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二、康复医疗阶段的划分
在上述背景下,为了对不同病情的患者提供更有针对性的康复医疗服务,从而达到改善康复效果和控制治疗成本的目的,当前一些发达国家已普遍将康复医疗划分为急性期、恢复期及维持期三个阶段。急性期康复主要面向急性病患者、手术后患者以及在灾害或事故中受伤人员。实践证明,在临床治疗的初期即适时介入急性期康复,不仅能提高康复效果及安全度、改善患者的生活品质、减少后遗症及医疗事故,而且能显著缩短住院期间从而削减医疗费用。对于运动器官、脑血管、心血管等疾病,若在急性期治疗过程中或手术后及时开展急性期康复训练,还可以有效预防肌肉萎缩、关节僵硬等废用综合症。恢复期康复主要面向病情稳定的恢复期患者,旨在通过恢复患者的日常生活活动能力(ADL)促进他们早日回归家庭与社会。维持期康复也称生活期康复,主要面向居家或居住在各类养老及疗养设施中的老人及慢性病患者。通过各类访问康复设施或通院康复设施(通常在社区内设置)来提供各种形式的在宅或通院康复医疗服务,旨在维持他们的身心机能与生活能力。值得一提的是,中国的康复医疗界近几年也认识到了明确划分康复治疗阶段的重要性。例如,在脑卒中的康复医疗中已率先成功实施了“三级康复”的模式,[1]大致分别对应于急性期、恢复期及维持期三个阶段,取得了良好的效果。可以预见,该模式今后将会在中国的康复医疗中得到进一步推广。康复医疗领域不同治疗阶段的特点无疑对各类康复设施的建设提出了更高的要求。从建筑设计的视点,康复设施不仅具有医院建筑的基本特征,更因其治疗对象、目标、方式方法的特殊性(表1),使得其建筑设计难以套用一般医院的做法。同时,考虑到不同疾病、不同治疗阶段的康复治疗所需的空间与环境相差极大,建筑师必须对病区与康复治疗室进行有针对性的处理。而中国现有的康复设施普遍存在着建设标准过低、专科特色不明显、平面布局方式单一等问题,难以满足上述要求。为此,本文通过对国外康复设施的案例分析来探讨基于治疗阶段的康复设施的设计理念与方法。
三、案例分析
现代康复医学起源于西欧和北美,在20世纪80年代后取得了巨大的进步。相较而言,当前美国在急性期康复领域处于领先地位,而日本则在恢复期及维持期康复领域颇具特色。因此,本文重点介绍和分析美国的急性期康复设施以及日本的恢复期与维持期康复设施案例。
1.急性期康复设施
通常急性期康复训练宜在综合医院的骨科、神经科、心血管科等病区展开。急性期康复训练初期要保持患者手足的正确位置并借助于设备或人力使之被动运动;待患者病情稳定后,宜在病室内进行坐姿训练与吞咽训练;如果患者已可离床,则可在病室内或病区走廊等适当的场所展开行走及ADL训练。因此急性期康复要求病室要有足够的空间。为满足患者从重症监护至急性期康复的各层次医护需求,美国在1998年提出了AcuityAdaptableRoom(即急性期适应病室,简称AAR)。如图2所示,AAR采用单人病室,面积通常在30m2以上,病室内划分为临床区、患者区、家属区、卫生间等区域,设计要点包括:临床区内设置各种急性期治疗设备,患者区内设置病床,家属区内设置沙发;病床的位置便于医护人员及家属观察,其周边预留足够的空间以便使用急性期康复设备,对患者进行抢救时,可将病床推至房间中央,使其四周临空以获得足够的作业空间;卫生间便于患者、家属及医护人员抵达,且有足够的面积展开ADL训练,为方便使用,洗面池与坐便器分设在卫生间入口两侧;病室外的走廊内设置分散式护理站及物品供应站,以便医护人员展开医护作业,走廊应有足够的宽度来展开行走训练(图3)。[2]目前中国医院的病室以多床室为主,床均建筑面积一般不足10m2,因此难以套用美国AAR的标准。