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高層建筑快易收口網沉降后澆帶的研究現狀與分

  • 時間:2015-07-17 09:40:26????????瀏覽量:????????作者:...
摘要:傳統的沉降后澆帶需要在主體結構封頂結構變形穩定之后才能澆筑,留置時問長,降水費用高。針對傳統高層建筑沉降后澆帶的小足和出現的若干問題,本文根據沉降后澆帶在規范中的設計要求,分別對后澆帶的形式、防水構造、混凝土澆筑和超前比水等方面作出了總結和歸納,綜述了國內幾種關于提前停n降水的新型高層建筑沉降后澆帶專利技術研究現狀,并對部分工程實例應用超前比水后澆帶專利的效果做出了分析。

1、引言:
    建筑物的沉降如果超過一定的限度就會影響到它的正常使用,尤其產生不均勻沉降,會危及建筑物的安全,而且在施工建設中,對于荷載差距較大、且又相連接的建筑結構體,往往留有沉降后澆帶,此時的沉降觀測是指導施工的依據;建筑物在建設中隨著荷載的不斷增加,沉降量也會不斷的增大,當荷載停止增加時,沉降也會逐漸趨于停止。
    傳統沉降后澆帶設計要求一般要等到主樓結構封頂沉降量基本完成之后才能澆筑沉降后澆帶的混凝土。大量工程實踐表明,按此要求施工,帶來了以下諸多不便:1)施工降水不能把停止,大大地增加了降
水周期;2)基坑不能回填;3)沉降縫周邊支頂不能拆除。這些問題既影響施工工期又增加工程造價。以沈陽市某30層科技大樓為例,其設計在主樓與裙房間設置了沉降后澆帶。在425天的施工中降水費用高達
1530萬元(水資源消耗與排放費和14眼井的抽水費用)。若能在主樓未封頂時提前停止降水,既可以很大程度地解決上述問題,與對保護水資源有積極的意義。
 
2、沉降后澆帶在現行規范中的設計要求:
2.1、后澆帶形式:
    根據《地下工程防水技術規范((GB50108-2008))) }2}(以下簡稱防水規范))5.2.4條文中對其寬度的要求和5.2.5條文中對后澆帶的形式要求。后澆帶的形式有平直縫、階梯縫和企口縫三種。平直縫的特點是施工時模板安裝與拆除簡便,滲水路線短,后澆帶的界面結合質量不易保證。階梯縫的特點是支模簡單、拆除容易、抗滲路線延長,抗滲性好、后期施工清理容易。企口縫的特點是混凝土結合面也垂直于水壓方向,界面結合面較好,抗滲路線延長。企口縫是規范未提及的一種后澆帶的形式,目前的設計也較為常見。
圖1后澆帶三種形式及寬度要求

2.2、后澆帶防水構造:
    防水規范5.2.5條文推薦了幾種防水構造,主要差別為防水措施不同,分別為平直縫后澆帶形式縫中布置遇水膨脹止水條(膠)、平直縫后澆帶形式迎水面設置外貼式止水帶、階梯縫后澆帶形式縫中布置遇水月彭脹止水條(膠)。
    遇水膨脹止水條是具有遇水膨脹性能的遇水膨脹膩子條和遇水膨脹橡膠條的統稱。該種橡膠在遇水后產生2-3倍的膨脹變形,并充滿接縫的所有不規則表面、空穴及間隙,同時產生巨大的接觸壓力,徹底防止滲漏。當接縫或施工縫發生位移,造成間隙超出材料的彈性范圍時,普通型橡膠止水材料則失去止水作用。而該材料還可以通過吸水膨脹來止水。使用遇水膨脹橡膠作為堵漏密封止水材料,不僅用量節省,而且還可以消除一般彈性材料因過大壓縮而引起彈性疲勞的特點,使防水效果更為可靠。
    外貼式止水帶又稱背貼式止水帶或外置式止水帶,是一種在地下構筑物混凝土變形縫、沉降縫壁板外側(迎水面)設置的一種止水構造,具有以止水帶的材料彈性和結構形式來適應混凝土伸縮變形的能力。外貼式止水帶按材質可分為外貼橡膠止水帶和外貼塑料止水帶,按施工位置可分為EP中間無孔型外貼止水帶和EB中間有孔型外貼止水帶。橡膠止水帶是利用橡膠的高彈性和壓縮變形性,在各種載荷下產生彈性變形,從而起到有效緊固密封,防止建筑構造的漏水、滲水及減震緩沖的作用。
 
