項目部根據工程的實際情況,借鑒地下室外墻后澆帶提前封閉的成功經驗,采取了加強后澆帶兩側支撐、焊接混凝土澆筑管道(兼作排氣管道)、預制混凝土蓋板覆蓋、強化防水施工和土方回填、澆筑自密實混凝土的措施,實現了防水、土方整體施工,便于現場平面布置、材料構件堆放、各專業及裝修提前施工。
1 工程概況
天津港保稅區生活區B01住宅項目工程位于天津開發區泰達大街南側,與太湖路和盛達街相鄰。本工程總用地面積為71 112.54 m2,總建筑面積為231 717.78 m2。其中,地下車庫總面積為44 293.62 m2。地上建筑由16棟30~33層高層住宅和6棟附屬配套建筑組成。其中,高層建筑結構形式為混凝土剪力墻結構,檐口高度為97.5 m,地下車庫最長處長度為567.5 m,最寬處為121.2 m。
本工程主樓全部位于地下室范圍之內,主樓高度高、地下室面積大,主樓與地下室之間的基底壓力、沉降差異大。除了在地下車庫設置了常規的后澆帶之外,在每棟主樓周邊還設置了封閉的沉降后澆帶。
根據工程總體施工計劃,地下室頂板結構全部施工完成時間為2013-01,而主樓主體結構完成時間最快為2013-08,時間差為半年以上。為了實現2013年春節后進行車庫頂板土方回填、4月份開始進行頂板各種配套管線施工的目標,必須采取特殊措施減少因沉降后澆帶存在帶來的影響。
2 施工前期準備
在施工前,應做好以下幾方面的工作:①結合設計院對沉降后澆帶的設計進行優化,進一步減少后澆帶的設置數量和長度,同時使后澆帶位置更接近主樓。②預制混凝土蓋板。在對后澆帶兩側混凝土結構接槎部位鑿毛處理并清理干凈、后澆帶鋼筋通過隱蔽驗收后,用預制蓋板進行封閉覆蓋。為便于施工,灌注鋼管的部位均應采用現澆的方式封閉。③后澆帶支撐的設計。由于主樓施工電梯布置位置緊鄰后澆帶,因此需要專門對支撐進行加強,以滿足后澆帶和電梯布置的需要。同時,支撐設計必須考慮土方和其他荷載的作用。④自密實混凝土澆筑方案的編制。
3 施工難點及對策
3.1 蓋板設計
蓋板上部覆土厚度為1.7 m,蓋板設計要滿足材料堆放和其他各種活荷載的要求。根據計算結果,蓋板設計配筋為雙層雙向¢8@120,混凝土等級為C25,鋼筋保護層為15 mm。此外,蓋板應滿足現場運輸、安裝的需要,將其長度設置為1.5 m,預埋¢8鋼筋吊環。
3.2 后澆帶兩側的結構安全及支撐設計
后澆帶兩側的梁板為懸臂結構,同樣承受著地下室頂板覆土的壓力和其他各種活荷載。經過與設計院溝通、測算,決定在后澆帶兩側做雙排支撐。為保證支撐體系的穩定、有效,需要做架體設計,并計算其受力安全性能。
3.3 混凝土灌注管道的布置及固定
灌注用管道采用¢300鋼管,壁厚4 mm,高度為1.8 m(滿足車庫頂板第一步雜土和最終的種植土回填),鋼管底部與后澆帶分布筋焊接固定。管道間距不大于4 m,后澆帶轉角部位必須設置一處。
3.4 后澆帶鋼筋的保護
為避免后澆帶鋼筋在混凝土澆筑前出現銹蝕,可涂刷環氧樹脂,以確保其在自然環境中不受侵蝕。
3.5 自密實混凝土的澆筑
采用C30自密實混凝土進行澆筑。為保證密實效果,可采用振搗棒振搗。
4 施工工藝
施工工藝流程為:支撐體系施工→灌注管道固定和后澆帶封閉→防水及保護層施工→回填土施工→澆筑準備→混凝土澆筑。
4.1 支撐體系施工
在后澆帶兩側分別設置雙排腳手架支撐,并與地下室滿堂腳手架斷開,以免在地下室滿堂腳手架拆除時對其造成影響。立桿縱橫間距為600 mm,內側立桿距后澆帶邊緣100 mm,立桿自由端長度≤350 mm;大小橫桿步距為1 800 mm,且不少于3道,縱橫掃地桿距地300 mm;立桿底部設置木方墊塊,立桿上用U型托托住100 mm×100 mm木方頂緊梁底。后澆帶兩側雙排腳手架用腳手管連成一體,以增強整體穩定性,其間距同立桿,步距同小橫桿。沿后澆帶縱向每隔3 m設置一道剪刀撐。
4.2 灌注管道固定和后澆帶封閉
后澆帶驗收后即可安裝預制蓋板。灌注鋼管設置部位后澆帶預留1 m的范圍進行焊接固定。鋼管焊接完成后,開始此部位現澆蓋板的施工,配筋和混凝土標號同預制蓋板。
蓋板封閉完成后,對其邊緣部位采用細石混凝土抹邊;然后對蓋板表面整體進行一遍抹灰,使其表面平整、光滑,滿足下一道防水工序的施工需求。對管道上口進行臨時封閉,避免混凝土澆筑前掉落雜物。
