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高层建筑快易收口网沉降后浇带的研究现状与分

  • 时间:2015-07-17 09:40:26        浏览量:        作者:...
摘要:传统的沉降后浇带需要在主体结构封顶结构变形稳定之后才能浇筑,留置时问长,降水费用高。针对传统高层建筑沉降后浇带的小足和出现的若干问题,本文根据沉降后浇带在规范中的设计要求,分别对后浇带的形式、防水构造、混凝土浇筑和超前比水等方面作出了总结和归纳,综述了国内几种关于提前停n降水的新型高层建筑沉降后浇带专利技术研究现状,并对部分工程实例应用超前比水后浇带专利的效果做出了分析。

1、引言:
    建筑物的沉降如果超过一定的限度就会影响到它的正常使用,尤其产生不均匀沉降,会危及建筑物的安全,而且在施工建设中,对于荷载差距较大、且又相连接的建筑结构体,往往留有沉降后浇带,此时的沉降观测是指导施工的依据;建筑物在建设中随着荷载的不断增加,沉降量也会不断的增大,当荷载停止增加时,沉降也会逐渐趋于停止。
    传统沉降后浇带设计要求一般要等到主楼结构封顶沉降量基本完成之后才能浇筑沉降后浇带的混凝土。大量工程实践表明,按此要求施工,带来了以下诸多不便: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)沉降缝周边支顶不能拆除。这些问题既影响施工工期又增加工程造价。以沈阳市某30层科技大楼为例,其设计在主楼与裙房间设置了沉降后浇带。在425天的施工中降水费用高达
1530万元(水资源消耗与排放费和14眼井的抽水费用)。若能在主楼未封顶时提前停止降水,既可以很大程度地解决上述问题,与对保护水资源有积极的意义。
 
2、沉降后浇带在现行规范中的设计要求:
2.1、后浇带形式:
    根据《地下工程防水技术规范((GB50108-2008))) }2}(以下简称防水规范))5.2.4条文中对其宽度的要求和5.2.5条文中对后浇带的形式要求。后浇带的形式有平直缝、阶梯缝和企口缝三种。平直缝的特点是施工时模板安装与拆除简便,渗水路线短,后浇带的界面结合质量不易保证。阶梯缝的特点是支模简单、拆除容易、抗渗路线延长,抗渗性好、后期施工清理容易。企口缝的特点是混凝土结合面也垂直于水压方向,界面结合面较好,抗渗路线延长。企口缝是规范未提及的一种后浇带的形式,目前的设计也较为常见。
图1后浇带三种形式及宽度要求

2.2、后浇带防水构造:
    防水规范5.2.5条文推荐了几种防水构造,主要差别为防水措施不同,分别为平直缝后浇带形式缝中布置遇水膨胀止水条(胶)、平直缝后浇带形式迎水面设置外贴式止水带、阶梯缝后浇带形式缝中布置遇水月彭胀止水条(胶)。
    遇水膨胀止水条是具有遇水膨胀性能的遇水膨胀腻子条和遇水膨胀橡胶条的统称。该种橡胶在遇水后产生2-3倍的膨胀变形,并充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙,同时产生巨大的接触压力,彻底防止渗漏。当接缝或施工缝发生位移,造成间隙超出材料的弹性范围时,普通型橡胶止水材料则失去止水作用。而该材料还可以通过吸水膨胀来止水。使用遇水膨胀橡胶作为堵漏密封止水材料,不仅用量节省,而且还可以消除一般弹性材料因过大压缩而引起弹性疲劳的特点,使防水效果更为可靠。
    外贴式止水带又称背贴式止水带或外置式止水带,是一种在地下构筑物混凝土变形缝、沉降缝壁板外侧(迎水面)设置的一种止水构造,具有以止水带的材料弹性和结构形式来适应混凝土伸缩变形的能力。外贴式止水带按材质可分为外贴橡胶止水带和外贴塑料止水带,按施工位置可分为EP中间无孔型外贴止水带和EB中间有孔型外贴止水带。橡胶止水带是利用橡胶的高弹性和压缩变形性,在各种载荷下产生弹性变形,从而起到有效紧固密封,防止建筑构造的漏水、渗水及减震缓冲的作用。
 
2.3、后浇带混凝土浇筑:
    防水规范5.2.6条文规定浇筑后浇带的混凝土必须采用补偿收缩混凝土,采用膨胀水泥配制,也可采用添加具有膨胀作用的外加剂和普通水泥配制,混凝土的强度应提高一个等级,其配合比通过试验确定,掺入早强减水剂,且应认真配制,精心振捣。由于膨胀剂的掺量直接影响混凝土的质量,因此,要求膨胀剂的称量由专人负责。所用膨胀剂和外加剂的品种,应根据工程性质和现场施工条件选择,并事先通过试验确定配合比,并适当延长掺膨胀剂的混凝土搅拌时间,以使混凝土搅拌均匀。沉降后浇带的封闭时间可以根据封闭后沉降后浇带两侧的差异沉降来控制,一般差异沉降不超过10mm。
2.4、后浇带超前止水:
    防水规范5.2.14条文规定后浇带需要超前止水时,后浇带部分的混凝土应局部加厚,并用增设外贴式或中埋式止水带。具体构造形式参照防水规范(GB50108-2008)图5.2.14所示。
    虽然超前止水的概念已经在防水规范中提及,但是由于设计单位一般是结构和建筑分开设计,而防水
 