为此,笔者提出了符合当前国情的可展开急性期康复训练的病室(图4),该病室的基本要求包括:多床病室的床均使用面积(不含卫生间)不宜小于10.8m2;病床的一侧宜留出1.5m以上的距离,以便患者在护理人员协助下换乘轮椅;为方便轮椅患者,病室内还应设置带扶手的薄型洗面池。除病区外,急性期康复训练室也必须满足相应的要求。以位于美国德克萨斯州的美国国家军队康复中心为例,该中心的康复训练室集成了假肢、机器人以及虚拟现实等领域的先进技术,可为截肢和烧伤士兵提供各类急性期康复训练。除作业疗法、运动疗法、假肢矫形等常规康复训练设备外,该康复中心还拥有300°进入式虚拟现实与步态分析仪等先进设备,以及室内冲浪、室内高架田径跑道、攀岩墙与障碍模拟等训练场地(图5)。
2.恢复期康复设施
急性期患者的病情稳定后将进入恢复期康复阶段。恢复期康复设施的设计应提供能够模拟家庭生活的治疗环境以促使患者早日回归社会,并有助于提高患者参与康复训练的主动性与积极性;同时,由于患者ADL不断改善且活动范围不断扩大,须确保患者安全。位于日本东京都涩谷区的初台康复医院,主要为结束了急性期治疗的脑梗塞及脑溢血患者提供恢复期康复训练。该医院为地上8层、地下2层,总建筑面积为1.3万m2,病床数为173床。医技部设在医院一层,二层为门诊部及康复部,三层以上为住院部。2012年,该医院的住院患者约600人次,平均住院时间为98天(患者入住该医院前,在急性期医院的平均住院时间为36天),回归家庭率达79%;此外,在该医院接受通院康复训练的患者超过了1100人次,医院还为600人次左右的居家患者提供了上门康复训练服务。[3]通常恢复期康复医院的门诊量较少,医技部中也仅设用于康复诊断的设备,康复部占据核心地位。以初台康复医院为例(图6),门诊部和医技部的面积分别只占总建筑面积的3.40%与2.69%;而康复部的建筑面积占总建筑面积的12.58%,由物理疗法区(图7)、作业疗法区(图8)、木工间、水疗间、ADL训练室以及言语疗法室构成;住院部由若干康复病区组成,占总建筑面积的66.18%,既是康复患者的生活场所,也是展开洗漱、如厕等日常生活训练的场所,因而床均病区面积大于一般医院。[3]为提高患者的日常生活活动能力,减少卧床不起情况发生,并帮助患者顺利回归家庭,初台康复医院的病区设计还具有下列特色:护士站采用了开放式设计(图9),可方便轮椅患者与护士交流;病室内设置书桌,供患者在住院期间进行自己的兴趣活动;每个病区设3个活动室及2个浴室,确保患者可充分展开各项康复训练;每个病区均设备餐间,可模拟赴餐厅就餐场景。为帮助患者尽快融入正常的社会生活,医院一层的休息厅中还设有咖啡屋和小商店等公共空间(图10)。
3.维持期康复设施
维持期康复设施的设计要点包括:借助通院及访问康复训练的方式,维持患者残存的身体机能;与社区周边的医疗、保健及福祉设施或组织展开有效的协作,维持并促进患者正常的社会生活。通院康复设施(图11)主要面向居家患者提供康复训练及专业的康复指导,主要职能包括进行患者的身体机能评定、为患者制定有针对性的康复训练方案、提供以运动疗法和日常生活训练为主的康复训练。访问康复训练主要面向一时难以适应居家生活的退院患者,通过专业人员的上门指导,可以帮助患者进行有效的居家康复训练从而增进他们的居家生活能力。为充分利用当地的社会资源,日本的维持期康复设施多与康复医院或老年设施结合设置。以位于日本福冈县北九州市的南小仓社区康复中心为例,该中心与当地的小仓康复医院和伸寿苑老年护理院共同组成了一个彼此相对独立又相互协作的社区康复设施群(图12),通过通院、访问等康复训练方式来维持患者的身体机能与社会生活。此外,该设施群还与社区内的诊所、介护保险事业所、当地社团保持着密切的联系与充分的协作。
