牟佳 趙劍峰 賴正乾
中國建筑第七工程局有限公司,中國·河南 鄭州 450003
對于混凝土構(gòu)件的建筑工程而言,由于規(guī)劃要求、設(shè)計(jì)要求、施工工藝及現(xiàn)場管控等方面的原因,整澆混凝土結(jié)構(gòu)中的施工縫是必然存在的。施工縫的存在對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗剪及抗拉強(qiáng)度的影響較大,且施工質(zhì)量良莠不齊,未正確處理施工縫,會對整澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體剛度、安全性、耐久性、適用性產(chǎn)生極大的負(fù)作用。因此,論文剖析施工縫的危害性,并針對性的提出了施工縫的改進(jìn)措施。嚴(yán)格控制施工縫的留置和施工質(zhì)量,是保障整澆混凝土結(jié)構(gòu)整體性和安全性的重要環(huán)節(jié)之一。
整澆混凝土;施工縫;改進(jìn)措施
施工縫是指在整澆混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中,因區(qū)域劃分、設(shè)計(jì)要求、國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)局限、不可預(yù)見的災(zāi)害天氣或現(xiàn)場管理等方面的原因,無法一次性形成整澆混凝土結(jié)構(gòu),而在先后澆筑的混凝土之間所形成的接縫。施工縫并不是一種真實(shí)存在的“縫”,它只是因先澆筑混凝土超過初凝時間,而與后澆筑的混凝土之間存在一個結(jié)合面,該結(jié)合面就稱之為施工縫。
施工縫的接縫形式有凹凸縫、錯臺縫、水平縫、豎向縫等各種形態(tài),凸縫一般將突出原結(jié)構(gòu)的混凝土剔鑿干凈,再修補(bǔ)平整即可。凹縫一般采取在凹陷處剔鑿出石子,再使用同標(biāo)號等級或高一標(biāo)號等級的混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。電力設(shè)備施工縫一般做成平縫,但平縫不得做成臺階狀,且應(yīng)在水平縫處添補(bǔ)鋼筋以增加混凝土的抗裂能力。豎向施工縫處應(yīng)添補(bǔ)鋼筋,鋼筋直徑一般為12~16mm,伸入原結(jié)構(gòu)內(nèi)的長度不小于10d,在后澆混凝土中的長度不小于500~700mm,間距不大于200mm。臺階施工縫的里面還應(yīng)補(bǔ)設(shè)鋼筋。水池施工縫處還應(yīng)加設(shè)止水鋼板或中置式止水帶,止水鋼板一般厚2~3mm,寬300 mm,鋼板彎折向迎水面,鋼板之間一般采用焊接連接[1-2]。
隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展及城市地鐵的建設(shè),城市規(guī)劃及建筑規(guī)劃越趨近于復(fù)雜、高大、多功能性,大批的高層建筑、商業(yè)綜合體、TOD 綜合體等建筑物不斷地涌現(xiàn)出來。對于這類大型建筑工程,在澆筑混凝土?xí)r,不可避免地需要分部位、分層、分段的進(jìn)行施工,人為地留設(shè)施工縫,這樣不僅能夠有效地提高施工效率,還能確保建筑工程的建設(shè)質(zhì)量。
由于個別施工縫存在未按設(shè)計(jì)要求留設(shè)、規(guī)范要求留設(shè)、施工工藝粗糙等現(xiàn)象,在實(shí)際工程中將會引起各種質(zhì)量問題、安全問題及耐久問題,此類問題嚴(yán)重地影響了建筑工程的適用性、防水性、耐久性及安全性。因此,對于常見的整澆混凝土結(jié)構(gòu)的施工縫,需先判斷其危害性,進(jìn)而針對性地提出改進(jìn)措施或預(yù)防方法,從而減少施工縫造成的危害。
施工縫的留設(shè)會影響整澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、適用性、耐久性,整澆混凝土結(jié)構(gòu)施工縫處即形成混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),影響了此處混凝土結(jié)構(gòu)的抗彎、抗扭或抗壓強(qiáng)度。因此,施工縫的留設(shè)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件的要求和相關(guān)的國家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置。
