混凝土结构后浇带施工探讨
2015-12-17崔振东孙军勇
崔振东,孙军勇
(石嘴山建筑工程质量监督站, 宁夏 石嘴山 753000)
混凝土结构后浇带施工探讨
崔振东,孙军勇
(石嘴山建筑工程质量监督站, 宁夏 石嘴山 753000)
根据寒冷地区冬夏温差大的特点,对混凝土后浇带的施工进行一些探讨和总结,供同行参考指正。
混凝土;后浇带;施工;监理
随着人们生活水平的不断提高,科学技术的不断发展,混凝土工程的浇筑施工工艺也有了大的改进和提高。为解决增大混凝土结构伸缩缝的间距,各地都创造一些行之有效的措施和方法,得到专家的认可,且编入了设计规范。如 GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》,该规范 9.1.3 对下列情况,如有充分依据和可靠措施,本规范表 9.1.1 中的伸缩缝最大间距可适当增大:混凝土浇筑采用后浇带分段施工;采用专门的预加应力措施;采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施。
由于这些措施的实施,建筑师对建筑外立面或室内地面的要求也或出于经济及其他考虑,近年来长体量工程不留伸缩缝的工程设计大量出现,为解决混凝土结构因热胀冷缩出现裂缝,大都采用经济方便的后浇带措施。笔者通过多年的工程质量监督、工程监理工作接触到的设计看,有些设计看起来是有后浇带措施,但并不能解决温度对混凝土结构的影响。如一个工程长 86.4 m,中间留一道后浇带。仅在设计中说明后浇带在主体浇筑 28 d 后浇筑,显然不够严密。因为 28 d 以后浇筑,只能解决混凝土自身的干缩影响,而不能解决因工程超长由温差引起的收缩裂缝。如果该工程主体结浇筑在夏季,后浇带也在夏季浇注完成,入冬之前又难以完成给该工程供暖,则该混凝土结构工程很难抗拒巨大的温差而产生裂缝。本地区属寒冷地区,昼夜温差仅我们纪录到的最高值为 22℃(2008年 5 月 12 日天气预报最低温度 3℃,最高温度 25℃),冬夏温差甚至超过 60℃(2008 年 7 月 7 日最高温度 36℃,2008 年1 月 29 日最低温度 -26℃)。常有一些工程在施工过程中就出现温度裂缝。根据本地属寒冷地区、冬夏温差大的特点,对混凝土后浇带的施工进行一些探讨和总结,供同行参考指正。
1 后浇带浇筑时间选择
(1)从抗震方面讲,越早越好,因为后浇带浇筑后,结构才能形成整体,具备原设计的抗震性能,可以达到原设计的抗震要求,自然结构就安全了。
(2)从抗裂缝方面讲,考虑已浇筑混凝土干缩裂缝,一般常温条件(平均温度 20℃)下,混凝土浇筑 28 d 后,混凝土强度达到设计要求,混凝土因凝固引起的干缩基本结束,就可以浇筑后浇带混凝土。浇筑前尚应进行剔出松动石子、对旧混凝土表面进行毛化处理、清除余渣垃圾等常规工序,当然这只能解决前后两次浇筑形成的施工缝的问题。而温差对结构的影响则要做到后浇带浇筑后,结构的环境温度变化不会太大,一般在冬季来临时能关闭外墙上的门窗,严寒及寒冷地区能够供应暖气,屋面及外墙面保温工程,防水工程做完,以保证冬季混凝土结构周围温度不致过低,造成混凝土的收缩裂缝。
(3)寒冷及严寒地区冬季达不到供暖要求的跨年度工程,宜在第 2 年(可以完工交付使用的年份)年初温度较低时浇筑,由于昼夜温差大,后浇带还宜选择夜间或清晨温度较低的时段浇筑。对工程款不到位的工程该问题尤为重要,当然这种做法主体工程混凝土与后浇带混凝土的浇注间隔时间长,对抗震是极其不利的。
2 后浇带的模板施工
后浇带在没有浇筑前,由于后浇带处没有混凝土,此处钢筋和混凝土没办法共同工作,改变了结构的受力状况,使原来设计的连续梁连续板,变成了近似的悬挑结构。一般来说原设计不会将后浇带两侧按悬挑结构设计,因而后浇带处不能和相邻跨的模板同时拆除。模板需要独立设计,形成独立的支撑体系,这方面其他文章多有论述,这里不再赘述。但这种施工方法有如下不足。
