超长混凝土结构后浇带施工技术的应用.pdf

1 2O 建 筑 技 术 第 4 2卷第 2期 2 0 1 1 年 2月 A r c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y V o 1 4 2 N o ： 2 ： 垫 超长混凝土结构后浇带施工技术的应用 赵庆峰 曾 晟2 ( 1 中铁 十局集团有限公司 ， 2 5 0 0 3 2 ， 济南；2 南华大学核资源与核燃料工程学院， 4 2 1 0 0 1 ， 湖 南衡阳) 摘要： 设置后浇带是 目前钢筋混凝土结构施工与设计中常采用的一种方法 ， 并且在质检 中经常接触到后 浇带的各种问题 。 成都地铁1 号线控制中心大楼钢筋混凝土结构工程温度后浇带共22 4 6 m， 沉降届浇带共5 8 3 m， 属于超长混凝土结构后浇带结构。 通过采用快易收 口网模板技术施 工， 既保证了后浇带质量 ， 又取得 了良好的经 济效益。 关键词 ： 超长混凝土结构； 后浇带 ： 快易收 口网 中图分 类号 ： T U9 4 3 9 文献标 识码 ： B 文 章编 号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 I J 0 2 0 1 2 0 0 4 APPLI CATI ON OF SUPERLENGTH CONCRETE S TRUCTURE LATE p OUR E D B AND CoNS TR UCT I oN T EC HNI QUE Z H A O Qi n g f e n g 。 Z EN G Sh e n g ( 1 C h i n a Ra i l w a y t h e l O t h B u r e a u C o r p ， 2 5 0 0 3 2 ， J i 、 n u n ， C h i n a ； 2 S c h o o l o f N u c l e a r R e s o u r c e s a n d N u c l e a r F u e l E n g i n e e r i n g ，U n i v e r s i t y S o u th o f C h i n a ， 4 2 1 0 0 1 ， He n g y a n g ， Hu 、 n a n ， C h i n a ) Abs t r ac t ： S e t t i n g p o s t - p o u r i n g b e l t i s a c o mmo n l y - u s e d me t h o d f o r c o n s t r u c t i o n a n d d e s i g n o f mi n f o me d c o n c r e t e s t r u c t u r e a t p r e s e n t ， a n d v a r i o u s p r o b l e ms a b o u t p o s t - p o u rin g b e l t a r e u s u a l l y e n c o u n t e r e d d u r i n g q u ali t y i n s p e c t i o n T h e r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e o f C h e n g d u S ub wa y Li n e 1 Co n t r o l Ce n t e r B u i l d i n g h a s 2, 2 4 6 m t e mp e r a t u r e p o s t p o u r i n g b e l t a n d 5 8 3 m s u b s i d e n c e p o s t p o u tin g b e l t ，t h e s t r u c t u r e b e l o n g s t o a s u p e r - l o n g c o n c r e t