根據(jù)國家規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》GB50666-2011的規(guī)定,施工縫和后澆帶的預(yù)留應(yīng)符合下列要求[3]。施工縫和后澆帶宜留設(shè)在結(jié)構(gòu)受剪力較小且便于施工的位置,受力復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或有防水抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,施工縫留設(shè)位置應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。
水平施工縫的留設(shè)位置應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)柱、墻施工縫可留設(shè)在基礎(chǔ)、樓層結(jié)構(gòu)頂面,柱施工縫與結(jié)構(gòu)上表面的距離宜為0~100mm,墻施工縫與結(jié)構(gòu)上表面的距離宜為0~300mm。
(2)墻、柱施工縫也可留設(shè)在樓層結(jié)構(gòu)底面,施工縫與結(jié)構(gòu)下表面的距離宜為0~50mm;當(dāng)板下有梁托時,可留設(shè)在梁托下0~20mm。
(3)高度較大的柱、墻、梁以及厚度較大的基礎(chǔ)可根據(jù)施工需要在其中部留設(shè)水平施工縫;必要時,可對配筋進(jìn)行調(diào)整,并應(yīng)征得設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。
(4)特殊結(jié)構(gòu)部位留設(shè)水平施工縫應(yīng)征得設(shè)計(jì)單位同意。
垂直施工縫和后澆帶的留設(shè)位置應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)有主次梁的樓板施工縫應(yīng)留設(shè)在次梁跨度中間的1/3 范圍內(nèi)。
(2)單向板施工縫應(yīng)留設(shè)在平行于板短邊的任何位置。
(3)樓梯梯段施工縫宜設(shè)置在梯段跨度端部的1/3 范圍內(nèi)。
(4)墻的施工縫宜設(shè)置在門洞口過梁跨中1/3 范圍內(nèi),也可留設(shè)在縱橫交接處。
(5)后澆帶留設(shè)位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
(6)特殊結(jié)構(gòu)部位留設(shè)垂直施工縫應(yīng)征得設(shè)計(jì)單位同意。
設(shè)備基礎(chǔ)施工縫留設(shè)位置應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)水平施工縫應(yīng)低于地腳螺栓底端,與地腳螺栓底端的距離應(yīng)大于150mm;當(dāng)?shù)啬_螺栓直徑小于30mm 時,水平施工縫可留設(shè)在深度不小于地腳螺栓埋入混凝土部分總長度的3/4 處。
(2)垂直施工縫與地腳螺栓中心線的距離不應(yīng)小于250mm,且不應(yīng)小于螺栓直徑的5 倍。
承受動力作用的設(shè)備基礎(chǔ)施工縫留設(shè)位置應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)標(biāo)高不同的兩個水平施工縫,其高低結(jié)合處應(yīng)留設(shè)成臺階形,臺階的高寬比不應(yīng)大于1.0。
(2)在水平施工縫處繼續(xù)澆筑混凝土前,應(yīng)對地腳螺栓進(jìn)行一次復(fù)合校正。
(3)垂直施工縫或臺階形施工縫的垂直面處應(yīng)加插鋼筋,插筋數(shù)量和規(guī)格應(yīng)由設(shè)計(jì)確定。
(4)施工縫的留設(shè)應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。
(1)施工縫、后澆帶留設(shè)界面應(yīng)垂直于結(jié)構(gòu)構(gòu)件和縱向受力鋼筋。結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度或高度較大時,施工縫或后澆帶界面宜采用專用材料封擋。