(1)虽然模板是独立体系,但在模板拆除时技术交底稍有不明,管理稍有疏漏或强调不够,工程中后浇带模板被提前误拆的事故经常发生。我们也曾多次参加这样的事故鉴定工作,处理起来非常棘手。轻的给单位带来不必要的麻烦,严重的给工程造成隐患和较大的经济损失。
(2)后浇带的混凝土浇筑一般要滞后几个月时间才能浇筑,后浇带的模板不能参与周转,产生一定的费用,跨年度工程、严寒及寒冷地区冬季须停工的工程尤为明显。
(3)后浇带混凝土浇筑前要剔除松动的石子,对旧混凝土表面进行毛化处理,清理板内的垃圾等常规工序,尤其梁截面较高时进行上述工序的难度较大,施工质量难以达到要求。不少这样的工程拆除模板后,梁底存在垃圾现象,影响工程观感,严重的还会给工程造成隐患。
为克服以上问题我们建议被后浇带断开的梁按悬臂梁进行设计验算一次,被后浇带断开的板按三面支撑进行设计验算和设计,在钢筋绑扎时按原设计绑扎钢筋外还要增加按悬臂梁及三面支撑的板计算出比原设计多出的钢筋,即达到双保险。既能满足后浇带浇筑完成强度达到要求拆除模板后连续梁连续板的受力要求;又可满足后浇带浇筑前近似悬臂梁三面支撑板的受力要求。这样拆摸时就可以不用考虑后浇带的存在,一起拆除。既可加快模板的周转,又由于后浇带的模板已经拆除,有了可操作的空间,后浇带浇筑前清理松动石子毛化混凝土表面都比较方便,这些工序产生的垃圾自动掉落,省去了清理垃圾的工序即可进行模板施工。当然由于是立体施工,上层施工时应注意下层施工人员的安全。
当然也可以把梁仍按连续梁验算,此时混凝土没有浇筑,原来混凝土须承受的压力由受压区的钢筋承担,一般来说受压区和受拉区用的都是同品种钢筋,把受压区的钢筋增加到不小于受拉区钢筋截面即可。应当注意的是这是钢筋在独立承受压力,应严格控制后浇带的宽度,使受压区的钢筋长细比及回转半径符合要求:
式中:L 为后浇带宽度,r 为后浇带处受压钢筋的回转半径,d 为后浇带处最小受压钢筋直径。
由于梁内使用的钢筋直径比较大,比较容易满足这些要求。而板内用的钢筋较细,难以满足要求,板还是按三面支撑的钢筋混凝土板验算较为合适。
应当注意的是,根据《建设工程勘察设计管理条例》(国务院第 293 号令)等法规、规范的规定,验算的结果应由设计单位认可,方可实施。
由于后浇带浇注前,后浇带处钢筋暴露在空气中,已浇筑的混凝土还须养护,环境恶劣会引起钢筋的锈蚀,我们建议梁内受压、受拉钢筋各增加不少于原钢筋的 20%,且不少于两根原直径钢筋。板内各增加不少于 50%。
3 结 语
按上述方法施工缺点是增加了钢筋的用量,增加了钢筋费用。优点是模板可以同时拆除,施工简单化,管理方便,彻底消除了因误拆模板造成的隐患和损失。模板拆除时道路通畅,施工方便,节约人工,加速了模板的周转,减少了人工费和模板费用。后者减少的费用远远超过增加钢筋用量所增加的费用。由于该方法施工对已浇混凝土的表面毛化处理和垃圾的清理时,不受底模的影响,后浇带还可以设计得窄一些。
后浇带处梁内的压力由受压区的钢筋承受,现行设计规范对构造钢筋都有严格的要求,后浇带处两端支座处的负弯矩钢筋可以通长配置,不足部分即要增加的钢筋每根长度仅为仅为后浇带的宽度加上 2 倍的锚固长度,增加的钢筋则更有限,会带来更大的经济效益。同时由于梁后浇带混凝土虽未浇筑,但梁内已配有足够的钢筋,基本可以传递梁轴线方向的地震力,对结构的抗震性能有一定的保障。因而采用该方法较为合适。
通信地址:宁夏回族自治区石嘴山大武口区裕民路88号。
TU712
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1007-4104(2015)03-0078-02
2014-09-02
崔振东(1939—),高级工程师,注册监理工程师,曾任石嘴山质监站站长、石嘴山新区建设顾问;孙军勇,工程师,宁夏石嘴山市建筑工程质量监督站站长。