在社区健康服务中心内部,如何衡量不同岗位人员因工作量组合不同所致差异的绩效问题,已成为现代管理者的关注重点。例如,2名全科医师1月份均提供1500人次的服务,全科医生A提供了1300人次的诊疗服务、200人次高血压病人的随访;全科医生B提供了200人次的诊疗、600人次的规划内疫苗预防接种、600人次的儿童保健体检、100人次的生产访视。这2名医生谁的绩效更高,以及如何评价,这需要采用一种“统一的工作量衡量标准”进行转换,并直观地衡量不同岗位、不同中心之间的服务量。为此,本研究在完成社区公共卫生项目的运行成本研究后,对社区公共卫生项目、社区基本医疗和管理共84个工作量进行了成本测算研究,并建立了以“标准工作当量”为参照单位,把84种工作量转换成以统一的工作量衡量单位进行内部绩效管理。
2社区健康服务中心内部绩效管理的建立
2.1岗位的设置及岗位人数的计算
2.1.1全科医学服务理念与岗位设置的关系真正意义
上的全科医师是“以家庭为单位,面向个人,以人的健康为中心、提供健康管理”为医学服务理念的,即:从服务项目来看,全科医师对于固定或已建立服务关系的居民不但要提供常见病多发病的诊疗,同时还要提供预防保健等健康管理服务、专科疾病的转诊负责等工作项目,是一种“综合(多项目)、连续的管理”服务(一个人从胎儿期到老年),而不是既往那种“一个医生只提供一个项目”的“专科化服务模式”。因此,可以采用两种模式设置岗位:①如果基于“综合、连续”的服务理念,在岗位设置上,可以采用“服务流程”为主来设置岗位,如前台服务、全科服务门诊、护理及辅助部分。②如果采用“专科化服务”,则在“全科服务门诊”中,就应该按专科系列分出全科医疗门诊、预防接种门诊、儿童保健门诊、妇女保健门诊等多专科服务项目来设置岗位。
2.2.2岗位人数的计算
①岗位人数=岗位负荷量÷每位工作人员每年所能完成的工作负荷量。其中“岗位负荷量”为“该岗位预计年总服务人次”。对于疾病诊疗,需要考虑“两周发病率”、居民就医习惯、政策引导、社区医疗资源等因素;而对于公共卫生项目而言,需要考虑社区人口结构特点、社区主要健康问题、公共卫生目标(特别是公共卫生的强制性要求)等因素,进行综合计算。②每工作人员每年所能完成的工作负荷量=1名岗位人员1年中的工作时间÷单人次服务时间。按照目前相关劳动要求及实际情况,1名工作人员1年平均上班时间为226.41d(除法定节假日、法定休息日后的工作时间),即1181.26h、108675.45min(每天法定上班7h)。以“社区常见病多发病的诊治项目”的流程岗位为例,得出运行成本结果显示,每提供1次“社区常见病多发病诊治(不含门诊治疗部分)”的单位时间为20.05min,即1名全科医生1年能提供8314人次的服务,同时还需要考虑全科医师参加工作会议、培训、学术活动的时间,根据相关强制性培训要求,以及实际工作情况,这部分任务占用了全科医师18.65%的比例,即在工作日内,只有81.35%的时间用于提供服务,即:每名全科医生1年能提供7170人次的服务(见表1)。因此根据此数据,结合居民的“社区常见病多发病两周发病率”以及“就医习惯流向”,就可计算出岗位人数。见表2。③全科医疗门诊医生配备数=服务人口×社区常见病两周发病率×26.07×每次患病平均就诊次数×居民到社区的就医习惯流向比例÷7170。④公共卫生岗位人数=为达到公共卫生设定目标所需要的服务量÷11620.25。社区公共卫生服务是与人群结构、社区人群健康水平、所需要达到的目标相关,往往是强制性要求(如妇幼保健的覆盖率、预防接种完成率、慢性病管理率等),这些往往与人群结构及健康水平有关。
3岗位人员工作目标的设置与计算
岗位人员的工作目标设置必须以医疗安全和符合医疗服务规范为前提,以完成社区基本医疗和公共卫生任务、促进工作人员提高效率、鼓励多劳多得、建立公平绩效管理机制为目标。
