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從設(shè)置“永久伸縮縫”到“取消后澆帶”

       近三十年來, 全國范圍內(nèi)的建筑施工都采取設(shè)置后澆帶的方法來解決建筑物的溫度、收縮和因沉降導(dǎo)致的混凝土裂縫問題。后澆帶可分為兩種,一種是施工后澆帶又叫“伸縮后澆帶”,是為控制超長混凝土在結(jié)構(gòu)施工階段中的裂縫;另一種是沉降后澆帶,是為控制主樓( 高層) 與裙房( 多層) 或地下車庫之間的差異沉降而可能產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)構(gòu)件附加內(nèi)力與裂縫設(shè)置的,兩者是完全不同的。

        由于這兩種后澆帶性質(zhì)完全不同, 因此解決的方法也各有不同。取消施工后澆帶的主要措施是采用跳倉施工法, 施工后澆帶主要是由于建筑物結(jié)構(gòu)超長, 基礎(chǔ)又是厚大的大體積混凝土, 為控制混凝土中膠凝材料( 水泥) 水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫的產(chǎn)生, 所以在混凝土施工順序上采取了跳倉施工法。其方法是將超長的混凝土整體塊體劃分為若干小塊體并進行間隔施工, 經(jīng)過短期的應(yīng)力釋放( 即適當收縮后), 再將若干小塊體連成整體, 依靠混凝土自身產(chǎn)生的抗拉強度來抵抗下一階段混凝土收縮的溫度收縮應(yīng)力( 即混凝土的溫度、收縮變形受到約束時, 混凝土內(nèi)部所產(chǎn)生的應(yīng)力), 而沉降后澆帶目前只能有條件的取消或提前進行封閉, 并要與設(shè)計單位密切配合進行設(shè)計計算,同時采取一些必要的措施?,F(xiàn)將這兩類后澆帶的處理意見分敘于下。

       一、關(guān)于施工后澆帶改為跳倉施工法的問題

       從上世紀五十年代到八十年代初, 為解決超長建筑物的伸縮和相鄰建筑高度不等的沉降問題都設(shè)置了“永久伸縮縫”, 不僅給施工帶來了困難, 而且造成了滲漏隱患。由于將整體建筑立面切成若干小塊, 立面整體性不好, 因此也不受建筑師的歡迎。人民大會堂曾成功地采用了施工后澆帶, 但未能全面推廣應(yīng)用, 一直到1980 年北京長城飯店工程( 由美國設(shè)計的一幢8 萬m2 的五星級酒店), 其中采用施工后澆帶代替了永久伸縮縫, 使立面更加完整美觀, 自此北京和全國逐步開始推廣施工后澆帶, 又稱“伸縮后澆帶”。與此同時,沉降后澆帶也開始廣泛應(yīng)用, 這項技術(shù)一直沿用至今,應(yīng)該說這是一項重大的創(chuàng)新技術(shù), 并很快得到了推廣應(yīng)用。

        為解決這條永久伸縮縫, 其實在上世紀七十年代, 上海寶鋼就已經(jīng)成功地研究采用了跳倉施工法, 取消了這條“縫”,這項技術(shù)雖問世已近四十年,在全國卻還遠遠沒有推廣,只是在少數(shù)地區(qū)少數(shù)工程中應(yīng)用,既沒有規(guī)范、規(guī)程,甚至在最近出版的現(xiàn)行專業(yè)規(guī)范中(除混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范曾露一面外)基本未提及,在設(shè)計規(guī)范中更是未見只字片語,因此給這項“新”技術(shù)的推廣帶來了極大的困難。

        二十一世紀初,在上海寶鋼副總工程師王鐵夢的直接指導(dǎo)和幫助下,北京市開始接觸這項新技術(shù),經(jīng)過近十年努力,北京已在36 項工程推廣應(yīng)用這項新技術(shù),但只占全北京市全部工程的極少部分。眾所周知,這條不到一米寬的后澆帶給施工增添了很多麻煩,在施工中這條后澆帶長期得不到封閉,特別在地下部分從底板開始地下二層、一層……一直到地上這條帶遲遲不能封閉。遇到雨期,地面和樓層的雨水一直沖到地下室底板,地下室變成了水池。另外后澆帶在澆筑前還必須徹底清理干凈,鋼筋密集、一米多厚的底板,工人很難進入,清理工作困難,既費時間又費勞動力,工作條件惡劣。由于封閉后澆帶時上層樓面已封閉,因此后澆帶澆筑時混凝土運輸困難,混凝土布料桿和混凝土泵送車都無法使用。由于澆筑后澆帶的混凝土量少,澆筑時間又較長,對預(yù)拌混凝土供應(yīng)也造成一定的困難,同時也影響現(xiàn)場正常的施工順序。更嚴重的是,在后澆帶兩側(cè)支承樓板的模板支架長期不能拆除,影響正常周轉(zhuǎn),增加了成本,同時也影響機電設(shè)備和二次結(jié)構(gòu)施工的提前進入,無法進行立體交叉作業(yè),對進度不利。特別是沉降后澆帶半年甚至一年內(nèi)不得封閉,對工程進度的影響更為嚴重。另外,后澆帶混凝土在封閉后進行養(yǎng)護極為困難,混凝土中通常都摻加了膨脹劑,由于無法進行蓄水、養(yǎng)護不到位,往往造成混凝土嚴重開裂,一條縫變成了兩條縫,后澆從進度、質(zhì)量、環(huán)保、安全、管理等方面給施工單位帶來極大困難,經(jīng)濟上的損失更大,所以取消后澆帶是一項重大的改革。盡管僅僅是一條“帶”的變革,卻具有重大的歷史意義和顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。實踐證明,科技進步與發(fā)展生產(chǎn)力的關(guān)系是何等密切!

