摘要:混凝土是建筑施工中应用广泛的材料,在当前建筑中具有不可取代的地位,虽然混凝土具有强度高、取材容易、价格低廉、可模性好等特点,但是混凝土收缩徐变也对建筑质量有着较大影响。混凝土的收缩徐变主要受混凝土强度、骨料性质、水灰比、外界温度和使用环境等影响,由于受影响因素较多,因此其收缩徐变几乎是不可避免的。为了减少其收缩产生的裂缝,目前在建筑中通常使用后浇带施工技术。后浇带施工,是指在施工中预先在指定位置留出施工缝,然后根据结构特点,在规定时间内对其填筑。基于此,本文主要对工程后浇带施工技术的应用进行了简要的分析,以供参考。
关键词:工程后浇带;施工技术;应用探讨
引言
在工程施工过程中,后浇带技术的应用可以改善沉降问题的危害,控制混凝土变形程度,有效提高了建筑质量。因此,需要注重后浇带施工技术在建筑工程中的应用分析,发挥该施工技术优势的同时优化建筑工程施工方式,提升建筑物实践应用中的潜在价值,从而为我国建筑工程整体水平提升提供保障。
1工程中后浇带技术的功能作用
1.1后浇带技术概述
后浇带技术是在建筑施工过程中,由于钢筋混凝土本身的特性,当发生受力不均,温度变化等外界影响时,产生因沉降不均和收缩不均形成的裂缝,由于此裂缝危害到建筑的质量,所以应用设计和施工要求,在基础板、墙、梁等相应的位置预先留出施工缝。工作原理:可以将整个施工过程划分为若干个步骤,利用构件的收缩特性,当完成其中一部分后在通过建筑预先流出的施工缝将另一部分连接起来。应用条件:应将建筑温度控制在较低的范围内,为增加强度,连接旧的混凝土,浇筑材料选择掺有微量铝粉的水泥中,考虑后浇带的御用模板要按照实际施工情况而定。
1.2后浇带功能
由于建筑规模的扩大,建筑的体积和范围与之前相比也有了很大改变。大体积建筑通常会受温度的影响在混凝土内部产生温度应力,温度应力在一定程度上能够在混凝土内部实现内力重分布,但是当前达到一定限度,就会对建筑物构件造成破坏。例如,夏季温度过高或冬季温度过低,都会在混凝土内部产生温度内力。后浇带就是为了避免混凝土因收缩等原因产生裂缝而设计的。简单来说,后浇带施工就是对建筑进行二次施工,在对建筑整体施工时,按照设计图,在规定的位置预留施工缝,等混凝土完成初步的凝结硬化后,在施工缝位置进行二次施工。后浇带施工除了能够避免混凝土收缩产生的裂缝以外,对减缓高层建筑的不均沉降也有帮助。高层建筑通常分为主楼和裙楼,主楼和裙楼由于对地基的作用力不同,容易出现不均沉降的问题,影响建筑的整体稳定性。利用后浇带施工技术,可以先建设主楼,后建设裙楼,在裙楼和主楼逐渐预留沉降缝,带二者沉降完成后,在对沉降缝进行浇筑,使主楼与裙楼成为一个整体,增强建筑的整体稳定性。
2后浇带施工现状
后浇带施工就是在混凝土结构浇筑作业过程中留下一条临时性的缝隙,这样实现有效的综合沉降、热胀冷缩等问题。
在建筑物的施工作业完成之后,在温度的影响之下就会出现收缩以及膨胀等问题,这些问题如果不加强控制,就会在长期的影响之下给建筑混凝土结构产生严重的损坏与影响;同时,一些建筑地基会出现不均匀的沉降问题,这些问题直接的降低了建筑的质量,而要想解决混凝土出现的这些问题,施工作业的时候会经常留下一条变形的缝隙,通过这条缝隙有效的消除沉降以及热胀冷缩的影响,虽然此种方式具有一定的优势,但是也存在一定的不足,在进行变形缝设置的过程中,必须要在施工中同时应用两个梁柱对其进行支撑,这样就直接的降低了建筑物的美观性,不利于建筑设计的整体布局,而后浇带技术的出现则有效的解决这个问题。
在现阶段的发展中,我国的房地产事业飞速发展,建筑行业得到了充分的发展。虽然后浇带施工技术在混凝土裂缝的处理中有着较为重要的作用,但是其存在的问题也是不可忽略的,这些问题直接降低了后浇带施工技术的质量与效果。
在建筑工程中,后浇带结构中的钢筋较为重要,在施工作业中其应用钢筋的类型、规格、型号等均影响其整体质量。对此在实践中必须要加强对养护工作的重视,要将养护与施工进行充分的融合,这样才可以提升其完善性,在浇筑作业之后,要基于特定的规定对其进行养护作业,这样才可以提升施工质量与效果。
3工程后浇带施工技术要点
3.1后浇带技术的应用条件