灌注管道固定和后澆帶封閉情況如圖1所示。
4.3 防水和保護層施工
防水施工前首先要進行防水附加層施工,重點處理好管道根部。現階段,防水層沿管道上返高度不小于1 m,待混凝土灌注完成后再進行剩余部分的防水封閉施工。
防水保護層同車庫頂板保護層,采用C15細石混凝土,配筋為¢6@150,避免保護層出現收縮裂縫。
為強化管道的保護和固定,防水保護層完成后需對管道進行混凝土包封。包封尺寸為600 mm×600 mm,高度為500 mm,標號為C20. 防水和保護層施工情況如圖2所示,圖3為防水和保護層施工中包封尺寸示意圖。
圖1 灌注管道固定和后澆帶封閉情況 圖2 防水和保護層施工情況
圖3 包封尺寸示意圖
4.4 回填土施工
待頂板防水保護層強度達到75%以上時進行回填土施工。回填土按照設計要求采用原槽土。預先對原槽土進行晾曬,并清除其中的雜物,以滿足頂板回填要求。在灌注管道處設置彩旗等標識物,避免造成碰撞。
為避免對車庫結構頂板產生影響,嚴禁采用大型卡車運輸,應采用小型翻斗車并輔以人工卸土、平整。
土方傾倒應遠離灌注管道,由人工在灌注管道周邊還土,并及時夯實處理。回填土分層夯實,取樣合格后進行場地硬化施工,形成環形道路,重新進行現場總平面布置,同時注意砌筑材料、專業安裝和二次結構的場地安排。
4.5 澆筑準備
主體結構施工完成后,經設計、勘察、樁基礎施工單位分析沉降、觀測數據,確認主樓沉降穩定后,立即進行后澆帶混凝土澆筑施工。
由專人檢查地下室后澆帶支撐和模板的情況,并進行必要的加強和封堵。檢查灌注管道的封堵情況,如果有雜物掉入,
需及時清除。
4.6 混凝土澆筑
提前沿后澆帶布設澆筑用混凝土泵管。混凝土采用C30自密實混凝土。自密實混凝土具有較高的流動性,不易離析、不沁水,不用振搗,可依靠自身的質量流平。澆筑前應嚴格檢查配比單,添加劑必須有出廠合格證和產品技術信息,并按照相應的技術標準和設計要求配比,同時要檢驗混凝土塌落度、擴展度、和易性,確保符合技術要求。
澆筑前用清水浸潤后澆帶,灌注由拐角部位開始,向兩端延伸,并通過觀察灌注管道內的情況,掌握灌注效果。為了避免局部不密實、影響結構安全的情況出現,現場采用直徑為35 mm的振動器,通過灌注管道下部探入后澆帶進行振搗,以利于排氣并加強整體密實效果。地下室內設專人看管,發現異常情況,及時處理。此外,在澆筑混凝土時,利用工具敲打后澆帶底模板下部和邊緣部位,加強混凝土的密實效果。
最終所有的灌注管道內混凝土高度應保持在1 m左右,并不再下降。管道上部剩余空間擇機灌注微膨脹混凝土進行封閉。相關工作完成后,將管道外側防水層完全封閉,并澆筑混凝土包封為一個整體。
澆筑完成后留置1組標準養護試塊和3組同條件試塊,同條件試塊強度作為拆模依據。
5 效果及優、缺點
B01項目部結合工程特點,采用了改進后的后澆帶預封閉技術,既簡化了部分項目下部壓力灌注的煩瑣步驟,又保證了灌注效果,成功實現了在主體結構施工期間進行車庫頂板全部的土方回填,提前插入專業管線施工的目標,為項目部最終實現合同工期提供了保障。對混凝土澆筑前后進行觀察,均未出現滲漏現象,實現了預期的目標。
本施工工藝具有如下優點:①后澆帶提前覆蓋封閉后,可及時做防水并完成保護層,既能防止雜物掉入、雨水流入,為地下室施工創造良好的條件,又能避免鋼筋銹蝕,削弱結構強度。②整體完成土方回填,避免因后澆帶無法封閉造成現場出現以主樓為核心的“孤島”,可更加科學地規劃并利用場地,滿足消防環形通道要求、二次結構砌筑材料的堆放、水電及各專業裝修材料的堆放,滿足文明施工要求。③提前半年完成土方回填,使土體在自然環境下又經過了進一步的沉降密實,滿足了提前插入給水、中水、熱力、雨污排水等管線施工,避免了后期大量交叉作業互相影響的情況。④科學地縮短了項目工期,降低了周轉材料租賃費、大型機械使用費、人員工資等費用,帶來了一定的經濟效益和社會效益。
缺點如下:①后澆帶兩側支撐架體需要嚴謹計算并適當加強,同時施工電梯位置支撐也要相應加強,增加了一部分鋼管支撐的費用。②需要投入灌注用鋼管、制作預制蓋板及安裝、混凝土包封等相關資金。③自密實混凝土造價比同強度等級的普通混凝土略高。