,主楼由四个塔楼组成,地上18层,前裙房12层,后裙房4层。底板尺寸为110.900m×105.900m,筏型基础,底板厚1.200m,混凝土为C30/S8。外墙厚400mm,混凝土为C40/S8。基底标高为-16.800m,地下潜水层静止水位位于-14.500m左右,-5.000m标高左右有局部滞水层。
3.2后浇带的设计要求
根据设计要求,底板被后浇带划分为六块(如图2),分割后最大平面尺寸为57m×42.5m,考虑到平面尺寸较大,底板和外墙混凝土要求为掺UEA的抗渗混凝土,后浇带宽度要求不小于800mm。钢筋在后浇带处贯通不断,后浇带混凝土需待结构封顶两周及沉降基本稳定后方可浇筑。
3.3后浇带施工
3.3.1地下室底板后浇带防水施工
考虑到本工程地下水位较低,地下室底板较厚(1.2m)。实际施工时,后浇带与两侧混凝土接缝防水,采用后浇带留成企口式,宽度为800mm;后浇带附加防水层做法为:钢筋混凝土抗压板为现浇C30混凝土,160mm厚,宽为1800mm,上铁螺纹Ⅱ级Φ12@180,下铁Φ10@200,分布筋Φ8@200,钢筋混凝土抗压板上为1.2mm厚三元乙丙丁基卷材防水附加层,防水附加层上做40mm厚豆石混凝土保护层,具体做法见图3。
3.3.2地下室外墙后浇带防水施工
外墙后浇带与其两侧混凝土接缝防水,采用后浇带留成平口式中部设钢板止水带的做法,后浇带宽度为800mm;外墙后浇带附加防水层做法为:档土板选用80mm厚1000mm宽预制钢筋混凝土板,外贴1800mm宽1.2mm厚三元乙丙丁基防水卷材,两侧出预制板各400mm贴在结构面上,外做1.2mm聚氨脂涂膜外墙防水,再做50mm厚聚苯板保护层(如图4)。
3.3.3后浇带结构施工
后浇带结构施工前对后浇带进行了清理,地下室底板和外墙后浇带混凝土在结构封顶两周、沉降基本稳定后进行浇筑。底板后浇带混凝土采用C35/S8掺UEA的补偿收缩抗渗混凝土;浇筑12小时后,蓄水养护两周。 外墙后浇带混凝土采用C45/S8掺UEA的补偿收缩抗渗混凝土,振捣密实,拆摸后挂草帘浇水养护保持湿润状态两周时间。
3.4实际效果
考虑到本工程后浇带划分后,块体尺寸较大,最长57m为避免结构产生过大的收缩裂缝,结构混凝土采用掺UEA微膨胀混凝土,效果较理想,给施工带来方便。在后浇带施工中,结构封顶前两个月内后浇带两侧差异沉降未超过2mm,满足浇筑后浇带混凝土的设计要求,后浇带混凝土浇筑后六个月检查未发现渗漏,确保11500m2底板和6500m2地下室外墙无渗漏,取得了预期的效果。
4.几点体会
4.1后浇带防水施工是后浇带施工的关键,应根据不同的工程条件,采用不同的方案,同时考虑施工上的方便。
4.2后浇带混凝土浇筑前应特别注意两侧接缝的处理,按规范要求做,否则易产生渗漏。
4.3后浇带的清理是一项费时费力、工程量很大的工作。因此,平时应注意后浇带的保护工作,后浇带两侧混凝土浇完后及时用木板或竹胶板覆盖后浇带,避免建筑垃圾坠入后浇带内。为方便清理后浇带,可在后浇带部位防水保护层上铺2mm厚钢板,这样即易于清理后浇带,又确保清理时不破坏防水层。
4.4为不影响混凝土的施工质量,后浇带内的积水应能顺畅及时排除,后浇带抗压板可作1%坡度并设集水坑,及时将集水排走,确保后浇带施工质量。
4.5后浇带附加防水层采用聚氨脂涂膜效果会更好,其延性好,施工方便。
参考文献
[1] 罗国强、罗刚《建筑施工中的结构问题》建工出版社1997年
[2] 清华大学土木系《地下结构钢筋混凝土抗裂研究》 1998.11(內部资料)
[3]《建筑施工手册》4.第三版建工出版社1997年
[4] 席亚煜、阎贵根“山西国际贸易中心地下室后浇带防水施工技术”, 《建筑技术》 2000.4
关键词:后浇带; UEA补偿收缩混凝土;基础底板;止水带
中图分类号: TU73 文献标识码: A
在平面尺寸较大或形状较为复杂的高层和超高层建筑中,常常通过设置后浇带来削减温度变形或差异沉降对结构带来的不利影响。地下室底板因厚度大、钢筋密、环境复杂又应满足防水要求,若后浇带设计不当、施工处理不好,会影响工程的使用功能和工程质量。因此,地下室结构工程中应抓好后浇带的设计与施工这些关键工作。
1.后浇带的设计