3.1工作目标的设置
按“基本管理目标”、“工作数量目标”、“工作质量目标”、“科研带教工作目标”等4大类进行设置。3.1.1一般基本管理目标的设置即遵从法律及相关规范、医德医风、考勤、机构整体管理目标的分担,往往采用“一票否决”和“分级设定”(如违反1次、2次、3次等)按等级设置,也往往采用“每月考核”和“年度综合”考核目标的达标情况。3.1.2工作数量目标的设定与计算由于“工作数量目标”与“工作质量目标”在一定程度上往往存在矛盾,即当工作数量超过一定额度后,工作质量就会随着工作数量的上升而下降,就会导致医疗安全问题的发生概率上升和服务质量下降,因此,在工作数量的设定上,必须要有科学的依据。公式为:1名医生的年度工作数量目标(平均)=该岗位的年度目标÷从事该岗位项目的医生数。3.1.3“封顶线”与“基本线”的设定工作数量目标采用“标准工作当量”为单位,当“1名医生的年度工作数量目标(平均)”>13944个标准工作当量时,说明人员的配备设置不足,需要增加人员,否则将出现服务质量下降;反之,当“1名医生的年度工作数量目标”<9296个标准工作当量时,说明人员配备过剩,效率下降。因此,我们以“13944个标准工作当量”作为“封顶线”,超过此线部分按此额计算绩效(即超出部分不再奖励);以“9296个标准工作当量”作为“岗位最低业务要求量”(即“基本线”),实际业务量低于此线的则按“实际完成比例”发放基本工资,而绩效工资则是参照“基本线”与“封顶线”之间部分进行计算,同时根据工作质量等级计算“有效服务量”,以此作为绩效工资的参照,具体计算公式及方法见本文第4部分。3.1.4年目标与每月目标的设定由于机构内部的绩效考核往往是“以月为单位”和“年终综合”的方式,1年的工作数量目标需要在每月中进行分摊,而医疗卫生服务受人文习俗、季节性影响较明显(如春节、季节转换等),所以在设置“年度总目标”后,需要根据实际情况对目标进行分摊,我们根据近3年来深圳市社区健康服务中心服务量在每月的变化情况,制定了“每月分摊目标额度表”。见表3。另外,由于需要考虑职称及岗位特点,对不同职称人员给予一定的目标调整。
3.2工作质量目标的设定
每月的“工作质量目标”与年度的质量目标一致,或为了保证工作目标的完成,往往把总体目标略为调高(1%~5%之间)。
3.3科研带教工作的目标设置
科研带教目标根据实际需要以及职称要求进行设置,往往把这部分目标设为“附加奖励项目”或者独立的考核项目,但列入常规目标有利于强化科研和教学任务的工作。
4岗位的绩效考核
4.1采用“标准工作当量”设置目标工作及目标等级
包括基本工作量目标线、奖励目标线、限制线。①基本工作量目标是指在正常情况下必须完成的工作目标,数量指标一般按:11620标准工作当量×岗位调控系数,当月目标=年目标×当月分摊比例(见表3);②奖励目标线是指在完成基本目标后,提倡多劳多得和主动奉献,一般奖励目标线设置在:11621~13944个标准工作当量之间(即基本目标值的1.0以上、1.2以下);③限制线是指为了避免工作人员为了单方面追求效率和数量,或为了达到单方面经济利益而出现的以牺牲医疗质量和医疗安全,或因过度追求利益而牺牲个人休息时间,而导致服务质量下降的情况,一般限制线设置在13944个标准工作当量,超过此线者,不作奖励并以13944个标准当量计算,同时设置“加重处罚条件”,如:因片面追求效率而出现医疗差错或责任事故的,高于同条件下的正常处罚额度。
4.2根据情况设置“管理调控系数”
对于存在操作难度大,或比较薄弱,或本年度需要强化的项目,可以在“标准工作当量”计算的基本上,乘以“管理调控系数”(>1.0),如在夏天进行“产后访视”,原来为2.7183个“标准工作当量”,为了平衡此项工作,可以通过“管理调控系数”设置到2.0,即:调整后,每人次产后访视为5.4366个“标准工作当量”。同理,对于需要弱化的项目,可以设以<1.0的系数进行调控。