3、后浇带防水构造专利技术分析:
    肖华锋等人发明的“一种基础外墙超前止水后浇带”的中国专利公开了一种基础外墙超前止水后浇带。其构造与在后浇带迎水面外侧部分设置先浇混凝土导墙,在导墙与后浇带之间增设一道内填充挤聚苯板的隔离缝,在导墙中间设置伸缩缝,缝内设置橡胶止水带,后浇带侧面设置快易收口网和遇水膨胀止水条[[5]快易收口网具有力学性能好、受侧压力小、自重轻、运输和安装方便、界面性能理想、便于穿筋和连续绑扎钢筋、套接及裁剪简便、易于弯曲成型等特点。快易收口网模板易弯曲、易成型,在异形后浇带处同样适用[6]。
 
    洪忠卫等人发明的“基础底板超前止水后浇带”的中国专利公开的基础底板超前止水后浇带与肖华锋等人的专利构造类似,差别在于留置在伸缩缝内的填充材料为木质纤维沥青板,后浇带侧面设置安装钢丝网和止水钢板[f}l。然而易斐认为建施工单位在施工该位置时为了解决止水带下部拆膜难的问题时,直接采用安装苯板当模板使用,后期不拆。然而苯板事实上已经当成了填充材料,且它的压缩量很大,无法满足对底板防水层被衬要求。使得防水层长期处于水压力作用下受持续张力作用产生徐变。
 
    上述两份专利文献中超前止水带均涉及到在超前止水带的中部位置留置伸缩缝,伸缩缝内填入挤塑聚苯板或木质纤维沥青板,在伸缩缝的中部设置橡胶止水带。但这种结构也存在一定的不足,由于橡胶止水带固定不好,在浇筑混凝土施工中容易偏移和拉裂;挤塑聚苯板或木质纤维沥青板本身强度不够导致施工中变形。这些不足都会导致超前止水带发生渗漏水,给后浇带的防水带来不利影响,严重的会给建筑安全带来不利影响。之后的专利构造都对出现的问题提出了改进的方法。
 
    赵顺增等人发明的“一种地下工程后浇带超前止水钢板构造”的中国专利指出上述技术均需要在垫层混凝土施工前,就预先在后浇带部位下挖土方,如果底板下有外防水层,尚需施工防水层,费工费时;用橡胶止水带,施工中很容易损坏,止水效果不理想;另外,由于预留的伸缩缝宽度很窄,调节变形的能力有限。提出了一种的后浇带超前止水钢板构造。其方法是在地下工程基础垫层混凝土或之上的防水材料的保护层上预留后浇带的部位直接水平铺设本发明的后浇带超前止水钢板构造,超前止水钢板构造的中心线与预留的后浇带中心线重叠;然后绑扎钢筋和后浇带侧模,在侧模外侧浇筑基础底板混凝土并使所述超前止水钢板构造的止水凸起嵌入基础底板的混凝土之中。
图3后浇带超前ih水钢板构造(CN 202007422 U)
 
图3后浇带超前ih水钢板构造(CN 202007422 U)
    徐承强等人发明的“一种可提前停止降水的沉降后浇带”的中国专利提出了一种可提前停止降水的沉降后浇带,可在上部结构施工到一定层数,当结构自重能压住水浮力时,即停止降水。水位上升时,后浇带处的水浮力依靠加厚钢筋混凝土板来抵抗,钢筋混凝土板中埋的止水带及聚苯乙烯泡沫塑料板能阻止水进入地下室,且后浇带两侧结构仍能允许沉降差异,从而达到不封闭后浇带即可提前停止降水的目的,大大提高经济效益。通过在钢筋混凝土板底设置一道防水卷材,缝内设置有变形能力的中埋式止水钢板,后浇带两侧设置钢板网及遇水膨胀止水条,总共形成三道防水屏障。其中,缝内设置的止水板,如紫铜板、铝板还有防锈防腐性能,保证了结构的防水性能[9]。
 
    夏清准等人发明的“一种地下室后浇带超前止水隔离结构公开号”的中国专利提出了一种防水规范超前止水构造类似的形式,其特征在于:两侧的先浇钢筋混凝土板与后浇带之间设有两端分别插入先浇钢筋混凝土板与后浇带内的开口朝下的U型止水钢板[’‘)]。牟淑琼认为止水钢板应向上折起,向下弯折的止水钢板并不能有效地止住上升的渗水,反而会造成下列问题:(l)下折的钢板下侧空间很小,难以清理完善;(2)浇注后浇带混凝土时,下折的钢板又会聚集气体使混凝土不能充实,形成混凝土缺陷。
 