对大型地下结构和形状变化较复杂的高层、超高层结构施工,主要是控制混凝土的开裂并满足工程防水的要求。因此在工程设计阶段应进行专门的分析研究,采取必要的措施,以减少混凝土中的拉应力,提高混凝土的抗裂性能。通过合理设置后浇带是解决这一问题的最有效途径之一。后浇带设计需考虑的影响因素主要有以下几个方面:
1.1后浇带设置应能有效降低外部对结构的约束度
近年来后浇带已经逐渐用于取代伸缩缝和沉降缝,使建筑平面布置更加灵活,施工更加方便。在平面尺寸较大的钢筋混凝土结构中间距30~50m设置后浇带,能有效降低混凝土温度收缩和干缩对结构的不利影响,对结构起到很好的抗裂作用;高层和超高层建筑中,在高层与裙房相连部位的裙房一侧往往设置一道后浇带,能有效降低高低层之间的差异沉降对结构的不利影响,避免结构产生裂缝。
1.2在约束界面上设置滑动层、缓冲层
在约束界面上是否设置滑动层、缓冲层对混凝土温度应力影响较大,将影响设置后浇带的间距[1]。当结构在坚实的基岩或老混凝土基层上时,外部约束力很大。如在基础底部或大部分设置滑动层时,将使温度应力大为减少,后浇带间距可加长。
1.3根据后浇带的间距控制混凝土的收缩量和收缩差[2]
设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土施工养护的基本要求;确定外加剂的品种和掺量。
1.4根据后浇带的不同情况确定后浇带钢筋作法
一般情况下温度收缩或差异沉降较小,后浇带处钢筋可贯通不断。若温度收缩或差异沉降较大,后浇带上的钢筋应断开且两侧的钢筋在后浇带处搭接或通长钢筋在后浇带处作成弯折状以便两侧砼在后浇带施工前能较自由变形[2]。
图1后浇带的形式
(a)平接式(b)企口式(c)台阶式
1.5根据基础形式和抗渗要求选用合适的后浇带形式
后浇带的形式有平接式、企口式、台阶式[3](如图1)。平接式施工较方便,但防水效果较差;企口式施工较烦琐,但防水效果较好;台阶式处于两者之间。
2.后浇带的施工
2.1后浇带的结构施工
后浇带结构施工前应对后浇带进行清理和进行后浇带钢筋恢复工作,后浇带的封堵时间可根据后浇带所起的作用不同,与设计和监理单位共同协商确定。一般情况下,作为消除混凝土温度收缩和干缩影响的后浇带,其混凝土的浇筑要求在两侧混凝土浇筑6周后方可进行;对主要消除差异沉降的后浇带的混凝土浇筑需待高层部分主体结构封顶、沉降基本稳定后方可进行;对高层部分采用端承桩基础,考虑到沉降量较小,可根据施工期间沉降观测情况,在高层部分主体结构未封顶前即可进行[1]。后浇带宜采用比设计强度等级提高一级的微膨胀混凝土浇筑密实,并加强养护。
2.2后浇带的防水措施
地下室底板和外墙后浇带一般都有防水要求,后浇带的防水措施选择是否得当,将直接影响整个工程地下室的防水质量和工程的使用功能。后浇带的防水处理是后浇带施工的关键。后浇带的防水措施一般设置多道防水以确保防水质量。
2.2.1后浇带结构自防水
地下室底板和外墙后浇带结构自防水,一般采用提高一个强度等级的补偿收缩抗渗混凝土进行浇筑,并振捣密实及时养护。一般需保持湿润状态养护两周时间。
2.2.2地下室底板和外墙后浇带与后浇带两侧混凝土接缝防水
(1)底板后浇带与两侧混凝土接缝防水做法有以下几种:
1.后浇带留成企口式、台阶式或平口式。
2.后浇带中部设钢板止水带或橡胶止水带。
3.后浇带中部贴BW止水条。
4.或其上的某些組合形式。
(2)外墙后浇带与其两侧混凝土接缝防水做法有以下几种:
1.后浇带留成凹槽、台阶式或平口式。
2.后浇带中间贴BW止水条。
3.后浇带中部设钢板止水带或橡胶止水带。
4.或其上的某些组合形式。
2.2.3底板和外墙后浇带的附加防水层
(3)底板后浇带的附加防水层
在施工中为抵抗差异沉降和停止降水后后浇带需承受的土压力,一般底板后浇带下需设置钢筋混凝土抗压板。后浇带附加防水层做法有[4]:
1.后浇带垫层或混凝土抗压板上铺与抗压板等宽的橡胶止水带或卷材防水层。
2.后浇带垫层或混凝土抗压板上涂刷与抗压板等宽的3~6mm厚聚氨酯涂膜。
3.后浇带抗压板上沿后浇带长向预埋2~3mm厚钢板止水带。
(4)外墙后浇带的附加防水层
在外墙后浇带浇筑前往往要进行肥槽回填土施工,为防止回填土进入后浇带内和抵抗回填土侧压力,在结构外表面需设置挡土板,挡土板外做附加防水层。其做法如下:
