中国建筑第五工程局有限公司 湖南长沙 410006
摘要:随着钢筋混凝土建筑的兴起,地下室混凝土施工成为了土建工程的控制重点,人们生活水平逐年提升,在有限用地范围内实现建筑利用率最大化的要求也越来越高,进而导致地下结构与基坑围护直接可供施工操作空间越来越狭小。先进的施工技术和科学的施工组织方案可以有效降低质量隐患。
关键词:建筑工程;地下室;混凝土;施工技术;应用
引言
体型复杂或结构超长的地下室混凝土结构对温差效应较为敏感,若分析、设计或者施工不当,可能引起地下室外墙、楼面梁板等受拉开裂。结构温差裂缝可能引起渗水,降低地下室空间使用性能,同时造成结构内部钢筋锈蚀,引起结构安全隐患。现阶段,各国标准针对混凝土结构温差效应提出诸多改善方法:设置伸缩缝;加强构造配筋;施加预应力筋;混凝土材料增加纤维进行阻裂等。这些措施在一定程上缓解了温差效应引起的结构开裂,但不能实现温差效应的精确分析与控制。工程设计分析方法在计算精度、模型边界约束条件、精度等方面较为粗略,缺乏结合工程实际情况和混凝土长期性能的分析模拟方法,难以满足复杂、超长地下室混凝土结构的设计与施工需要。
1后浇带划分
结构施工期间,由于尚缺少空调、覆土、外装饰等有利条件,结构可能经历最大负温差过程,对于不设置或少设置永久缝的地下室混凝土结构,合理地设置后浇带及其合拢顺序,对缓解温差效应具有重要意义。一般而言,后浇带的设置主要取决于:1)工程所在地温差幅值,依据温差幅值调整后浇带间距;2)依据结构体型及施工顺序划分后浇带。
2建筑工程中地下室混凝土施工技术的应用
2.1施工准备
1)桩位复核。在接收设计单位的补桩定位图纸后,对桩的定位图与原结构图纸进行叠图复核,查看桩基定位与原结构的主要受力构件发生碰撞的情况。针对碰撞情况与设计协商沟通,在允许范围内对桩定位进行微调,减小因开孔导致的对既有结构的损伤破坏,降低后期修补成本。2)桩位定位。补桩前需对原结构楼板和底板开孔,因此根据测量平面控制网和高程控制网,构建立体模型,根据桩位复核图纸,使用全站仪及钢尺测定桩位,在桩位处采用“十字栓桩位”作好标记,并用钢筋三脚架加以保护。3)钢套筒选型。在施工前需要对钢套筒的长度进行计算,施工中钢套筒所需的最短长度不小于插入土壤深度、垫层厚度、底板厚度、地下室深度之和,要求钢套筒插入土体深度不得小于1.0m。在钢套筒顶部需预留法兰盘,钢套筒长度若不能满足使用要求,需通过焊接接缝的方式接长,钢套筒使用Q235钢材,壁厚根据实际使用情况计算得出。
2.2浇筑轻质混凝土
轻质混凝土强度不低于1.5MPa,填充层厚350mm左右,选择强度等级C2.0的轻质混凝土,重度1.2kN/m3,抗压强度达到2.0MPa以上,满足设计要求。由于是轻质混凝土,新浇混凝土侧压力不大,可一次浇筑到顶,浇筑过程中需派专人负责观察模板支撑稳定及漏浆情况,发现异常及时通报,暂停施工,处理完毕后方可继续浇筑。填充层必须选择一样板段单独浇筑,浇筑过程中及拆模后发现问题及时调整,样板段顺利完成后方可持续推进。拆模后如发生填充层塌落现象,则安排支护桩内纵横向间隔3m种植ϕ14mm钢筋并悬挂一层ϕ8mm@200mm的双向钢筋网片,支撑填充层的混凝土,保证拆模后填充层混凝土不塌落。
2.3外墙内侧模板支设