(2)混凝土澆筑過程中,因特殊原因需臨時設(shè)置施工縫時,施工留設(shè)應(yīng)規(guī)整,并宜垂直于構(gòu)件表面,必要時可采取增加插筋、事后修鑿等技術(shù)措施。
(3)施工縫和后澆帶應(yīng)采取鋼筋防銹或阻銹等保護(hù)措施。
在實(shí)際施工過程中,由于開發(fā)進(jìn)度的不同、設(shè)計(jì)理念的不同、施工工藝的局限性、客觀條件的不同等因素,常見的施工縫大致劃分為如下類別。
(1)因開發(fā)進(jìn)度或設(shè)計(jì)需求,在基礎(chǔ)底板、地下室頂板、地下室擋土墻、地上梁板等構(gòu)件上設(shè)置的溫度后澆帶、沉降后澆帶。
例如,①超長結(jié)構(gòu)的框架建筑,需按設(shè)計(jì)要求在建筑物內(nèi)從底至頂留設(shè)沉降后澆帶;②大型地下車庫,按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,在地下室底板、地下室頂板和地下室擋土墻設(shè)置的溫度后澆帶;③同一地塊,分批次開發(fā),在地下室留設(shè)的沉降后澆帶[4-6]。
(2)因突發(fā)強(qiáng)降雨雪的惡劣天氣、臨時斷電超時、混凝土原料等待超時等客觀條件,在連續(xù)澆筑的混凝土構(gòu)件上設(shè)置的施工縫。
例如,①連續(xù)澆筑的基礎(chǔ)底板,因突降大雨,不得不終止混凝土澆筑工作,并留設(shè)一道施工縫;②地上結(jié)構(gòu)澆筑過程中,因混凝土澆筑時間太長,導(dǎo)致混凝土塌落度及流動性差,容易形成施工縫。
(3)因施工工藝的局限性,只能連續(xù)澆筑一層混凝土結(jié)構(gòu),在第二層結(jié)構(gòu)標(biāo)高H 處、挑板H 處、地下室導(dǎo)墻H+500mm 處留設(shè)的施工縫。
例如,①地下室擋土墻,一般在底板標(biāo)高H+500mm 處留設(shè)施工縫,并設(shè)置相應(yīng)的止水膠條或止水鋼板。②地上結(jié)構(gòu)的施工,混凝土一般澆筑至當(dāng)層的層高H 處,此標(biāo)高H 處豎向構(gòu)件留設(shè)的水平施工縫。
上述類別的施工縫,常常因?yàn)楦鞣N原因,具有不同程度、不同類型的危害性。因此,為了盡量減少施工縫的數(shù)量或減少施工縫的危害性,在建筑工程的設(shè)計(jì)階段、策劃階段、施工階段等不同的階段,需對整澆混凝土結(jié)構(gòu)中的施工縫提前進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)。施工單位需要分析施工縫的成因、種類及可能造成的危害,再針對性的提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。
對整澆混凝土結(jié)構(gòu)中的施工縫加以分類及剖析,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、合理組織施工順序、規(guī)避惡劣天氣和提升施工質(zhì)量,都能減少施工縫對整澆混凝土結(jié)構(gòu)的影響,從而提升整澆混凝土結(jié)構(gòu)在施工縫薄弱環(huán)節(jié)的耐久性、適用性、抗?jié)B性和安全性。
施工縫處的新舊混凝土在施工時,如果嚴(yán)格把控施工過程,提升施工質(zhì)量,就會使施工縫處的新舊混凝土產(chǎn)生良好的結(jié)合,從而保障整澆混凝土結(jié)構(gòu)施工縫處的整體性能,即施工縫對整澆混凝土結(jié)構(gòu)的影響可以忽略。但是若施工縫處的施工質(zhì)量不合格,就會產(chǎn)生重大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、滲水風(fēng)險(xiǎn)或安全風(fēng)險(xiǎn)。
例如,2008年汶川大地震,受地震影響較深的區(qū)市縣中(汶川縣、都江堰市等),就有一些建筑物無法抵抗地震災(zāi)害,從而出現(xiàn)垮塌、沉降、傾倒等現(xiàn)象,在這部分受損的建筑物中就存在施工縫破壞現(xiàn)象。
常見的破壞現(xiàn)象有以下兩種。
①樓層標(biāo)高H(框架墻柱的頂端)的水平施工縫處,出現(xiàn)較大的水平裂縫,裂縫上部的墻柱變形、偏心傾斜、脫離下部墻柱等,裂縫下部的墻柱梁板構(gòu)件因荷載加大而出現(xiàn)的構(gòu)件變形、混凝土結(jié)構(gòu)性破壞;