在施工建筑中后浇带技术的应用应注意以下方面:(1)模板拼接要紧密,不能留有空隙,必要时可以使用海绵等填充,加强其牢固度,防止振捣过程中出现倒模现象,在浇筑前利用模板将后浇带上口堵上,避免从入口处进入混凝土,在应用过程中地梁的截面尺寸较大,在安装和拆卸中具有一定的困难,所以可以采用一道或两道钢丝网代替模板。(2)为避免水的侵蚀,在上部结构中外墙的后浇带用砖墙堆砌,在地下室顶板的后浇带应用中,在钢筋网上铺满废弃的木质胶合板,胶合板上铺满机砖,机砖上铺满水泥浆,进而实现防水的目的。(3)地下室的施工时间受水的影响严重,所以一般选择在施工后的40天进行地下室的修建,而且混凝土选择收缩和膨胀能力较强,选择强度等级高的后浇带混凝土。预留相应的清理空间,方便施工人员的工作,进而加快施工进度,提高施工质量。
3.2设计要点
3.2.1选择合适的位置
工程如果要完善后浇带的具体设计,那就需要选择合适的后浇带位置。通常情况下,混凝土很可能表现为开裂现象。在后浇带的辅助下,就能释放较高的约束应力。如果涉及到膨胀混凝土,还需填充其中的裂缝,以便于平衡残余应力并且消除裂缝现象。在特殊情况下,可以在内力很小的位置上设计后浇带,确保将其限制于三分之一的梁板或者框架位置。同时,在主楼与裙房相互连接的前提下也可以设计后浇带,保证后浇带良好性能的发挥。对于较小受力的混凝土部位,可以优先通过后浇带,避免出现频繁的钢筋受力搭接现象。具体在施工时,针对混凝土如果为了缩小温度应力,那么也可以借助后浇带来实现相应的施工处理,后浇带至少要保留两个月的时间(见图1)。
图1后浇带的基本模式
3.2.2后浇带的具体形式与间距
在设计后浇带的间距时,应当保持间距的科学性,实际间隔距离最好控制于40m以内,且不要超出30m。墙板与带宽应当保持特定的距离,后浇带的大致宽度不要超出1000mm。具体来讲,针对200mm厚度以内的墙体,可以选择800mm的后浇带;针对200mm以上厚度的墙体,可以控制于1000mm左右的后浇带。从基本原理角度来讲,只要控制于10mm以内的收缩缝与温度缝宽度,就能防控温度收缩的产生。除了宽度之外,对于后浇带还需要选择相应的设计形式。一般来讲,后浇带应当包含多样化的形式,针对断面形式具体在选择时应当结合真实的墙板厚度。如果墙体没有超过300mm,那么最好选择直缝的形式来完成施工;如果墙体厚度在300~600mm,那么选择对称坡口的后浇带。遇到特殊情况时,还可以运用多边形的后浇带。后浇带具有相应的防渗性能,对此最好布置接缝处的止水带。
3.3后浇带施工工艺
3.3.1做好后浇带施工准备
准备工作是保证该技术施工质量的必不可少的步骤,充分的后浇带技术施工前准备就能为施工效果增添更多保障,后浇带准备工作中要做好后浇带结构清理、凿毛和洒水等,必须依照后浇带施工技术规范来进行。这些工序的主要作用就是对浇筑结构的平面进行杂质清理和预留施工缝两侧进行凿毛修整,再通过水洗保证浇筑平面足够湿润,再在混凝土结构表面进行处理剂与水泥浆的涂抹操作。
3.3.2模板施工工艺
在进行封堵的施工过程中,一定要严格按照要求的各项数据进行施工,收口要采用快易方法进行,构件的支护工作可以使用钢筋或者钢筋组合体进行支护,在对竖向裂缝进行补救的情况下,防水层可以先不进行处理,可以采用钢筋网捆绑的方式进行施工。
3.3.3混凝土的浇筑与施工温度
混凝土的浇筑是决定后浇带施工质量的决定性因素。首先,混凝土的浇筑时间、施工顺序需要严格按照施工方案进行。其次,水平后浇带施工时,要注意侧向压力的控制,必须将侧向压力控制在钢丝网模板的承受范围内;垂直后浇带施工时,应注意混凝土的振捣,在对混凝土充分振捣的基础上,避免钢丝网因振捣破坏。后,后浇带施工还应注意振捣器与模板之间的距离,避免水泥浆过度流失,影响施工质量。预留后浇带的目的是避免因混凝土收缩或不均沉降而产生裂缝,影响建筑工程质量。后浇带的浇筑则是为了建筑板块形成连接的整体,提高建筑整体稳定性,因此后浇带施工时如何保证新老混凝土的粘结强度就成为了施工的关键。工程中采用的方法,是控制后浇带施工的温度。混凝土的热力学收缩膨胀佳结合点为十摄氏度,所以为了新旧混凝土之间保持较好的粘结强度,在后浇带施工中要对温度进行严格控制。
