在高層和超高層的古建筑結構設計中,為解決沉降差異問題,需要在主樓與裙樓之間或主樓與主樓之間設置沉降后澆帶。根據設計規范要求,沉降后澆帶需要在主體結構完工、沉降穩定后再澆筑封閉。但其施工的滯后嚴重影響了頂板整體的防水和回填土施工,導致防水效果不佳,同時也影響了場地的布置利用。
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,地下室頂板古建筑結構設計全部施工完成時間為2013-01,而主樓主體古建筑結構設計完成時間最快為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古建筑結構設計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。
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