②樓梯梯段第三臺階處(留置梯段施工縫處)出現(xiàn)較大的不規(guī)則裂縫,此處梯段施工縫開裂的原因主要為:樓梯梯段的混凝土振搗不密實(shí)、新舊混凝土接茬處混凝土結(jié)合較差(建渣未清理干凈、舊混凝土未鑿毛等)。
因作業(yè)人員的質(zhì)量意識淡薄,往往無法有效控制施工縫處的施工質(zhì)量,處理不良的施工縫就會成為混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),當(dāng)混凝土承受的荷載趨近于設(shè)計(jì)荷載或突發(fā)地震臺風(fēng)等增加的強(qiáng)力水平荷載時,就會在混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)(施工縫)發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞,同時由于施工縫處新舊混凝土之間變形不一致,還會造成混凝土結(jié)構(gòu)的開裂。因此,為了確?;炷两Y(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、適用性和安全性,必須嚴(yán)格控制施工縫的留設(shè),并加強(qiáng)施工質(zhì)量的過程管控,進(jìn)而減少施工縫對混凝土結(jié)構(gòu)的不利影響。
在實(shí)際施工過程中,可能會發(fā)生因施工縫位置留設(shè)不準(zhǔn)確、施工縫新舊混凝土結(jié)合處處理不當(dāng)?shù)纫蛩?,?dǎo)致施工縫處出現(xiàn)各類質(zhì)量隱患、安全隱患,影響整澆混凝土結(jié)構(gòu)的性能。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及施工經(jīng)驗(yàn),常見的施工縫危害如下所示。
現(xiàn)代工程的建筑高度越來越高或某些大型商業(yè)綜合體的建筑體量較大,對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力及穩(wěn)定性的要求亦越來越高,故基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)的高度、寬度均比較大,達(dá)到了大體積混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)定,在施工此類大體積混凝土基礎(chǔ)構(gòu)件時,為了保證施工質(zhì)量,通常采用跳倉法施工或分層分段澆筑基礎(chǔ)底板混凝土。
在新舊混凝土結(jié)合處即存在施工縫,此類施工縫,常常因?yàn)榕f混凝土處未清理建渣、未鑿毛、未涂刷界面劑等原因,導(dǎo)致新舊混凝土施工縫處出現(xiàn):混凝土振搗不密實(shí)、蜂窩孔洞、分層、夾渣、地下室底板涌水等質(zhì)量問題。進(jìn)而影響基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、抗?jié)B性、耐久性等。
由于施工場地的局限性,部分塔式起重機(jī)需設(shè)置在基礎(chǔ)底板的范圍內(nèi),而為了便于施工管理和最終的工程交付,一般將塔式起重機(jī)的混凝土基礎(chǔ)頂標(biāo)高設(shè)置與原基礎(chǔ)底板的頂標(biāo)高相同。此類先于基礎(chǔ)底板施工的塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),其四面均與基礎(chǔ)底板存在垂直施工縫。此類施工縫存在因沉降不均勻引起的滑移裂縫、結(jié)構(gòu)底板涌水等質(zhì)量問題。
樓梯構(gòu)件,因?yàn)槭┕すに囋颍瑹o法一次性澆筑成形,需在樓梯距端部1/3 范圍內(nèi)留設(shè)施工縫(“樓梯上三跑”)。因?yàn)闃翘輼?gòu)造及模板呈臺階狀,常常無法振搗密實(shí)梯段的混凝土,施工縫處的混凝土呈現(xiàn)蜂窩、麻面、孔洞等質(zhì)量問題,影響樓梯構(gòu)件的整體剛度、安全性。
在建筑工程中,墻柱水平施工縫往往設(shè)置在樓層標(biāo)高H處,此類施工縫表面易堆積材料殘?jiān)?、舊混凝土表面未按要求鑿毛,再加上墻柱模板封閉后,操作層的木屑、廢料等極易落入墻柱模板內(nèi),因?yàn)椴僮鞴と速|(zhì)量意識淡薄,一般不清掃此類殘?jiān)?;則在澆筑下一層混凝土?xí)r,墻柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的底部存在大量積水、殘?jiān)3霈F(xiàn)混凝土振搗不密實(shí)、底部混凝土離析、蜂窩孔洞、分層、夾渣等“爛腳”質(zhì)量問題,從而影響整個建筑物結(jié)構(gòu)的承載力、抗?jié)B性、耐久性等。