e p o s t - p o u tin g b e l t s t r u c t u r e Th e q u a l i t y o f p o s t - p o u tin g b e l t i s g u a r a n t e e d a n d f a v o r a b l e e c o n o mi c b e n e f i t i s r e a l i z e d t h r o u g h a d o p t i o n o f c o n v e n i e n t t e mp l a t e w i t h c l o s i n g - u p n e t Ke y wo r d s ：s u p e r - l o n g c o n c r e t e s t ruc t u r e； l a t e p o u r e d b a n d； f a s t - e a s y s e t b a c k g rid 在规范【 1 中 ， 对钢 筋混凝 土结构伸缩 缝最大 间距提 出了具体要求 ：须认真对待由于超长结构带来的不利 收稿 日期 ： 2 0 l 0 L _ 】 1 _ 2 9 作者简介 ： 赵庆峰( 1 9 8 2 一 ) ， 男， 山东 曰照人 ， 助理 工程 师 ， 专业监理 工程 师 e - m a i l z q f 1 6 8 y e a h n e t 影响， 当增大结构伸缩缝间距或不设置伸缩缝时 ， 须采 取切实可行的措施以防止结构开裂。在适当增大伸缩 缝最大间距的各项措施中，结构施工阶段采取防裂措 施是减小混凝土收缩不利影响的有效方法 ，常用的做 法是设 置施 工后 浇带 。 时 ， 如采用有限元实体模型分析法可获得精度较高的 计算结果 ， 但建模复杂 、 工作量大 ， 通常可采用拟板 法、 拟梁法和密肋梁法等简化计算方法进行分析 ： ( 3 )大跨现浇混凝土空心楼盖应适 当设置暗梁 以提高楼盖的整体性能 ，暗梁基本不影响弯矩的分 布 ， 但 影 响 正应 力 的分 布 ， 暗梁 部 位 的应 力 较其 他 部 位的应力有所降低 。 其降低比例大致与截面惯性矩的 比例相 当 ： ( 4 )对 于本 文介绍 的异 型混凝 土 空心楼 盖 ， 当采 用拟 梁法 进 行分 析 时 ， 可获 得 较好 的计算 结 果 ： 但 拟 梁法和 密肋梁 法对 于与框 架 柱相连 的暗梁或 拟梁 。 其 计 算结 果 往往 偏大 很 多 ， 在 进行 设 计 时 ， 应 考虑 一 定 程度的折减 ， 不宜直接采用； ( 5 )大跨预应力空心楼板的预 应力钢筋宜设置 在肋粱和暗粱 中，其曲线形状宜与弯矩图相符合 ， 对 于肋梁 ， 由于其受力特点接近于简支梁 ， 两端预应力 节点可设在 中和轴附近 ， 对于暗梁 ， 由于端部存在一 定 的负弯矩 ， 预应力节点宜设在梁截面上部。 参考 文献 1 高会宗 ， 刘航 ， 吴文奇 某办公楼地下室加层改 造设计及预应 力建 立的有限元分析 J 】 建筑结构 ， 2 o o 7 ( 0 8 ) 2 尚仁杰 ， 吴转琴， 李佩勋 现浇混凝土空心板 的正交各 向异性和等 效各 向同性板计算方法L 玎 工业建 筑， 2 0 0 9 ( 0 2 ) 3 尚仁 杰， 吴转琴 ， 李佩勋 现浇混凝土空心板的正交各向舁性研 究 J 】 特种结梅 ， 2 0 0 7 ( 0 6 ) 2 0 1 1 年 2月 赵庆峰 ， 等 ： 超长混凝土结构后浇带施工技术的应用 1 2 1 后 浇带 是 为在 现 浇钢 筋 混 凝土 结 构 施 工过 程 中 。 克服由于温度 、 收缩 、 沉降而可能产生有害裂缝而设置 的临 时施 工缝 。另外 ， 当建 筑物 存在 较大 的高 差 、 结构 不设置永久变形缝时 ，也常常采用施工后浇带来解决 施 工阶 段 的差 异 沉降 问题 。施工 后浇带 分 为沉 降后 浇 带 、 收缩后浇带和温度后浇带 ， 分别用于解决高层主楼 与低层裙楼间差异沉降 、钢筋混凝土收缩变形和减小 温度应力等问题 。