某地下室外墙厚350mm,墙高4.65m,内侧模板同样采用单侧模板体系,单侧模板支设采用主次楞加斜撑内模工艺。外墙内模板采用18mm厚胶合板,竖向内龙骨采用60mm×80mm木方,间距250mm;水平外龙骨采用ϕ48mm×3.5mm双钢管。外墙螺栓采用单头螺栓固定双钢管,在地下室外墙断面内水平间距200、450mm,断面跨度方向间距450mm。墙内侧模斜支撑采用ϕ48mm×3.5mm钢管搭设,斜支撑下端利用底板预埋3排ϕ28mm钢筋地锚,横向间距1m,地锚长度550mm,下端埋入底板400mm;上端支顶单侧模板,间距与单头螺栓横纵向相同,斜支撑与地面呈45°角搭设,所有交叉节点扣件连接牢固,以实现对拉螺栓的同等固定效果且整体形成稳定“三角撑”体系,三排地锚大直径钢筋形成可靠受力点,保证模板体系安全。模板根部采用单排预埋拉脚螺栓固结,防止模板上浮,拉脚螺栓预埋于上翻导墙之中。
2.3依时温差效应分析方法
地下室温差效应分析过程与结构主体施工顺序及装饰全过程密切结合,考虑温差作用及混凝土收缩徐变时效特性,同时引入含地下室桩筏基础的有限约束刚度,通过工程软件MIDASGen及二次开发程序,建立考虑时间效应的非线性有限元模型。有限元分析时,根据模型子结构生成顺序,首先进行温差效应分析,然后基于模型温差变形、内力和结构刚度矩阵进行修正,最后通过CEB-FIP(90)中的相关理论模型,确定施工阶段混凝土徐变、收缩效应相关系数取值。考虑结构生成过程、混凝土时效特征的叠加作用,分析模型采用非线性数值模拟方法,能够模拟地下室混凝土结构在温差、徐变、收缩等非荷载作用下的内力及变形发展规律。模型中引入的时效性混凝土材料,能够进一步预测工程长期内力和变形规律,具有良好的工程实用性。
2.4混凝土施工
(1)混凝土浇筑必须在钢筋安装、机电、人防预埋安装完,隐蔽验收合格后,劳力、机具、材料等具备的情况下,方可进行。(2)地下室承台、底板商品混凝土采用低水化热水泥配制,地下室混凝土可根据设计要求掺入适量的粉煤灰,减少水泥用量,降低水化热,混凝土中掺入缓凝减水剂,延长水泥初凝时间,推迟水化热峰值出现,以改善混凝土的和易性,提高混凝土的抗渗性。(3)整个底板一次连续浇筑完毕,在每台输送泵的投料区域各设一个浇筑组,负责该泵投料范围内的浇筑。底板从起点端开始底板高度自下向上逐层移至顶面,每斜面层均由混凝土自由流淌形成斜坡层(坡度约1∶6)分二~三层到位(由投料速度控制),然后沿长度方向按斜坡层逐层向前推进,直至终端。(4)浇筑采用斜面分层法,按1∶10斜面考虑,完全满足混凝土输送能力和布管要求,同时也符合混凝土初凝时间的要求。在各层混凝土浇筑过程中,采用“一个坡度,薄层浇筑,适时振捣,一次到顶”的方法,保证厚承台的连续浇筑,避免出现施工冷缝,又尽可能增大了混凝土的散热面,有利于早期混凝土水化热的散发,可在初凝前浇捣完毕。在浇捣时,配备2个泥水班组,四个班次轮流施工。钢筋、模板、管理人员配备足够以保证顺利浇捣。(5)在承台和底板四周设环状排水沟系统,混凝土浇筑过程中上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底,大部分顺坡度通过两侧砖模底部预留孔排出至排水沟用软轴抽水机(潜水泵)抽除。当混凝土大坡脚接近端部时,改变混凝土浇筑方向,使之与原斜坡形成一集水坑,用软轴泵排除至最后阶段泌水。混凝土浇筑至设计标高后即用木刮尺刮平,待初凝前用长木靠尺碾压表面,再用木板压实打磨平滑。
结语
综上所述,在建筑工程地下室施工过程中,混凝土结构属于非常重要的承压结构,受到作业环境、单次浇筑量、后期养护能力等因素影响,有时也会导致一些浇筑问题的出现。通过加强混凝土施工技术应用管理,对于降低施工问题出现概率,加快地下室工程施工进度有着积极的作用。
参考文献:
[1]金日.建筑工程中地下室混凝土施工技术的应用探析[J].居舍,2019(4):62.
[2]郭忠.建筑工程中地下室混凝土施工技术的应用初探[J].江西建材,2018(4):78.