而在墻柱頂部的施工縫處,也容易出現(xiàn)泛漿現(xiàn)象,即振搗過振,導(dǎo)致粗骨料沉入墻柱構(gòu)件的下部,而混凝土漿料浮于墻柱構(gòu)件的上部。此類墻柱構(gòu)件的上部范圍,往往因?yàn)檎駬v時間過長造成混凝土骨料下沉、混凝土漿料上浮,導(dǎo)致構(gòu)件上部區(qū)域的混凝土因無骨料而造成的混凝土強(qiáng)度較低,形成構(gòu)件的薄弱環(huán)節(jié),在關(guān)鍵時刻(如地震荷載、臺風(fēng)荷載、雪荷載等)就會因局部構(gòu)件強(qiáng)度較低,無法有效承載荷載,導(dǎo)致坍塌、變形、脆性破壞等大的質(zhì)量問題。
按照混凝土施工規(guī)范要求,梁板等構(gòu)件的垂直施工縫應(yīng)留設(shè)在結(jié)構(gòu)受剪力較小且便于施工的位置,如次梁跨中1/3 范圍內(nèi)?,F(xiàn)有的工程中,往往都是主次梁縱橫設(shè)置,施工縫必須跨越主梁的位置,而對于較大的主梁或次梁,由于配筋率較大、施工縫側(cè)面封模不嚴(yán)等因素,常常出現(xiàn)不規(guī)則階梯狀的施工縫(如圖1所示)。
第一,這類施工縫自身存在薄弱環(huán)節(jié),如“臺階”下部的凸出部分往往不含骨料,僅有水泥漿,導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不足,易被破壞。
第二,垂直施工縫的交界處,往往存在木屑、鋼絲網(wǎng)等殘?jiān)鼰o法剔鑿干凈,導(dǎo)致出現(xiàn)新舊混凝土結(jié)合不嚴(yán)密、鋼絲網(wǎng)殘?jiān)翠P等質(zhì)量問題。
圖1 主梁中的階梯狀施工縫
此類垂直施工縫都會造成滲水問題,而某些薄弱部位的混凝土在關(guān)鍵時刻,則可能出現(xiàn)脆性破壞,導(dǎo)致坍塌、變形、脆性破壞等大的質(zhì)量問題。
設(shè)計(jì)文件及國家規(guī)范對施工縫留設(shè)的位置進(jìn)行了限制,主要應(yīng)設(shè)置在跨中1/3 的范圍內(nèi)。從力學(xué)觀點(diǎn)進(jìn)行考慮,梁板的水平構(gòu)件,跨中1/3 范圍的剪力最??;從施工技術(shù)角度進(jìn)行考慮,梁跨中1/3 范圍一般不配置負(fù)彎矩鋼筋,便于施工側(cè)面的擋板;從受力角度進(jìn)行考慮,梁或板跨中1/3 范圍設(shè)置施工縫,那么在施工縫的左右兩側(cè),梁板自身的重量和尺度大致相等,不易產(chǎn)生差值較大的扭矩,減少了相應(yīng)的扭矩作用力。
由于施工組織不嚴(yán)密、工序倒置、惡劣天氣等各種原因造成混凝土結(jié)構(gòu)不能一次性澆筑成形,致使施工縫無法按照設(shè)計(jì)文件或規(guī)范要求進(jìn)行留設(shè),可能就會將施工縫留設(shè)在結(jié)構(gòu)受剪力較大的區(qū)域,極大地影響整澆混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和適用性[7]。
在實(shí)際施工中,溫度后澆帶需在后澆帶兩側(cè)結(jié)構(gòu)澆筑完成2 個月后進(jìn)行封閉,而沉降后澆帶必須在塔樓完成主體封頂后才能進(jìn)行封閉,甚至為了開發(fā)節(jié)奏而設(shè)置的施工縫,可能的封閉時間長達(dá)2年以上。這些施工縫留設(shè)的時間較長,無法在短時間內(nèi)進(jìn)行封閉,而施工縫處留設(shè)的鋼筋就會面臨銹蝕的情況。如果將銹蝕的鋼筋澆筑于混凝土之中,就會造成因鋼筋銹蝕引起的混凝土裂縫,且該裂縫會隨著時間的發(fā)展而持續(xù)增大、變寬、加深,影響該處混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、適用性和安全性。