2.3、后澆帶混凝土澆筑:
    防水規范5.2.6條文規定澆筑后澆帶的混凝土必須采用補償收縮混凝土,采用膨脹水泥配制,也可采用添加具有膨脹作用的外加劑和普通水泥配制,混凝土的強度應提高一個等級,其配合比通過試驗確定,摻入早強減水劑,且應認真配制,精心振搗。由于膨脹劑的摻量直接影響混凝土的質量,因此,要求膨脹劑的稱量由專人負責。所用膨脹劑和外加劑的品種,應根據工程性質和現場施工條件選擇,并事先通過試驗確定配合比,并適當延長摻膨脹劑的混凝土攪拌時間,以使混凝土攪拌均勻。沉降后澆帶的封閉時間可以根據封閉后沉降后澆帶兩側的差異沉降來控制,一般差異沉降不超過10mm。
2.4、后澆帶超前止水:
    防水規范5.2.14條文規定后澆帶需要超前止水時,后澆帶部分的混凝土應局部加厚,并用增設外貼式或中埋式止水帶。具體構造形式參照防水規范(GB50108-2008)圖5.2.14所示。
    雖然超前止水的概念已經在防水規范中提及,但是由于設計單位一般是結構和建筑分開設計,而防水
 
3、后澆帶防水構造專利技術分析:
    肖華鋒等人發明的“一種基礎外墻超前止水后澆帶”的中國專利公開了一種基礎外墻超前止水后澆帶。其構造與在后澆帶迎水面外側部分設置先澆混凝土導墻,在導墻與后澆帶之間增設一道內填充擠聚苯板的隔離縫,在導墻中間設置伸縮縫,縫內設置橡膠止水帶,后澆帶側面設置快易收口網和遇水膨脹止水條[[5]快易收口網具有力學性能好、受側壓力小、自重輕、運輸和安裝方便、界面性能理想、便于穿筋和連續綁扎鋼筋、套接及裁剪簡便、易于彎曲成型等特點??煲资湛诰W模板易彎曲、易成型,在異形后澆帶處同樣適用[6]。
 
    洪忠衛等人發明的“基礎底板超前止水后澆帶”的中國專利公開的基礎底板超前止水后澆帶與肖華鋒等人的專利構造類似,差別在于留置在伸縮縫內的填充材料為木質纖維瀝青板,后澆帶側面設置安裝鋼絲網和止水鋼板[f}l。然而易斐認為建施工單位在施工該位置時為了解決止水帶下部拆膜難的問題時,直接采用安裝苯板當模板使用,后期不拆。然而苯板事實上已經當成了填充材料,且它的壓縮量很大,無法滿足對底板防水層被襯要求。使得防水層長期處于水壓力作用下受持續張力作用產生徐變。
 
    上述兩份專利文獻中超前止水帶均涉及到在超前止水帶的中部位置留置伸縮縫,伸縮縫內填入擠塑聚苯板或木質纖維瀝青板,在伸縮縫的中部設置橡膠止水帶。但這種結構也存在一定的不足,由于橡膠止水帶固定不好,在澆筑混凝土施工中容易偏移和拉裂;擠塑聚苯板或木質纖維瀝青板本身強度不夠導致施工中變形。這些不足都會導致超前止水帶發生滲漏水,給后澆帶的防水帶來不利影響,嚴重的會給建筑安全帶來不利影響。之后的專利構造都對出現的問題提出了改進的方法。
 
