刘永 蔡浩明
中铁十六局集团有限公司 北京 100018
在地铁工程现场的施工中,经常遇到后浇带处的钢筋间距较小、堵头的模板不宜施工、后浇带留置时间过长造成缝内杂物难以清理等施工难题。本文提出针对地铁施工中后浇带处理遇到的难题提出合理的施工建议,对类似工程具有指导意义。
后浇带设计的主要目的是解决现浇钢筋混凝土结构的施工过程中,因混凝土收缩变形、温度应力影响而设置的临时性施工缝。根据王铁梦提出的后浇带控制方法,普遍采用“放、抗”结合的方法来改善超长混凝土结构的抗裂性能,即将超长混凝土结构按平面尺寸、刚度均匀对称分为若干个独立单元,后期采用微膨胀混凝土填缝,将若干个施工段浇筑成整体,以抵抗混凝土的收缩变形及应力[1]。
以徐州市轨道交通2号线一期工程08标姚庄站主体结构施工为例,车站有效站台宽度11m,车站外包总长度为236.8m(共32轴),标准段结构宽度为19.7m。主体结构为地下二层单柱双跨闭合框架结构,车站主体结构采用全包防水,侧墙和围护结构间采用柔性防水层,两者之间紧贴。车站共设两处后浇带分别为10~11轴和19~20轴处,长度为1000mm。
目前,我国现行的相关规范中,有关后浇带的做法仅有粗略的说明,而且许多类似规范的编制组不同导致对后浇带的规定也有些许不同,除此之外,后浇带施工过程中还存在一些通病。以下对分析后浇带在地铁工程施工中存在的质量通病及施工建议。
模板施工时,因后浇带处钢筋是贯通的且钢筋较密,堵头处采用木模板几何尺寸难以确定,模板固定不牢,跑模及漏浆的情况比较常见,很难将模板固定垂直,支模、拆模也比较困难,施工过程中浆液流进后浇带内较难清理。为解决上述情况,采用以下方法步骤:①选用钢丝网堵头模板进行支设。②根据后浇带位置的垫层上弹出其后浇带的位置线。③钢筋绑扎完成之后量出钢丝网模板的宽度,制作型钢焊接骨架,然后在外侧包2层钢丝网网片模板。④在之前的后浇带设定弹线位置上安装网片,并与通常钢筋焊接牢固。
采用上述改善方法有效解决了木工支模不牢固、拆模困难的难题,又解决了混凝土产生漏浆的问题。
表1 后浇带模板经济性分析(元/㎡)
使用木模板施工总费用为:
877×(40+30+2+23)+256×10=85875元;
钢丝网模板施工总费用为:
877×(26+20)+256×20=45462元。
通过对比计算,整个车站后浇带施工使用钢丝收口网模板代替传统模板,可节省费用40413元,节约近40%的施工费用。
后浇带封闭的时间一直是困扰设计及施工方的一个难题。规范中对后浇带封闭时间的规定有至少2周、6周、60天等的不同的要求。
如果后浇带留置时间过长,可能会因为施工现场管理不到位,后浇带处未进行有效的保护而造成施工现场内的杂物流入缝内,后浇带封闭的时候因缝内贯通钢筋太密,施工人员很难下去清洗。这类问题在地铁施工建设中更是凸显,如在地铁施工过程中出现底板留置的后浇带内流入很多盾构外运的泥土且很难清理。此外,因后浇带处的钢筋都是贯通的,留置时间过长会使得贯通钢筋外露时间过长而发生锈蚀,情况严重时甚至会影响构件的受力性能。如果留置时间过短,则会引起超长混凝土温度应力引起收缩变形过大进而产生裂缝甚至发生渗漏水等后果。
根据设计图纸要求,两侧结构混凝土浇筑完成至少42天后再进行封闭。根据后浇带的设计原理,后浇带在封闭后结构形成一个整体后新旧混凝土传递第二部分温度差。
不同位置、构件厚度的水化热温度不同。当构件厚度在1000mm以内时,在15天左右,结构水化热温度可保持与周围环境温度平衡;构件的厚度在1200m以内时,在40天左右,结构水化热温度可保持与周围环境温度平衡。即在混凝土养护条件较好的情况下,当构件厚度在1000mm以内时后浇带可在15天左右进行封闭;当构件厚度在1200mm以内的后浇带可在40天左右进行封闭。
通过上述分析,车站后浇带可做如下处理:
(1)后浇带混凝土浇筑前需将基层清理干净。底板上的后浇带内杂物较多很难清理,堵头的模板无法拆除,且后期封闭后浇带时底板处满堂脚手架未拆除导致混凝土浇筑泵管很难作业,对此可采用如下做法:①在土方开挖完成后垫层浇筑前,在后浇带位置的端部预先挖一个700mm×700mm、深300mm的集水坑,坑内四周和底部浇筑100mm厚C20混凝土作为垫层,防水及保护层做法同两侧结构一致。②后浇带浇筑前利用高压水泵将缝内的泥土等杂物向集水坑内清理,遇到成型杂物可用人工清理。
(2)根据大体积混凝土结构厚度对水化热影响建立的温度场方程,得出车站底板、中板、侧墙后浇带处构件厚度在1000mm以内时,可在15天封闭后浇带,1200mm时,在40天左右进行封闭,由此可大节约施工工期[2]。
(1)采用钢丝网模板对竖缝进行封堵时,浇筑混凝土过程中有少量漏浆是允许的,混凝土初凝以后至终凝之前用高压水枪冲洗缝内浮浆等杂物,并保持后浇带内基层干净,这样增强了新旧混凝土的黏结力,进而有效地保证了结构的整体性。后浇带处采用钢丝网模板堵头,有效地解决了木工支模不牢固、拆模困难的难题,又可防止混凝土产生漏浆。
(2)根据大体积混凝土结构厚度对水化热影响建立温度场方程,计算得出车站底板、中板、侧墙后浇带处构件厚度在1000mm以内时,可在15天封闭后浇带,极大节约的施工工期。
(3)地铁车站后浇带施工中,建议采用设置集水坑的方法,既可以更加方便的清理缝内杂物,提高后浇带施工质量,也极大地节约了施工成本。
[1] 袁昆.后浇带的应力分析及在大体积混凝土中的应用[D].西安:西安建筑科技大学,2001.
[2] 吴中南.浅谈地下工程管理后浇带施工质量控制[J].民营科技,2009,(6);182.