針對施工縫的力學(xué)性能,Monks·WL、沈蒲生等及Mattock·Alan·H 均進(jìn)行了一系列的研究?;炷翗?gòu)件的施工縫若經(jīng)過優(yōu)良的施工質(zhì)量控制,如剔除松散的浮漿、露出石子、涂刷界面劑等措施,那么此混凝土構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度與一次性澆筑混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度相差甚小,可以忽略不計(jì)。而且此施工縫處的混凝土抗壓強(qiáng)度也與一次性澆筑混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度無明顯差異。當(dāng)混凝土構(gòu)件承受彎矩荷載時,施工縫處的變形能力和極限彎矩均與整澆混凝土結(jié)構(gòu)沒有太大差別,混凝土結(jié)構(gòu)的破壞截面不在施工縫薄弱環(huán)節(jié)。但是,當(dāng)混凝土構(gòu)件(梁板柱)存在施工縫時,該混凝土構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度僅為一次性澆筑混凝土構(gòu)件的40~86%,而且不管采用何種加固措施,該有施工縫的混凝土構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度都無法100%恢復(fù)。經(jīng)過優(yōu)良施工的施工縫,此處混凝土構(gòu)件的抗剪能力僅能達(dá)到一次性澆筑混凝土構(gòu)件的85%,而且隨著時間的推移和荷載的反復(fù)作用,施工縫處混凝土構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度會急速下降,降至正常荷載作用下構(gòu)件抗剪強(qiáng)度的60%。因此,為了加強(qiáng)施工縫處混凝土構(gòu)件的抗剪能力,必須使施工處有足夠的粗糙面和優(yōu)良的粘接[8]。
根據(jù)國家規(guī)范《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010 的規(guī)定,混凝土墻體、框架柱的水平施工縫,應(yīng)采取措施加強(qiáng)混凝土的結(jié)合性能。對于抗震等級一級的墻體和轉(zhuǎn)換層樓板與落地混凝土墻體的交接處,宜驗(yàn)算水平施工縫截面的受剪承載力。
在現(xiàn)代社會的整澆混凝土結(jié)構(gòu)中,施工縫是無法避免的存在,但如果處理不好施工縫,就會對結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性造成危害。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料及施工經(jīng)驗(yàn),常采取以下措施對施工縫進(jìn)行處理,提高施工縫處的混凝土施工質(zhì)量,從而減少并降低施工縫造成的危害。
(1)對于分批次施工的建筑集群或大體量整澆混凝土(如大型基礎(chǔ)底板),合理規(guī)劃批次劃分的界線、各批次的施工時間,盡量減少施工縫的設(shè)置、盡量減少施工縫暴露的時間。
(2)合理安排工程的施工順序,加強(qiáng)技術(shù)管理和安全工作,根據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報(bào),在外界環(huán)境條件良好的前提下進(jìn)行混凝土澆筑工作,盡量一次性完成混凝土的澆筑工作,避免因天氣惡劣、施工順序倒置等因素而造成的施工縫。
(3)提前聯(lián)系商品混凝土供應(yīng)商,根據(jù)澆筑時間及當(dāng)時當(dāng)?shù)氐慕煌顩r,合理規(guī)劃混凝土運(yùn)輸線路,商品混凝土攪拌站應(yīng)結(jié)合運(yùn)輸時間、澆筑時間、等待時間等時間元素控制好混凝土的塌落度、和易性、強(qiáng)度等指標(biāo),使混凝土在澆筑時擁有良好的塌落度、和易性,避免因混凝土材料塌落度偏低、混凝土離析、和易性差、強(qiáng)度不足等因素而造成的施工縫。
(1)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段,加強(qiáng)設(shè)計(jì)品質(zhì)、核實(shí)設(shè)計(jì)內(nèi)容,減少因設(shè)計(jì)錯誤而錯誤留設(shè)的施工縫、后澆帶。要盡量減少施工縫和后澆帶的留設(shè),其中施工縫留置時應(yīng)該考慮整澆混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和整體性,從設(shè)計(jì)方面盡量減少混凝土施工縫的設(shè)置,從而減少混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),保障混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和整體剛度。