3.3.4谨慎处理施工缝
针对后浇带的裂缝部位,施工方有必要密切结合现有的图纸来实现全过程的施工。具体在施工建设时,可以选择堵头板来修补裂缝部位,对于凸条也要保持良好的接口形式。目前的状态下,某些项目施工方并没有遵照图纸来开展施工,因此忽视了支撑接口的施工处理,而是设计为错误的斜坡形式。由此可见,针对后浇带如果没有谨慎予以处理,那么振捣操作就很难符合特定的密实度与强度等级。此外,针对底板后浇带如果忽视了后期处理,则会引发渗水的风险。针对先期浇筑完毕的混凝土,应当做好相应的防护操作。在局部位置上,还可以借助塑料膜来实现全方位的覆盖处理。在必要的时候,可以借助临时护栏完成分隔处理,避免污染或者踩踏钢筋。进入施工流程之前,先要妥善处理施工缝及其截面,确保清除表层的杂物。如果遇到软弱或者松动的土层,那么有必要首先剔除土层,然后再去润湿混凝土(见图2)。
图2后浇带的施工要点
4后浇带施工技术施工的质量管控
4.1对浇筑材料进行质量把关
浇筑材料控制后浇带的主要材料是混凝土,混凝土质量高低会对后浇带施工质量产生极大影响。可采用膨胀混凝土,强度等级高于原结构混凝土强度一个等级,并保持至少15d的湿润养护。因此必须根据后浇带施工的实际需求,选择合适的水泥、骨料,做好配合比的试验与控制,并加入适量添加剂,降低后浇带材料的收缩延展性,减轻其对模板的侧向压力,预防裂缝的发生。
4.2浇筑操作中把握好技术要素
浇筑时间和温度的控制后浇带所处位置的不同,浇筑时间也并不相同,要按照设计文件要求时间节点进行浇筑。在浇筑温度上也要严格控制,混凝土对施工温度的要求较高,温度过高或过低都不利于混凝土的浇筑和养护,应尽量选择在白天施工,防止早晚温差过大增加混凝土的内部应力,引起混凝土裂缝的发生。
4.3进行后浇带养护
浇筑保护控制在后浇带浇筑施工完成后,还需要对其进行必要的保养、维护处理,避免其他因素影响后浇带浇筑质量,具体措施为:周边环境的清理,禁止在后浇带周围堆放施工材料、机械或者垃圾等;后浇带浇筑完毕应在12h以内加以覆盖,保湿养护,养护时间不得少于28d,当日平均气温低于5℃时不得浇水。
4.4后浇带结构主筋控制要点
在进行后浇带施工时还要保证后浇带结构的主筋是保持连接的,不能施工中断开,在具体操作时必须保证结构主筋相互搭接结构长度比主筋的直径要长,甚至要尽量将搭接长度保持在主筋本身直径的四、五倍以上。尽量错开结构,以保证浇筑施工的质量,而钢筋焊接增长的操作必须严格依照技术方案设计进行。
4.5做好后浇带止水钢板的质量管控
钢筋保护层垫块的厚度应根据设计要求确定,垫块的放置数量应符合规范要求。进行质量检验时,质检人员用牙形规、环规,按10%的加工数量抽检钢筋丝头加工质量,并填写钢筋螺纹加工检验记录,如发现一个不合格丝头,则逐个检查,剔除不合格丝头。
5工程案例
5.1工程概况
某工程,建筑物占地面积为10486m2,总建筑面积为122347.37m2,其中地下室一层,建筑面积为25649m2,地上96698.37m2。3幢办公塔楼,地上均为20层,结构高度82.10m,建筑高度88.70m。本工程±0.00m相当于绝对高程107.00m。。施工期间,所有建筑材料堆场及混凝土泵车均需布置于地下室顶板上[1],且需设置混凝土运输车辆及材料运输车辆的施工道路。为了确保地下室顶板结构安全,项目部决定将施工道路布置于消防车道位置,经复核验算,消防车道地下室顶板结构能够满足施工道路车辆安全通行。但本项目施工道路共需穿越地下室顶板的8条后浇带,每条后浇带宽度为800mm,在后浇带部位,由于人为隔断了梁、板结构,形成了长、短边悬臂梁、板结构,故在后浇带封闭前,后浇带区域是结构受力的最薄弱环节。
5.2后浇带加固方案
5.2.1分析主梁下加固支撑钢立柱受力
为了准确搞清悬挑主梁下支撑钢立柱受力状况,模型建立时,在主梁下加设支撑钢立柱,因支撑钢立柱为后续回顶施工,分析钢立柱时,采用按两端铰接柱进行建模分析(图3),得出主梁下加固钢立柱承受最大竖向轴压力为1073.6kN。
图3顶板结构主梁下加钢立柱模型
5.2.2确定主梁下加固方案