    胡剑兴等人发明的“一种超前止水后浇带结构的地下室底板”的中国专利针对超前止水后浇带的钢筋布置提出了详细的方案[’2]。通过在橡胶止水带上设置扁铁片夹住橡胶止水带的两端、扁铁片与超前止水带钢筋结构架焊接这一改进,有效地防止了现有技术中的超前止水带存在的橡胶止水带容易发生位置偏移和拉裂;通过在超前止水带的伸缩缝内填充材料挤塑聚苯板的两侧增加设置模板、塑料垫块以及档板,改进超前止水带钢筋结构架的主筋形状结构,使其与填充构件构成弹性对顶从而有效地防止了现有技术中填充材料因刚度不够容易造成的伸缩缝变形等缺陷;通过上述两项改进,有效地防止了地下室底板因超前止水后浇带造成的渗漏水现象,提高了地下室底板施工质量和防水可靠性。
 
    刘伟等人发明的“封闭式超前止水后浇带,,的中国专利提出的构造中伸缩缝在高度方向的中间横跨伸缩缝设置一道中段有曲折可拉伸的、宽度不小于300 mm的金属止水带,专利认为紫铜片为刚性防水,可选用不锈钢板代替,采用此类刚性止水材料,因其自身物理特性及更好的抗腐蚀性,比传统的橡胶止水带的止水效果更好,耐久性更好。
 
 4、工程实例:
4.1、三亚海棠湾万丽度假村项目:
   酒店和会议中心总建筑面积  105099 m2,其中地下建筑面积  22453 m2,主要采用天然地基,筏形基础,大堂部分采用独立基础。工程对设计后浇带施工工艺进行了改进,采用了超前止水施工工艺。基础底板后浇带施工时,需要将后浇带位置下降  200~300mm,以增强超前止水部位整体稳定性,防止地下水位上升造成防水层上浮。另外,后浇带两侧设置成凹凸的造型,并在浇筑底板混凝土前,采用钢筋骨架加钢丝网片的支模方式。外墙后浇带施工时,在外墙后浇带外部增加道砖模和砖井。砖墙抹灰后作为超前防水的基层,外墙超前止水也设置了伸缩缝和橡胶棒,采用三元乙丙防水卷材作为止水材料。工程采用超前止水施工工艺半年多以来,未发现任何渗漏现象,说明工艺行之有效。另外,工程地下工程施工时,共布设约2000口轻型井点进行降水,按照海南省施工定额每50口井点每天使用成本880元计,工程采用超前止水施工工艺提前  35d 停止降水节省成本约  123.2万元[14]。 

4.2、天津浯水道宝喜家园地下车库 :
  津浯水道限价房占地面积  193000 m2,宝喜家园位于C地块,其地下车库为地下1层,顶板覆土600 mm,现浇钢筋混凝土框架结构,结构设计使用年限为50年,防水等级为二级。采用中国建筑材料科学研究总院的地下工程超前止水技术,即公开号 CN 202595763 U  的中国专利。当地下建筑结构重量能够平衡上浮力之后,即提前撤掉降水,沉降后浇带处未发现任何渗漏现象,说明专利工艺行之有效。不仅节约地下水资源,降低施工成本,还可以减少因降水对周边建筑稳定性的影响[15]。 

4.3、聊城市民文化中心工程:
   主体建筑面积  83000m2,其中地上 56000m2,地下  27000m2。建筑层数为地下1层,地上5层。地下车库结构为板柱—抗震墙结构,基础形式为筏板基础加柱墩,屋盖采用柱支撑现浇密肋楼盖形式。主楼与车库之间设置了沉降后浇带。,为了能够在后浇带封闭浇筑前提前停止降水,节省工程成本,采用中国建筑材料科学研究总院专利后浇带超前止水技术。施工单位工作人员认为该技术施工简便,效果可靠,节省工程成本,与传统的超前止水措施相比,优势明显,应成为以后超前止水施工的首选[16]。 

5、总结与展望 :
   超前止水后浇带的应用不仅对施工成本的节约有很大的意义,而且对于地下水的保护有积极的意义。目前,超前止水的应用还不广泛,还受到一定的条件限制,究其原因,建筑地质条件差异明显,相邻建筑往往也有很大区别,土体状况地域性差异显著,超前止水后浇带需要根据实际施工地质状况进行综合论证。如今,很多城市都发布了施工保护地下水的通知。以北京为例,2007年 11 月14日北京市建设委员会办公室印发了关于《北京市建设工程施工降水管理办法》的通知(京建科教〔2007〕1158 号),自 2008 年3 月1日起,北京市所有新开工的工程限制进行施工降水。因此,在保护地下水资源的科学发展观影响下,超前止水后浇带在今后的应用会随着研究的深入,有着更广泛的应用。