因此 ， 在工程 中经常涉及到要设 计后浇带来避免这些问题 。 本文以成都地铁1 号线控制 中心大楼 钢筋 混凝 土结 构工程 为例 ，详 细介 绍 了该 工 程 中后 浇带 的设计和 施 工 l 超长后浇 带的设计 与施 工 1 1 工 程概 况 成都地铁 1 号线控制中心大楼位于成都市南部高 新技术开发区新会展中心以南 ， 天府大道西侧 ， 与地铁 1 号线会展 中心站相邻 。整个结构按使用类别分为A， B， C 三区 ， A区为主体结构 ， 总高1 0 5i n ， 地下3 层 ， 地面 2 6 层 ； B 区为控制中心大楼部分 ，主体总高3 O 3 5 1 T I 地 下3 层 ， 地面7 层 ； C 区为纯地下3 层 。工程基础长1 2 3 8 5 m， 宽 1 1 3 7 m， 采 用 平板 式筏 形 基础 ， B， C 区和 A 区 裙楼 部位设有人工挖孔扩底灌注桩抗浮设施 ，采用一柱一 桩布置方式。温度与沉降后浇带将结构分为1 5 个施工 块。 其中温度后浇带长2 2 4 6 m， 沉降后浇带长5 8 3 m。 后 浇带具体设置如图1 所示 ， 图中H J D1 表示沉降后 浇带 ， H J D 2 表 示温度 后 浇带 ，未注 明 的后浇带 均 为H J D 2 ， 序 号为施工块编号( 筏板顶标高为一 1 4 9 0 0 m) 。 T 一 I L 0 一 J 一 L L I 、 、 蓟礤 ， i 鬻 U DI l 9 - 1 5 ， ! - 1 ：5 嘻 i _ 嚣墨 半 i I3r 1 3 7 图1 平板 式筏板后 浇带设最示意 1 2后 浇带 设置 对高层建筑主体与裙楼之 间是设置永久变形缝 。 还是在施工阶段设置沉降后浇带这一问题 ， 应根据建 筑场地地基持力层 土质情 况 、 基础形式 、 上部结构布 置等条件综合确定 。控制中心综合楼的基础为泥岩 ， 持力层土质较好 ， 沉降变形量较小 ， 所 以采用施工后 浇带而不设置永久变形缝 ， 将塔楼与裙楼基础 ( 或地 下室 ) 连 成整 体 。 本建筑中第1 3 ， 1 4 段设置了塔楼 ， 高 m， 整体荷 载较 大 ， 为解 决主 楼 与裙 楼 的 沉降 差 ， 在 第 1 3 ， l 4 段 周 围设置 的后浇带称为沉降后浇带 ，在地上结构完工后 再 浇筑 混凝 土 ，而剩余 部分 主要 是为防 止混 凝土 因温 度变化开裂而设置的后浇带 ， 即温度后浇带 ， 在地下结 构完工后即可浇筑混凝土。 沉降后浇带与温度后浇带的主要区别在于，温度 后浇带只需保证建 筑物在水平方向的自由伸缩变形 。 而沉降后浇带主要应满足建筑物各部分在垂直方向的 自由沉降变形 ， 故应将建筑物从基础到屋顶全部断开。 同时沉降后浇带也兼顾温度后浇带的作用 。在构造设 计时应满足混凝土收缩与沉降的双重要求。 1 3 后 浇带 构造 理论上后浇带宽度只需1 已足够保证温度收缩 变形 ， 但考虑施工方便 ， 并避免应力集中 ， 在施工中为 。接缝形式有平直缝 、 阶形缝、 凹凸缝等。 后浇 带设置在结构受力较小处 ，一般在梁 、板跨度 内的1 3 处 ， 且宜自上而下对齐 ， 后浇带内钢筋采取贯通不断的 形式。各结构内部每隔2 O 设置一道后浇带 ， 结构 设计 中， 加强塔楼与裙楼相连部位的构造 ， 提高纵向钢 筋配筋率，用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降差 所引起的结构内力。 在本工程中， 接缝采用平直缝加收 口网， 而由于成都市地下水位较高 ， 因此在筏形基础后 浇带及地下室外墙后浇带下设置了防水板并增设了一 道附加防水层。具体构造形式如图2 4 所示。 筏 形基础 后 浇带模 板选择 由于筏 形 基础 厚 ， 属 于大 体 积混 凝 土 ， 且 面 积 较 大 ， 地 下 室 外 墙厚 ， 若在 短 时 间 内连 续 _竺 亘塑 图2 楼面粱板后浇带示意 1 2 2 建筑技术 第 4 2卷第 2期 1 I _ 图3 外墙 、 筏板后浇带及其支护示意 图4 抗水板实景 浇筑混凝土 ，温度应力产生的变形会使底板出现较大 的裂缝。