    趙順增等人發明的“一種地下工程后澆帶超前止水鋼板構造”的中國專利指出上述技術均需要在墊層混凝土施工前,就預先在后澆帶部位下挖土方,如果底板下有外防水層,尚需施工防水層,費工費時;用橡膠止水帶,施工中很容易損壞,止水效果不理想;另外,由于預留的伸縮縫寬度很窄,調節變形的能力有限。提出了一種的后澆帶超前止水鋼板構造。其方法是在地下工程基礎墊層混凝土或之上的防水材料的保護層上預留后澆帶的部位直接水平鋪設本發明的后澆帶超前止水鋼板構造,超前止水鋼板構造的中心線與預留的后澆帶中心線重疊;然后綁扎鋼筋和后澆帶側模,在側模外側澆筑基礎底板混凝土并使所述超前止水鋼板構造的止水凸起嵌入基礎底板的混凝土之中。
圖3后澆帶超前ih水鋼板構造(CN 202007422 U)
 
圖3后澆帶超前ih水鋼板構造(CN 202007422 U)
    徐承強等人發明的“一種可提前停止降水的沉降后澆帶”的中國專利提出了一種可提前停止降水的沉降后澆帶,可在上部結構施工到一定層數,當結構自重能壓住水浮力時,即停止降水。水位上升時,后澆帶處的水浮力依靠加厚鋼筋混凝土板來抵抗,鋼筋混凝土板中埋的止水帶及聚苯乙烯泡沫塑料板能阻止水進入地下室,且后澆帶兩側結構仍能允許沉降差異,從而達到不封閉后澆帶即可提前停止降水的目的,大大提高經濟效益。通過在鋼筋混凝土板底設置一道防水卷材,縫內設置有變形能力的中埋式止水鋼板,后澆帶兩側設置鋼板網及遇水膨脹止水條,總共形成三道防水屏障。其中,縫內設置的止水板,如紫銅板、鋁板還有防銹防腐性能,保證了結構的防水性能[9]。
 
    夏清準等人發明的“一種地下室后澆帶超前止水隔離結構公開號”的中國專利提出了一種防水規范超前止水構造類似的形式,其特征在于:兩側的先澆鋼筋混凝土板與后澆帶之間設有兩端分別插入先澆鋼筋混凝土板與后澆帶內的開口朝下的U型止水鋼板[’‘)]。牟淑瓊認為止水鋼板應向上折起,向下彎折的止水鋼板并不能有效地止住上升的滲水,反而會造成下列問題:(l)下折的鋼板下側空間很小,難以清理完善;(2)澆注后澆帶混凝土時,下折的鋼板又會聚集氣體使混凝土不能充實,形成混凝土缺陷。
 
    胡劍興等人發明的“一種超前止水后澆帶結構的地下室底板”的中國專利針對超前止水后澆帶的鋼筋布置提出了詳細的方案[’2]。通過在橡膠止水帶上設置扁鐵片夾住橡膠止水帶的兩端、扁鐵片與超前止水帶鋼筋結構架焊接這一改進,有效地防止了現有技術中的超前止水帶存在的橡膠止水帶容易發生位置偏移和拉裂;通過在超前止水帶的伸縮縫內填充材料擠塑聚苯板的兩側增加設置模板、塑料墊塊以及檔板,改進超前止水帶鋼筋結構架的主筋形狀結構,使其與填充構件構成彈性對頂從而有效地防止了現有技術中填充材料因剛度不夠容易造成的伸縮縫變形等缺陷;通過上述兩項改進,有效地防止了地下室底板因超前止水后澆帶造成的滲漏水現象,提高了地下室底板施工質量和防水可靠性。
 
