试析高层建筑基础工程取消后浇带的施工方法?
Ⅰ、前言
随着我国经济建设的迅速发展,促进了建筑业的快速发展,越来越多的高层建筑如雨后春笋般在城市中崛起。
高层建筑在保证结构安全,经济合理等问题上要比低层建筑突出,而有些建筑结构设计或者给施工带来不便,或者存在影响施工质量因素,高层建筑基础工程的后浇带问题就属于这类问题。
Ⅱ、施工问题
《混凝土结构设计规范(GBJ10-89)》中后浇带设置构造要求如下:施工时把结构分成30-40m长的区段,各区段之间留出70-100cm宽的带,暂不浇灌混凝土,待大部分混凝土收缩完成后再浇灌这部分混凝土,把结构连成整体,这就是后浇带。后浇带要选择在受力较小的部位上,保留时间一般不小于一个月,并选择在气温较低的时候浇灌混凝土。缝内的钢筋要用搭接方式,使缝两边的混凝土自由收缩,必要时可在浇灌混凝土前再加以焊接。
高层建筑的重量大,倾覆力矩也较大,为了保证结构稳定,在天然地基上,基础埋深不宜小于高层建筑物高度的十二分之一。因此,高层建筑物的基础一般都在5米以上。而且规范规定,后浇带要从基础一直设到结构的顶层,而后浇带保留时间一般不小于一个月,在这一个月的施工中,基础面临着诸多问题:
一、地下水位上升,地下室进水,造成施工困难;
二、后浇带处钢筋锈蚀,容易引起应力集中等不良现象的发生;
三、地下室侧壁剪力墙不能回填土,雨季泥水等容易侵入地下室;
四、后浇带的施工中,容易造成混凝土接槎处不密实,防水性能不好。
Ⅲ、施工措施
要解决上述问题,最好的办法是不设置后浇带,高层建筑基础能一次性浇注完毕。这就要解决混凝土的收缩对结构的破坏问题,可以采取下面的几项措施:
一、要控制泵送混凝土的坍落度,因为水灰比越大,收缩就越大。
1、配合比的要求:实验室所出的配合比必须要满足泵送混凝土的坍落度的要求,而且是在保证泵送的基础上,尽可能地配制较小的坍落度;
2、泵站的选择:条件允许下,现场设搅拌站或尽可能地选择距离较近的搅拌站;
3、混凝土搅拌运输车的要求:混凝土必须能在最短的时间内均匀无离析地排出,出料干净、方便,能满足施工的要求,如与混凝土泵联合输送时,其排料速度能相匹配;从搅拌输送车运卸的混凝土中,分别取四分之一和四分之三处试样进行坍落度试验,两个试样的坍落度之差不得超过3cm;
4、控制水灰比的措施:为了降低水灰比,减少收缩,可考虑加入减水剂。常用的减水剂有:MF减水剂、N系列减水剂、NNO减水剂、NF减水剂、UNF减水剂、JN减水剂、AU减水剂、SM减水剂等。
二、对混凝土进行二次振捣,加强养护,最好覆盖贮水养护或塑料薄膜养护。
1、二次振捣:即第一次振捣完成后,在混凝土初凝前,进行第二次振捣,以清除混凝土中的气泡,达到密实的效果。
2、加强养护:对基础底板,可采用贮水养护;塑料薄膜养护是将塑料溶液喷洒在混凝土表面上,溶液挥发后,塑料与混凝土表面结合一层薄膜,使混凝土表面与空气隔绝,封闭混凝土中的水分不再被蒸发,而完成水化作用,这种养护方法一般适用于表面积大的混凝土施工。
下面重点介绍塑料薄膜养护施工工艺:
1)、喷洒工具及设备:高压容罐以钢板焊接,喷具用喷漆枪或农药喷枪。
2)、塑料薄膜的喷洒:a、当空压机工作压力0.4-0.5N/mm2,容罐压力0.2-0.3N/mm2时,喷出的塑料溶液呈较好的雾状,喷洒速度较快,工效15-20m2/min;b、喷洒时间,应掌握混凝土水分蒸发情况,在不见浮水,混凝土表面以手指轻按无指印时即可喷洒;c、溶液喷洒厚度以2.5m2/kg为宜,厚度要求均匀一致。
三、科学地加入补偿收缩性能的外加剂,配制补偿收缩混凝土。补偿收缩混凝土是用膨胀水泥,或在普通混凝土中掺入适量膨胀剂配置而成的一种微膨胀混凝土。1、补偿收缩混凝土抗渗原理:
补偿收缩混凝土硬化初期,由于水泥水化作用生成的水化物结晶体体积增大而产生膨胀,以常用的硫铝酸钙类膨胀水泥为例,其水化过程中生成柱状或针状的水化硫铝酸钙,又称“钙矾石”,它的固相体积可增大1.22-1.75倍。在钙钒石晶体生长过程中,将水泥石中的孔隙填充,并堵塞、切断连通的毛细孔道,使混凝土内部的总孔隙率变小,抗渗性提高。补偿收缩混凝土以自身适度膨胀抵消收缩裂缝,使抗渗性较普通混凝土提高,减小因开裂导致渗漏的可能性。
补偿收缩混凝土避免或减少开裂的作用,可从应力和应变两方面解释。应力方面:混凝土的抗拉强度最低,相当于抗拉强度的7-11%,混凝土的开裂主要是由于内部拉应力超过抗拉强度所致。在限制条件下,补偿收缩混凝土自身的膨胀,对限制体(如:钢筋、相临物体、基础等)产生拉应力;与此同时,限制体给混凝土产生压应力,正是这种压应力不同程度地抵消可能导致混凝土开裂的拉应力,从而避免或减少混凝土裂缝。应变方面:补偿收缩混凝土主要有膨胀和收缩两种变形,它们在自由(非限制)、限制两种条件下,结果不同。自由膨胀是“背向变形”,它使混凝土受拉,质点间距加大,可以导致混凝土开裂;自由收缩是“相向变形”,它使混凝土受压,质点间距缩小,不会引起混凝土开裂。限制收缩是背向变形,它可以抵消一部分自由收缩产生的相向变形,使混凝土质点间距增大,内部组织结构拉伸,导致混凝土开裂。
在工程结构中,实际上几乎不存在自由条件下的变形情况,混凝土的变形总是在限制条件下出现。从上述各种变形情况判明:混凝土的收缩是产生裂缝的因素。然而限制条件下的膨胀,却可避免或减少混凝土开裂。
因此,补偿收缩混凝土是以改善孔隙结构、降低孔隙率,和减少开裂而获得较高抗渗性的。
2、常用膨胀剂有:明矾石膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂、氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂。
3、使用补偿收缩混凝土注意事项:
⑴浇筑前,应检查模板的坚固性、稳定性,使模板所有接缝严密,不得漏浆,并宜将模板与混凝土接触的表面先行湿润或保潮,且保持清洁;
⑵严格掌握混凝土配合比,并依据施工现场情况的变化,及时正确调整;
⑶补偿收缩混凝土坍落度损失较大,如现场施工温度超过30℃,或混凝土运输、停放时间超过30-40min,应在拌合前采取加大混凝土坍落度的措施;混凝土拌合后,不得加水搅拌;
⑷补偿收缩混凝土无泌水现象,使用于泵送工艺。但应注意早期养护,并采取挡风、遮阳、喷雾等措施,以防产生塑性收缩裂缝;
⑸若因为客观因素导致停工间歇时间较长,应按规定留置施工缝;
⑹浇筑温度不宜大于35℃;也不宜低于5℃,否则应采取保温措施;
⑺要加强养护,特别是早期养护。常温下,浇筑后8-12h,即可覆盖浇水,并应保持湿润养护至少14d。
四、降低混凝土入模温度:
1)输送混凝土之前,应先压水洗管,再压送水泥砂浆;
2)夏季高温施工,应注意输送管道的温度,可以设冷水池冷却输送管,覆盖湿草袋子并及时浇水,或包裹隔热材料,以防止坍落度损失过大,影响泵送。
五、按照规范要求留置混凝土基础的测温孔,注水观测,既观测温度变化,又可以降低混凝土内部温度。
通过以上措施,既能很好地解决混凝土因水化热而产生的温度变化,减少收缩产生的不利影响结构,又能方便施工,保证施工质量。
结束语
随着高层建筑的普及,建筑技术的发展,既有利于结构,又有利于施工的经验会越来越多。因此,关于高层建筑基础工程取消后浇带的施工方法也会越来越完善,越来越科学。
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