(2)施工前的策劃階段,仔細(xì)核對施工圖紙、嚴(yán)密推導(dǎo)施工組織、精心組織施工流水,盡量在原有設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上不增加新的施工縫或后澆帶。
(3)在工程正式開始前,對于塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)的提前施工,首先要保證塔機(jī)基礎(chǔ)的地基承載力符合設(shè)計(jì)圖紙的要求、符合塔機(jī)廠家的設(shè)備要求,防止不均勻沉降導(dǎo)致的基礎(chǔ)沉降等質(zhì)量問題;在施工縫處適當(dāng)增大配筋,增加施工縫處基礎(chǔ)底板混凝土結(jié)構(gòu)的連接穩(wěn)固性;增加防水補(bǔ)強(qiáng)層,有效隔絕施工縫處的滲水問題。
(4)在混凝土正式澆筑前,首先應(yīng)澆筑一層30-50mm厚同混凝土標(biāo)號的水泥砂漿,不僅有效的潤滑了混凝土輸送泵管,還能防止新舊混凝土結(jié)合處(即施工縫處)粗骨料沉底而出現(xiàn)的混凝土質(zhì)量問題;混凝土構(gòu)件的豎向施工縫,應(yīng)預(yù)先用清水進(jìn)行沖刷,并涂刷一層高強(qiáng)度界面劑或1:1 水泥漿,完成前置工序后及時澆筑混凝土。
(5)關(guān)于梁板水平構(gòu)件與墻柱豎向構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不同的情況,中國規(guī)范沒有明文規(guī)定如何處理施工縫與節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系,常見的處理方法有以下兩種。
①若梁板的混凝土強(qiáng)度等級比墻柱的混凝土強(qiáng)度等級低1 個標(biāo)號等級時,則首先將高標(biāo)號的墻柱混凝土澆筑至梁底,然后再將梁板用低一標(biāo)號等級的混凝土澆筑完成;高低標(biāo)號混凝土的交界線留設(shè)在墻柱與梁底的交界處。
②若梁板的混凝土強(qiáng)度等級比墻柱的混凝土強(qiáng)度等級低于2 個標(biāo)號等級時,則首先應(yīng)將高標(biāo)號的墻柱混凝土澆筑至墻柱頂和梁柱核心區(qū),然后再澆筑梁柱核心區(qū)以外和板的低標(biāo)號混凝土。高低標(biāo)號混凝土的交界線留設(shè)在梁柱核心區(qū)外側(cè)。
(6)當(dāng)設(shè)計(jì)無規(guī)定時,為了增強(qiáng)施工縫處混凝土結(jié)構(gòu)的整體性,提高混凝土結(jié)構(gòu)的整體剛度,澆筑混凝土?xí)r,在施工縫處的混凝土終凝前增加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,鋼筋直徑一般為12~16mm,伸入原結(jié)構(gòu)10d,伸入新澆筑混凝土不少于500mm,間距不小于200mm。補(bǔ)強(qiáng)鋼筋數(shù)量根據(jù)施工縫面積和結(jié)構(gòu)重要性確定。
(7)施工階段,對于施工縫處舊有混凝土結(jié)構(gòu)的表面,應(yīng)提前進(jìn)行剔鑿,鑿出不同走向的凹槽,凹槽深度控制在20mm 左右,以增加接觸面積;剔除松散的混凝土浮漿及其他雜物殘?jiān)?,并露出粗骨料;露出粗骨料后,使用清水將結(jié)合面清洗干凈,且澆筑新的混凝土前不得有積水;在剔鑿后的混凝土的表面涂刷一層高強(qiáng)度的界面劑或1:1 水泥漿,增強(qiáng)新舊混凝土結(jié)合面的牢固性;使用帶有微膨脹性質(zhì)的混凝土進(jìn)行澆筑。而對于有抗?jié)B要求的地下室混凝土構(gòu)件,比如地下室擋土墻、消防水池、基礎(chǔ)底板、地下室頂板等構(gòu)件,往往需要按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,在施工縫處留置遇水膨脹止水膠條、中埋式止水鋼板、外貼士止水帶等止水措施,防止施工縫處的滲水。