    劉偉等人發明的“封閉式超前止水后澆帶,,的中國專利提出的構造中伸縮縫在高度方向的中間橫跨伸縮縫設置一道中段有曲折可拉伸的、寬度不小于300 mm的金屬止水帶,專利認為紫銅片為剛性防水,可選用不銹鋼板代替,采用此類剛性止水材料,因其自身物理特性及更好的抗腐蝕性,比傳統的橡膠止水帶的止水效果更好,耐久性更好。
 
 4、工程實例:
4.1、三亞海棠灣萬麗度假村項目:
   酒店和會議中心總建筑面積  105099 m2,其中地下建筑面積  22453 m2,主要采用天然地基,筏形基礎,大堂部分采用獨立基礎。工程對設計后澆帶施工工藝進行了改進,采用了超前止水施工工藝?;A底板后澆帶施工時,需要將后澆帶位置下降  200~300mm,以增強超前止水部位整體穩定性,防止地下水位上升造成防水層上浮。另外,后澆帶兩側設置成凹凸的造型,并在澆筑底板混凝土前,采用鋼筋骨架加鋼絲網片的支模方式。外墻后澆帶施工時,在外墻后澆帶外部增加道磚模和磚井。磚墻抹灰后作為超前防水的基層,外墻超前止水也設置了伸縮縫和橡膠棒,采用三元乙丙防水卷材作為止水材料。工程采用超前止水施工工藝半年多以來,未發現任何滲漏現象,說明工藝行之有效。另外,工程地下工程施工時,共布設約2000口輕型井點進行降水,按照海南省施工定額每50口井點每天使用成本880元計,工程采用超前止水施工工藝提前  35d 停止降水節省成本約  123.2萬元[14]。 

4.2、天津浯水道寶喜家園地下車庫 :
  津浯水道限價房占地面積  193000 m2,寶喜家園位于C地塊,其地下車庫為地下1層,頂板覆土600 mm,現澆鋼筋混凝土框架結構,結構設計使用年限為50年,防水等級為二級。采用中國建筑材料科學研究總院的地下工程超前止水技術,即公開號 CN 202595763 U  的中國專利。當地下建筑結構重量能夠平衡上浮力之后,即提前撤掉降水,沉降后澆帶處未發現任何滲漏現象,說明專利工藝行之有效。不僅節約地下水資源,降低施工成本,還可以減少因降水對周邊建筑穩定性的影響[15]。 

4.3、聊城市民文化中心工程:
   主體建筑面積  83000m2,其中地上 56000m2,地下  27000m2。建筑層數為地下1層,地上5層。地下車庫結構為板柱—抗震墻結構,基礎形式為筏板基礎加柱墩,屋蓋采用柱支撐現澆密肋樓蓋形式。主樓與車庫之間設置了沉降后澆帶。,為了能夠在后澆帶封閉澆筑前提前停止降水,節省工程成本,采用中國建筑材料科學研究總院專利后澆帶超前止水技術。施工單位工作人員認為該技術施工簡便,效果可靠,節省工程成本,與傳統的超前止水措施相比,優勢明顯,應成為以后超前止水施工的首選[16]。 

5、總結與展望 :
   超前止水后澆帶的應用不僅對施工成本的節約有很大的意義,而且對于地下水的保護有積極的意義。目前,超前止水的應用還不廣泛,還受到一定的條件限制,究其原因,建筑地質條件差異明顯,相鄰建筑往往也有很大區別,土體狀況地域性差異顯著,超前止水后澆帶需要根據實際施工地質狀況進行綜合論證。如今,很多城市都發布了施工保護地下水的通知。以北京為例,2007年 11 月14日北京市建設委員會辦公室印發了關于《北京市建設工程施工降水管理辦法》的通知(京建科教〔2007〕1158 號),自 2008 年3 月1日起,北京市所有新開工的工程限制進行施工降水。因此,在保護地下水資源的科學發展觀影響下,超前止水后澆帶在今后的應用會隨著研究的深入,有著更廣泛的應用。 

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