1)80~100mm厚预制钢筋混凝土板外贴卷材防水附加层或涂刷2mm厚聚氨酯涂膜。
2)5~6mm厚钢板,一侧与裙房地下室墙体固定(结构施工时预先埋入),另一侧搭在主楼外墙外侧,呈自由状态,外贴卷材防水附加层或涂聚氨酯涂膜。
3)3mm厚带肋钢板,外贴卷材防水附加层或涂刷聚氨酯涂膜。
在以后浇筑外墙后浇带混凝土时,档土板可直接作为外模板。另外,在有些情况下为加强防水效果,外墙后浇带处肥槽用三七灰土回填。
3.工程实例
3.1工程条件
北京富华大厦工程,地下三层,主楼由四个塔楼组成,地上18层,前裙房12层,后裙房4层。底板尺寸为110.900m×105.900m,筏型基础,底板厚1.200m,混凝土为C30/S8。外墙厚400mm,混凝土为C40/S8。基底标高为-16.800m,地下潜水层静止水位位于-14.500m左右,-5.000m标高左右有局部滞水层。
3.2后浇带的设计要求
根据设计要求,底板被后浇带划分为六块(如图2),分割后最大平面尺寸为57m×42.5m,考虑到平面尺寸较大,底板和外墙混凝土要求为掺UEA的抗渗混凝土,后浇带宽度要求不小于800mm。钢筋在后浇带处贯通不断,后浇带混凝土需待结构封顶两周及沉降基本稳定后方可浇筑。
3.3后浇带施工
3.3.1地下室底板后浇带防水施工
考虑到本工程地下水位较低,地下室底板较厚(1.2m)。实际施工时,后浇带与两侧混凝土接缝防水,采用后浇带留成企口式,宽度为800mm;后浇带附加防水层做法为:钢筋混凝土抗压板为现浇C30混凝土,160mm厚,宽为1800mm,上铁螺纹Ⅱ级Φ12@180,下铁Φ10@200,分布筋Φ8@200,钢筋混凝土抗压板上为1.2mm厚三元乙丙丁基卷材防水附加层,防水附加层上做40mm厚豆石混凝土保护层,具体做法见图3。
3.3.2地下室外墙后浇带防水施工
外墙后浇带与其两侧混凝土接缝防水,采用后浇带留成平口式中部设钢板止水带的做法,后浇带宽度为800mm;外墙后浇带附加防水层做法为:档土板选用80mm厚1000mm宽预制钢筋混凝土板,外贴1800mm宽1.2mm厚三元乙丙丁基防水卷材,两侧出预制板各400mm贴在结构面上,外做1.2mm聚氨脂涂膜外墙防水,再做50mm厚聚苯板保护层(如图4)。
3.3.3后浇带结构施工
后浇带结构施工前对后浇带进行了清理,地下室底板和外墙后浇带混凝土在结构封顶两周、沉降基本稳定后进行浇筑。底板后浇带混凝土采用C35/S8掺UEA的补偿收缩抗渗混凝土;浇筑12小时后,蓄水养护两周。 外墙后浇带混凝土采用C45/S8掺UEA的补偿收缩抗渗混凝土,振捣密实,拆摸后挂草帘浇水养护保持湿润状态两周时间。
3.4实际效果
考虑到本工程后浇带划分后,块体尺寸较大,最长57m为避免结构产生过大的收缩裂缝,结构混凝土采用掺UEA微膨胀混凝土,效果较理想,给施工带来方便。在后浇带施工中,结构封顶前两个月内后浇带两侧差异沉降未超过2mm,满足浇筑后浇带混凝土的设计要求,后浇带混凝土浇筑后六个月检查未发现渗漏,确保11500m2底板和6500m2地下室外墙无渗漏,取得了预期的效果。
4.几点体会
4.1后浇带防水施工是后浇带施工的关键,应根据不同的工程条件,采用不同的方案,同时考虑施工上的方便。
4.2后浇带混凝土浇筑前应特别注意两侧接缝的处理,按规范要求做,否则易产生渗漏。
4.3后浇带的清理是一项费时费力、工程量很大的工作。因此,平时应注意后浇带的保护工作,后浇带两侧混凝土浇完后及时用木板或竹胶板覆盖后浇带,避免建筑垃圾坠入后浇带内。为方便清理后浇带,可在后浇带部位防水保护层上铺2mm厚钢板,这样即易于清理后浇带,又确保清理时不破坏防水层。
4.4为不影响混凝土的施工质量,后浇带内的积水应能顺畅及时排除,后浇带抗压板可作1%坡度并设集水坑,及时将集水排走,确保后浇带施工质量。
4.5后浇带附加防水层采用聚氨脂涂膜效果会更好,其延性好,施工方便。
参考文献
[1] 罗国强、罗刚《建筑施工中的结构问题》建工出版社1997年
[2] 清华大学土木系《地下结构钢筋混凝土抗裂研究》 1998.11(內部资料)
[3]《建筑施工手册》4.第三版建工出版社1997年
[4] 席亚煜、阎贵根“山西国际贸易中心地下室后浇带防水施工技术”, 《建筑技术》 2000.4