因此， 在基础底板上设置后浇带。 此处后浇带 的施工是重点 、 难点， 底板及外墙后浇带处钢筋较密 ， 钢筋布置为 3 2 1 5 0 。 若采用传统的软质钢丝网， 混凝 土成型后界面剔凿很困难 ， 浪费时间 、 人力， 且达不到 要求。 因此在本工程中采用了较先进的快易收口网， 收 口网可避免上述问题 ， 既缩短工期 、 节省人力， 又达到 了接槎 表面 的要求 。 1 4 1快 易收 口网 快易收 口网又称S M混凝 土免拆 模板 网或H Y R I B， 早在1 9 6 9 年 ， 美国、 欧洲 、 澳洲等发达 国家和地区 已应用于营造工程的混凝土结构并经过英国水泥协 会艾斯派美建筑产品权威多名建筑结构博 士测试验 证 ， 远 比传 统模 板 ( 如 木模 板 、 钢 模 板等 ) 优 越得 多 ( 图 5 ) 。 作为一种新型永久性混凝土模板 ， 快易收口网是一 种以薄形热浸镀锌钢板为原料 ，经加工成为有单向u 图5 快易牧口网模板构造 形密肋骨架和单向立体网格的模板 ， 其力学性能优良， 自重轻。 具有广泛的应用性 ， 可用于建筑工程的各类支 模、 基础内外墙板 、 单跨和双跨 的现浇楼板、 结构顶棚 ， 特别适用于届浇板带、 施工缝、 不同混凝土强度等级之 间、 地脚螺栓预留洞及曲面的支模， 作为混凝土永久性 免 拆模板 。 1 4 2经济效 益分析 快易收 口网模板在施工技术和费用方面都优越于 传统 模板 ( 表 1 ) 唧 。 表1 快易收口网模板与传统模板的技术经济比较 项 目 快易收口 网 模板 传统 模板( 钢模、 木 模等i 模板 的重量 ( k g m ) 3 5 1 2 3 O 混凝土成型后施工缝界面 凹凸粗糙 平面光滑 、 需人工凿毛 施工缝处渗漏水情况 不会 易渗水 钢筋绑扎 容易 不易 需人工凿孔 环保 等相关因素 保持工地整洁 有垃圾， 需进行清理 特殊外观及造型 自由性 优异 难度高、 费用大 拆除及整理费用 无费用 费用大 同时由于采用新材料 ，工序减少，缩短了施工工 期 ， 且施工质量好 ， 施工垃圾少， 现场整洁干净 ， 有益于 文明施工( 图6 ) 。 作为建筑业推广应用的十项新技术之 一 的新型模板技术， 不但提高了工程质量， 减轻了劳动 强度 ， 而且获得了较高的经济效益。 图6 后浇带快易收口网 以筏形基础后浇带为例 ， 后浇带长6 9 0 m， 深1 3 I n ， 宽0 8 m， 对市场及施工现场进行调查 ， 费用对比如表2 所 示 。 表2 筏板后浇带快易收 口网与木模板费用对比 元， m： 项 目 快易收 口网 木模板 模板成本费 2 6 3 0 后 浇带 支模 人 工 费 1 2 2 2 拆除及整理费 O 1 l m后浇带支撑龙骨及焊接费用 1 2 6 混凝成型后施工缝 界面凿毛费用 0 2 3 2 0 1 1 年 2月 赵庆 峰 ， 等 ： 超 长 混 凝 土结 构 后 浇带 施 工技 术 的 应 用 l 2 3 所 以 木模 板 施 工 总 费 用 为 1 6 5 6 ( 3 0 + 2 2 + 1 + 2 3 ) + 6 9 0 x 6 = 1 2 9 9 9 6 元 ； 收 口网施 工总费用为1 6 5 6 ( 2 6 + 1 2 1 + 6 9 0 1 2 = 7 1 2 0 8 元 ， 节省 费用5 8 7 8 8 元 。 在 整 个地 下室后 浇带 的施 工 中由于采 用 了收 口网 模板 ， 节省了近4 0 的施工费用 ， 所 以 ， 具有极大 的推 广价 值 。 1 5混 凝土浇 筑 后 浇带 采用膨 胀 混凝土 浇 筑 ， 掺加 硫铝 酸 钙类 、 一 氧化钙 类膨胀 剂 ， 混凝 土强 度等级 比 两侧 高一级 ， 即采 用C 3 5 级微膨胀混凝土。温度后浇带在两侧混凝土龄 期达到6 0 d 、 施工完地面层楼面后浇筑混凝土 ； 沉降后 浇带在 两侧 结构单 元基 本稳 定后 再浇 筑混凝 土 。 2 后浇带施工 中注意事项 后 浇带 的施工 应严格 按 照施 工规 范和设 计 要求进 行 ， 处理不当极易造成质量事故 ， 轻则开裂渗漏 ， 重则 危及结构安全 。 