       取消施工后澆帶,采用跳倉施工法的工藝十分簡單,施工方便,根據(jù)基礎(chǔ)筏板面積大小沿長度和寬度方向各分為不大于40m 的區(qū)格,沿各自方向分別編號。具體施工順序是:先澆筑第一批即1-1~1-6,相隔7d 后再澆筑第二批即2-1~2-6(見圖1)。跳倉施工法中需注意以下幾個問題:

        1)由于基礎(chǔ)底板屬于大體積混凝土,其混凝土設(shè)計強度等級宜為C25~C40,可采用60d 或90d 齡期的強度指標作為其混凝土設(shè)計強度。

        2)地下室外墻也可采用跳倉施工法,其區(qū)格長度不宜大于40m,也可沿外墻30~40m 設(shè)一條800mm施工后澆帶,帶的兩側(cè)采用鋼筋網(wǎng)或鋼板網(wǎng),后澆帶可在頂板澆筑混凝土?xí)r同步澆筑,且不少于7d。

        3)地下室頂板及地上樓板也可采用跳倉施工法,平面的縱向和橫向分為各不宜大于40m 的區(qū)格,沿各自方向編號,各層及基礎(chǔ)底板(包括墻體)不必在同跨內(nèi),可各自分區(qū)格(即其施工縫不必上下對齊)。

       4)采用跳倉施工法時,必須嚴格遵守、滿足有關(guān)的規(guī)范要求。

       5)樓板也可以采用跳倉施工法,與基礎(chǔ)底板施工方法相同,出于樓板厚度較薄的考慮,澆筑間隔時間可相應(yīng)縮短一些,其實過去分段流水作業(yè)中已有這方面的經(jīng)驗。

       二、關(guān)于沉降后澆帶的問題

       沉降后澆帶近十年來也有很大突破,目前正在繼續(xù)研究。過去對沉降后澆帶的封閉時間,必須等高層部分結(jié)構(gòu)封頂后或封頂后再觀察一段時間,然后再由設(shè)計決定是否封閉,這給施工帶來極大困難。沉降后澆帶長期(甚至一年)不封閉,一場大雨能從頂層一直淋到地下室底板;模板因不能拆除,長期積壓不得周轉(zhuǎn),可以說沉降后澆帶比施工后澆帶難度還大。近十年來,沉降后澆帶也已經(jīng)有不同程度的創(chuàng)新,以北京為例,在設(shè)計人員的密切配合下,有的工程提前封閉沉降后澆帶,有的工程甚至取消了沉降后澆帶。實踐證明,采取這種措施的工程后期效果非常理想,未發(fā)生異常情況,尤其是北方地區(qū)地基條件比較好,完全有條件取消或提前封閉沉降后澆帶,即使在南方大量采用了樁基,也完全可以做到取消沉降后澆帶或提前封閉,但必須要有設(shè)計方配合。通過綜合比較近幾年來的工程實踐,針對沉降后澆帶提出如下意見:主樓與裙房或地下車庫連成整體的基礎(chǔ)(這類設(shè)計今后越來越多),當設(shè)計滿足下列規(guī)定時,可考慮取消沉降后澆帶。

       1)主樓(高層部分)、裙房或地下車庫的基礎(chǔ)均采用了樁基,并經(jīng)過計算最終相鄰跨的差異沉降值在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)(1 / 500)。

       2)主樓、裙房或地下車庫的基礎(chǔ)埋置深度較深,且基礎(chǔ)底的土質(zhì)承載力高、壓縮模量大,基礎(chǔ)底的附加壓力小于土的原生壓力,各自的基礎(chǔ)沉降量很小,差異沉降值遠小于規(guī)范允許值。

       3)主樓基礎(chǔ)采用樁基或復(fù)合地基,裙房或地下車庫采用滿堂天然地基,經(jīng)計算最終相鄰的差異沉降值在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。

       4)主樓基礎(chǔ)采用樁基或復(fù)合地基,裙房或地下車庫采用了獨立柱基抗水板的天然地基,經(jīng)計算最終相鄰跨的差異沉降值在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。

       眾所周知,設(shè)置沉降后澆帶的目的是為控制相鄰建筑高度不等的基礎(chǔ)、主樓與裙房或地下車庫之間的差異而可能產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)構(gòu)件附加內(nèi)力和裂縫。工程實踐證明,在基礎(chǔ)設(shè)計時減少主樓建筑沉降量和裙房或地下車庫的沉降量不致過小,采取上述措施可不設(shè)置沉降后澆帶,不符合上述措施條件的工程可在施工過程中加強對沉降后澆帶兩側(cè)的沉降觀察(監(jiān)測),觀其兩側(cè)的差異沉降值。如果差異沉降值趨于穩(wěn)定并在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi),則可會同設(shè)計商議采取提前封閉沉降后澆帶的措施。在北京不少工程采用過這種方法,效果較好。

       后記:

     “科技是第一生產(chǎn)力”,科技成果對生產(chǎn)力的巨大推動作用已經(jīng)不言而喻,遺憾的是,很多具有推廣價值的科技成果并不能很好、很快地得到推廣,這對企業(yè)、國家而言是一種巨大的損失。比如跳倉施工法,早在40 年前的上海寶鋼就得到成功應(yīng)用,在全國進行了成功的示范、試點工程,這些工程都經(jīng)過了長期考驗和觀察,與采用施工后澆帶的工程相比,情況很理想,但即使如此,跳倉施工法的推廣仍是阻力重重。楊嗣信先生的《從設(shè)置“永久伸縮縫”到“取消后澆帶”》,即詳細闡述了跳倉法施工的詳細內(nèi)容,及他對加快科技成果推廣的呼吁。 



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