4.3设置绩效分配标准
根据项目成本、补助经费的分配以及绩效工资分配额度,设置合理的绩效分配标准。每个“标准工作当量”值=项目经费÷项目工作目标数量×可分配系数。可分配系数一般保留10%~15%的比例作为管理或机动分配预留,即在0.85~0.90之间,或根据实际情况设置,这部分预留,一是可以作为法定休假人员休假期间的平均奖励,二是可作为年终奖励。
4.4进行每个岗位的绩效评价
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
近些年来,在城市建筑设计中,经常会伴随着各种功能的地下室或者是地下车库,很多高层建筑为了充分利用建筑空间,将一些设备或者是消防池等设置在地下室,不仅仅更大程度的利用了建筑空间,节省了相关的成本费用,更大大深埋了地基,加强了整体建筑结构的稳定性,增强了建筑的抗震性能,确保了建筑的安全性,同时,也使得整个地下室的功能得到了最大程度的挖掘,避免了建筑价值的浪费。在建筑地下室结构设计中,设计人员要综合分析整体建筑结构的具体情况,综合考虑到建筑的防火,防震,通风,采光等各个方面的的因素,在满足建筑基本功能的的前提下,做出创意设计,选择合理的结构方案。
二、地下室结构设计存在的问题
地下室工程涉及到的专业领域非常广泛、专业知识相对复杂。在对建筑工程的地下室进行结构设计时,要综合考量到使用功能、防火功能、人防需要,还要顾及到管道、通风、摊水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说,一般来讲,在塔楼部分的使用时期,基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房部位却会有抗浮不能满足实际要求的毛病。
其设计上的主要问题表现在:
(1)结构平面的设计。
(2)抗震设计。
(3)地下室抗渗、抗浮设计。
(4)地下室的结构超长。
(5)外墙的结构设计。
三、地下室结构平面设计
建筑工程的地下室结构设计,需要多个部门的共同配合,要坚持在满足基本的使用功能基础上,综合分析建筑的防火,抗震,设备用房,管道铺设,排水通风等多个方面因素,并促使多个专业领域人员通力协作。设计人员在设计过程中,可以选择使用设计后浇带或者是混泥土外加剂,也可以选择地上设缝或者地下不设缝等方式,这些方式,都可以满足不设缝的目的,在地下室的设计施工过程中,很容易出现地下室过长的问题,这时候,仅仅依靠后浇带的设计难以解决问题,可以再实地测量勘察的基础上,将地下室平面做出科学的调整,并进行严密分割,根据需要,设计一些比较窄的通道,使得管道可以相连。为了让接缝变得更少,且最大程度的减少接缝的受力,方便维修补救。可以将变形缝设计安装在通道的外部。最后,要充分考虑采光井的位置,做出科学的采光设计。
四、地下室外墙结构设计
地下室外墙的设计是整个建筑工程地下室结构设计的关键环节,对整个建筑工程地下室结构的合理性有着十分重要的影响。在设计时候,要综合考虑到水,土压力因素,并通过这些因素来验算外墙的抗裂性能。总体而言,要在综合考虑多种因素的基础上,从以下几个方面做出科学合理的设计。
(一)荷载
地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位,其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室楼盖的传重和自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般都包括侧向的土压力,地下水侧向压力等。在地下室外墙结构设计中,竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用,在此过程中,要充分重视水平荷载,当水平荷载垂直于墙面时候,会产生弯矩,这对墙体的配筋有着十分重要的意义。