经分析,已知地下室顶板结构悬挑主梁加固支撑钢立柱需承受竖向轴压力为1073.6kN,现初步考虑采用型钢立柱进行加固。根据项目部现有型钢,采取φ219mm×12mm无缝钢管作为支撑钢立柱进行加固,复核验算如下:1)经查阅型钢表[5]得知:φ219mm×12mm无缝钢管截面积A=78.04cm2;回旋半径i=7.33cm,截面惯性矩I=4193.8cm4;截面抗弯矩W=383cm3,单位长度质量g=61.26kg/m。2)支撑钢立柱强度验算:柱构件强度计算最大应力为137.6MPa<许用应力[σ]=215.0MPa,即钢立柱强度满足要求[6]。3)支撑钢立柱稳定性强度验算:支撑钢立柱构件平面内(外)稳定计算最大应力为143.2MPa<[σ]=215.0MPa,即钢立柱稳定性强度满足要求[6]。4)支撑钢立柱局部稳定验算:钢立柱外径与壁厚之比D/T=18.25<容许外径与壁厚之比[D/T]=100.0,局部稳定性满足要求。
5.2.3支撑钢立柱回顶处的梁底局压验算
采取在钢立柱顶上焊接1块尺寸为250mm×250mm、厚20mm钢板,将钢立柱对悬挑梁中心位置进行回顶支撑,为防止梁局部混凝土被压碎破坏,现需对回顶受压处钢筋混凝土梁进行局压复核验算。计算局压面积Al=250mm×250mm=62500mm2,局部受压计算底面积Ab=400mm×400mm=160000mm2,求出局部受压强度提高系数βl=1.6,梁板混凝土强度等级为C30,按素混凝土局部受压进行验算,其局部受压面积上的轴向力设计值Fl=1215.5kN>1073.6kN,满足局压要求。
5.2.4地下室后浇带上铺设行车钢板的安全复核
为保证地下室后浇带处施工车辆通行,项目部采取在后浇带上铺设长9m、厚20mm的行车钢板。后浇带净宽为800mm,考虑两侧支座情况,按计算跨度1200mm进行验算,钢板承受的均布面荷载为33.8kN/m2,满足要求。
5.3支撑钢立柱加固施工技术
5.3.1支撑钢立柱加工制作
钢立柱采用1根φ219mm×12mm无缝钢管制作而成,钢管顶部焊接1块厚20mm、尺寸为250mm×250mm的钢板,钢管底部焊接1块250mm×250mm×20mm钢板底座;钢立柱长度按实际尺寸扣减50mm确定,在钢立柱钢管下端约350mm位置2个侧面焊接钢牛腿,供施工时施加预应力使用。
5.3.2钢管立柱回顶施工
我们利用现场保留的支模架作为施工脚手架进行支撑钢立柱安装,先将钢立柱搬至回顶主梁安装的正确位置,为了确保钢立柱与主梁紧密连接,在支撑钢立柱顶板上铺贴厚10~15mm加固型高强无收缩灌浆料,并对钢立柱进行垂直度校准,然后进行初步固定。上述工作完成后,再利用2台千斤顶对钢立柱两侧对称焊好的钢牛腿施加预应力,当千斤顶施加预应力接近钢立柱理论竖向轴力值时,在钢立柱钢管底座与地面接触之间空隙采用钢楔对称楔紧,其余空隙之间采用高强无收缩灌浆料注浆密实。
结束语
在经济全球化的发展过程中,建筑行业得到了充分的发展,而后浇带施工作业作为一种有效的施工技术手段,在实践中可以提升建筑质量与效果。对此在实践中必须要加强对后浇带施工技术的重视,了解施工重点以及技术问题,合理应用后浇带施工基础提升施工质量,在此过程中,应适应社会发展的速度,利用创新的思想,不断更新搅拌技术,在建筑施工中充分利用后浇带技术。后浇带技术越来越广泛的得到施工单位的利用,所以在实际工作中,应该更加高效的利用建筑沉降和膨胀、收缩等差异,利用建筑材料的特性,同时考虑温度、形变等方面影响因素,提高建筑质量,降低建筑成本,改善建筑行业中的不足,为施工单位创造更加优质的服务质量,为建筑行业的发展提高技术保证。
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论文作者:周峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/2
标签:混凝土论文; 立柱论文; 建筑论文; 施工技术论文; 裂缝论文; 温度论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;