(8)樓梯構(gòu)件澆筑混凝土?xí)r,盡量選用塌落度較低的混凝土,振搗時控制振搗時間,避免過振,在梯段混凝土終凝前采用二次抹面技術(shù),提升梯段混凝土的整體剛度,減少蜂窩、麻面、孔洞等質(zhì)量問題。
(9)施工階段,地上樓層混凝土澆筑完畢后,在混凝土終凝前,安排專人對豎向構(gòu)件結(jié)合面處使用抓鉤進(jìn)行抓毛;豎向構(gòu)件模板封閉前,對施工縫處的結(jié)合面進(jìn)一步鑿毛,并清掃干凈。提升施工縫處的混凝土結(jié)合能力。
(10)施工階段,對于分層分段澆筑的混凝土結(jié)構(gòu),可以在混凝土中摻加適量緩凝劑,適當(dāng)延長混凝土的初凝時間,并設(shè)專人監(jiān)控混凝土的分層分段情況,在上一層混凝土初凝前,及時補(bǔ)充澆筑新的混凝土,并安排操作工人進(jìn)行二次振搗,提高新舊混凝土交界處的混凝土密實(shí)度,避免出現(xiàn)冷縫;若施工間歇時間較長,舊有混凝土已經(jīng)初凝,應(yīng)及時安排人員將結(jié)合面進(jìn)行鑿毛處理,并適當(dāng)灑水后,方可澆筑新的混凝土。
(11)施工階段,使用科學(xué)先進(jìn)的封模材料,比如使用快易收口網(wǎng)對后澆帶進(jìn)行豎向封閉,它具有減少施工縫處水泥漿的流失、施工便捷、方便清理、封模不易變形等優(yōu)點(diǎn),使施工縫處的結(jié)合面不易出現(xiàn)水泥原漿流失、雜物夾雜等情形;施工縫封模應(yīng)盡量豎直,不宜做成階梯形或斜坡形;施工縫處的混凝土需盡量振搗密實(shí)。
(12)對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和重要結(jié)構(gòu)的混凝土結(jié)構(gòu),施工縫的設(shè)置應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件及國家規(guī)范的要求進(jìn)行留設(shè);在施工縫的處理措施,需提前編制施工方案,并應(yīng)征得設(shè)計(jì)單位的同意[9]。
(13)對于承受動力作用的設(shè)備基礎(chǔ)施工縫,在垂直施工縫處應(yīng)補(bǔ)插鋼筋,鋼筋直徑為12~16mm,長度一般為500~600mm,間距500mm 左右,在臺階式施工縫的垂直面上也應(yīng)補(bǔ)插鋼筋,光圓鋼筋兩端增加彎鉤。
(14)對于施工縫處留設(shè)的鋼筋,按照相關(guān)規(guī)范要求,采取合理的鋼筋防銹或阻銹措施,如在裸露的鋼筋表面涂刷水泥漿、澆筑新的混凝土前對原有已生銹的鋼筋進(jìn)行除銹。因后澆帶往往閑置時間較長,后澆帶預(yù)留的鋼筋必須進(jìn)行除銹處理。
由于整澆混凝土結(jié)構(gòu)中施工縫具有客觀存在性,而且不能無視施工縫對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的不利影響,所以為了維持整澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體剛度和可靠性,為了提升建設(shè)工程的品質(zhì),我們需要積極有效地處理施工縫處的相關(guān)問題。雖然國家規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都較為詳細(xì)的約定了施工縫的留設(shè)位置,并制定了施工縫的標(biāo)準(zhǔn)處理方法,但在實(shí)際的施工應(yīng)用中,仍然存在許多的不確定性及由此產(chǎn)生的質(zhì)量安全隱患。所以,為了保障人民群眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全,消除質(zhì)量安全隱患,減少事故的發(fā)生,減輕事故的損害,需要對整澆混凝土結(jié)構(gòu)中的施工縫進(jìn)行有效正確的處理。
為了確保混凝土結(jié)構(gòu)的整體剛度,減少施工縫帶來的各種質(zhì)量問題、滲水問題、安全問題,進(jìn)一步提升建筑物的安全性、適用性和耐久性,在實(shí)際的工程應(yīng)用中,應(yīng)盡量減少施工縫的設(shè)置;對于不可避免的施工縫,應(yīng)采取科學(xué)先進(jìn)的管理措施和技術(shù)措施,使施工縫處的施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求和國家規(guī)范的要求。因此,對施工縫的留設(shè)和處理一定要給予充分的重視和應(yīng)對。