(二)地下室外墙截面设计
土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力,静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时,砂土可取0.34~0.45,黏性土可取0.5~0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑,分项系数可取1.2;水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑,分项系数宜取1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数,当其效应对结构不利时取1.2,有利时取1.0;抗爆等效静荷载分项系数取1.0。
(三)地下室外墙的配筋计算
实际设计时,配筋的计算,对于带扶壁柱的外墙,不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算,而是均按双向板计算配筋;扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋,不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理,这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。
五、抗渗抗浮设计与抗震设计
1、抗渗抗浮设计分析
如果是在地下水位浅,或者在雨水相对较多的地区进行施工,那么,对于地下室层数为一到二层的建筑来讲,常规都要考虑到使用阶段的抗浮问题。纯地下室的部位,以及裙房部位有可能存有抗渗抗浮不符合要求的情况出现。均对这种实际情况,应当采取下面的几个措施来应对:
(1)在设计条件允许的前提下 ,尽可能地提高基坑底设计标高,这样可以起到降低抗浮设防水位的目的。高层建筑基础底板应当应用梁板筏板基础或者是平板阀板基础。
(2)倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。常规宽扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中间。宽扁梁可以有效降低地下部分高度。这样,在降低抗浮水位上就占有一定的优势。
(3)强化抗渗抗浮设计的另一个有效办
法是增大地下室自重。这个办法大体有三种情况:其一是基板加载,其二是边墙加载,其三是地下室的顶板加载。这种办法的特点是设计与施工都相对简单。但是不足之处在于当建筑物需要抵挡较大的浮力时,因为混凝土和相关的增重材料需求量太大,而使施工费用增加。
(4)设抗拔桩。此办法是抗渗抗浮设计加很常用的方法之一。抗拔均一般情况都要嵌入到埋藏浅嵌入坚硬的基岩之内。因为受施工条件和造价因素的制约,抗拔桩入岩一般不深,这就需要施工过程中对桩端进行灌浆处理。若上覆土层厚度太大,抗拔桩进不到基岩处,那就需要在桩下部设扩大头,提高抗拔桩的抗拔能力。
2.地下室抗震设计问题
地下室结构设计对整个建筑工程的抗震性能有着十分重要的影响,结构设计的是否合理,不仅仅关系到整个高层建筑的工程造价,也会密切的关系到整个建筑的稳定性和安全性,因此,在进行高层建筑地下室结构设计中,要严格把握施工图纸的审核要点,地下室整体结构埋置的深度一般都要大于地面建筑的高度,同时,总体的建筑高度要从地下室外部的地面开始算。地下室的墙柱同地面建筑主体的墙柱设计之时,要通过科学的处理,保持协调一致。