后浇带四周用临时栏杆围护 ， 否则某些 部 位 的后 浇带 钢筋极 易被 严 重踩 弯 ， 而 且钢 筋杂 乱 、 建 筑垃圾较多 ， 不易清理。 在后浇带浇筑混凝土前须将整 个截 面按 照施 工缝 的要求 进行 处理 ， 清除 杂物 、 水 泥薄 膜 、 表面松动的砂石和软弱混凝土层 。 并将两侧混凝土 凿毛 ， 用水冲洗干净 ， 充分保持两侧混凝土湿润 ， 一般 不 少于2 4 h 。若不 凿毛就 浇 筑后浇带 内的混凝 土 ， 则新 老混凝土的粘结强度难以保证 ，处理不好会在后浇带 两侧造成两条贯通裂缝 。 极易渗水。 清理前后混凝土浇 筑后 的情 况如 图7 ， 8 所 示 。 图 7清 理 前 混 凝土 浇 筑后 情 况 图8 清理后混凝土 浇筑后情况 后 浇带 接缝 形式 须严 格按 施工 图施 工 ，施 工时 应 用堵 头板 ， 根据 接 口形 式在 堵头 板上装 凸条 。 有 些施 工 人员不按 图施工 ， 接口处不支模 ， 留成 自然斜槎 ， 使施 工缝处 混凝 土浇 捣困 难 ， 造成 混 凝土不 密实 ， 达 不 到设 计强度等级。如果是地下室底板还易出现渗水现象。 在施工期间 ，后浇带跨内的梁模板和支撑不能拆 除 ，须待后浇混凝土强度达到强度设计值的7 5 以上 后 ， 方可按由上向下的顺序拆除。 提前拆除后浇带跨内 的模板和支撑 ， 两侧结构长期处于悬臂受力状态， 易造 成板边开裂 ， 使结构承载能力下降。 此 外 ， 后 浇带 的混凝 土 虽一次 浇筑量 小 ， 在 浇 筑时 仍需认真计量 ， 尽量使用预拌混凝土， 且须使用微膨胀 混凝 土 ， 在 浇 筑时按 规定 留置标 准 养护试件 ， 用 以检 验 和证明后浇带混凝土的强度。混凝土浇筑完毕后应重 视养护工作，及时的养护可使混凝土在潮湿的环境中 硬化 ， 提高混凝土的密实度和抗渗性。 以上是对后浇带 进行质量检查时需注意的几个主要问题。 3结语 温度和收缩应力是导致混凝土产生有害裂缝的主 要原因 ， 设置后浇带可有效减小温度应力、 收 缩应力。 在施工后期 ，后浇带混凝土浇筑完毕 ，使工程变成整 体 ， 以利用“ 后浇带” 办法控制裂缝 并达到不设置永久 伸缩缝的 目的。 当然 ， 后浇带只能解决施工期间的混凝 土 自收缩问题 ，不能解决由于温度变化引起的结构应 力集中问题 ， 更不能替代伸缩缝。在施工过程中， 只 要我们积极总结 ， 不断进行实践 ， 后浇带施工质量才能 不断提高。 参考文献 【 l 】 GB5 0 0 1 0 - 2 0 0 2 ， 混凝土结构设计规范 S 】 【 2 】 梁绍宏浅谈结构后浇带的施工方法 叨科技资讯，2 0 0 6 ， 7 ：2 8 2 9 3 】 乔芙珍 ，鲁正恒后 浇带的设计与施 工 【 J 】 华北水利水 电学院学 报，2 0 0 6， 2 7 ( 3 ) ： 1 8 1 9 【 4 】 闰海华 后浇带的有限元计算分析 与裂缝控制【 D 】 硕士学位论文， 上海 ： 上海大学 2 0 0 5 【 5 J 牛斌，臧 涛浅谈现 浇混凝土 结构 中后 浇带旖 工 J J 科 技信 息， 2 0 0 7， 2 2：4 2 8 - 4 2 9 【 6 】 袁 昆后浇带的应力分析 与在大体积混凝土中的应 用 【 D 】 西安建 筑科技 大学，2 0 0 2 【 7 】 吴纪宁，富鸣后浇带设计与施工探讨 【 J 】 。江苏建筑，2 0 0 1 ， 1 ： 3 9 41 【 8 】 昊锡华建筑物后浇带设计施工的思考阴宁波大学学报( 理 工版) ， 2 0 0 1 ， 1 4 ( 3 ) ： 8 4 - 8 6 【 9 】9 王洪 海，陈玉庆大体积 混凝土后浇带应用快 易收 口网 的施 工实 践【 J 建筑施工， 2 0 0 5 ， 2 7 ( 1 o ) ：5 1 - 5 2 【 1 O 】 王炜 对 设 置 伸缩 后 浇带 取 代伸 缩 缝 的质疑阴建 筑技 术 ， 2 0 0 5 3 6 ( 7 ) ： 5 5 1 5 5 2