3. 人防地下室的结构设计
由于人防的要求, 高层建筑的地下室常兼作人防地下室。普通民用建筑的防空地下室人防等级一般以五、六级居多。人防地下室和非人防地下室相比, 由于增加了核爆动荷载以及对辐射等方面的要求,二者在结构设计上有较大区别, 主要体现在荷载及荷载组合、材料强度、内力计算和构造规定等方面。人防底板的荷载控制问题。人防地下室位于主体结构部分时,人防底板一般是平时荷载起控制作用;人防地下室位于纯地下室部分时, 当仅有一层地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是战时荷载起控制作用, 当有两层或两层以上的地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是平时荷载起控制作用。
六、结束语
总之,加强对建筑工程地下室结构设计的分析,可以不断的提高建筑工程的地下室结构的质量,保证整个建筑工程的安全性和可靠性。
参考文献:
[1]吴仲平 基于高层建筑地下室结构设计的分析 [期刊论文] 《广东建材》 -2012年5期
中图分类号: U45文献标识码:A
一、前言
正常基础与地基之间是压力,当地下水汇聚到基坑中,使得基坑内有水此时就会存在浮力(F=γhA)问题,当上部荷载P<F(浮力)时就会发生地下室上浮现象。在使用或者施工过程期间,如果地下水汇聚到基坑中,使得基坑内有水,此时就存在浮力问题。同时各种土壤(粘土、沙土或高风化的岩石)只要有空隙形成联通,缝中的水形成水迳,水越积越多就会有水压力进而产生浮力,就很有可能因为浮力过大而导致地下室上浮。
二、危害性
从大量的例子中我得出了地下室上浮的三种形式;同时也从中概括总结了地下室上浮的损害。
1、局部抗浮失效,结构每个单元的重力都大于水浮力,多发生在地下室底板承载力不足处。质量分布均匀,层高较高,层数较多板较薄配筋较少。
2、局部整体抗浮失效,结构部分区域重力大于水浮力,部分区域小于水浮力,部分区域发生的上浮现象。
3、整体抗浮失效,结构任意单元的重力都小于水浮力,地下室水浮力使结构整体向上位移的现象。
不论那种抗浮问题,在这我简单的将其危害总结为四点
1、使用问题,柱子的倾斜过大、板起拱过大;裂缝产生严重漏水影响使用;隔墙等构筑物被挤裂挤碎等。
2、结构问题,梁柱等主要受力构件受到较为严重的破坏使其承载力降低;顶板有时候也会因为变形过大而出现结构性的裂缝等。
3、耐久性问题,裂缝导致混凝土碳化加快;钢筋的锈蚀也加快;这些都直接影响到地下室的适用寿命。
4、经济问题,只要出现了地下室上浮问题就需要补救。此时,鉴定加固的费用、延后投入使用或影响使用所带来的损失等就随之而来。
综上所述,找到导致地下室上浮问题的原因和补救措施就十分必要了。
三、原因分析
导致地下室出现上浮问题的原因是非常多的,在阅读的大量文献后本人进行了总结,目的是找出其中比较重要的和比较常见的原因供设计、施工、组织、监理等技术人员参考。
1、地下室地下空间发展不是很久。2、基础的持力层的复杂性。3、软件即电算设计的可靠性问题。4、锚杆、锚桩加固规范不统一等问题。5、环境等外在条件不可预见性。6、详勘报告的误导。7、设计上的问题。8、施工不当。监理要求不够及时严格。
综上所述,导致地下室上浮的原因多种多样,根据所搜集的实例资料、研究文献等,下表3.1是各种因素在总的所有因素中所占的比重。
表3.1各因素百分比
四、防治措施
防止产生地下室水浮力的措施可从大的方向概括为两大类:一种为抗力平衡方法;一种为浮力消除方法。抗力平衡法就是问了增大方向向下的力,顾名思义就是想方设法的通过增大上部结构物或者构筑物的重量来压住水浮力,亦或是通过下拉法(包括锚杆及抗拔桩等的下拉作用)来提供抗浮力。而消除浮力法是为了减小对地下室向上的力的作用,其主要就是做好排水减小水浮力。
(一)防止措施主要从以下五部分着手:
1、勘察。勘察单位一定要履行好自己的职责,对于自己所负责工程地区的地质条件在勘察过程中不但要把握好土层地质的特点,特别要勘明地下水的详细情况,弄清是否有暗流流径。同时地下水位的给顶关乎抗浮水位的选取,要确保严格按照现行规范给出地下水位高度。
2、设计。设计人员要综合考虑结构自身和地质勘察报告中场地地质及水文地质条件来决定基础类型。必须是有经验的设计人员来执行设计,才能准确的取定抗浮水位安全系数。
3、施工。大多施工单位或者负责人缺少对施工阶段本地自然条件与施工因素的思考,防水、排水措施设置不够完善;同时要有应急措施,防止突然气候、强降水的来临,做到有备无患;在一个要明确施工中停止降水的时间和阶段,严禁提早停止排水和降水。
4、监理。监理人员要履行好自己的职责,对于不按照正常工序的施工现象一定要叫停,要求其整改完善。
5、后期管理。后期管理可以设置溢水孔来防止突然降水和地下水的积聚;同时要定期检查地下室排水措施的使用情况,确保其处于可用状态。
(二)治理措施
1、抗浮锚杆方法。抗浮锚杆在地下室底板受到严重破坏时,此时的地板已经无法与锚杆进行最有效的连接,抗浮锚杆的作用不能得到完全发挥,此时不宜使用此法。
2、抗拔桩下拉法设计。抗浮桩尽量嵌入坚硬而埋藏较浅的岩石中,由于施工限制抗拔桩一般入岩不深,要进行桩底端处理,不能入岩的只能依靠摩阻力抗拔,此时需要增加桩的长度。要特别注意抗拔桩只能由人工挖孔或机械成孔的灌注桩。
3、摩擦抗浮法。土壤与地下结构物之间存在摩擦力,这种力量可以抵抗地下室的上浮。而该力的大小依土壤的侧压力及各土层的摩擦情况而定,但是这种侧压力的大小很难准确确定,所以它的可靠度不高,如需采用需要提高其可靠系数。若地下水不时的变动,这种方法的适用性就会受到很大程度的限制。
4、延伸基板法。延伸基板法是将地下室结构的基板向外延伸而形成翼板,由翼板承托覆土以抵抗上浮力。这种方法是相当有可以增大上部结构负重,但为了要延伸基板而形成翼板,开挖范围将因而加宽,土方和使用面积也会相应的加大,所以一般只适用于场地不受限制的规模较小的结构的抗浮,否则是不宜采用的。
5、补缝处理。先降水,代裂缝稳定后修补结构裂缝,渗水处裂缝处理应先做样板,确认治理效果较好时再继续施工。
6、排水处理。当地下室发生上浮问题后一般都要及时的进行临时处理。在地下室底板上钻孔使水流出以减小水压力;在地下室四周开挖若干集水井,持续降水。这种排水处理方法是典型的浮力消除法,可以起到立竿见影的效果,减小其进一步恶化的可能性,其抽水费用不高,且是最治本的方法。
7、加大荷载法:在地下室的内部或者地下室顶面加上土体或者其他材料荷载,来增大上部荷载的抗浮力左右。当无空间加载或者影响其他功能时就不宜使用了,因此此方法局限性较大,很多时候可能会影响结构的功能使用。
当在选择治理加固措施时,要综合考虑施工工艺,技术特点,适用范围和造价成本因地制宜的选择加固措施。
参考文献:
[1] 《建筑地基处理技术规范》--(JGJ79-2012):
[2] 《建筑地基基础设计规范》--(GB50007-2011):
多。随之而来的问题也是越来越明显,特别有地下室的上浮是其中非常常见但又非常难解决的问题。鉴于
地下室上浮问题所带来的损失之大,寻找导致地下室上浮问题的原因及防治措施、加固措施都是亟需解决
的。本文主要内容就是在笔者搜集大量的论文文献的基础上总结归纳了各种导致地下室上浮问题的原因和
防止与补救措施。通过对比比较,提出了可行并且高效的防治补救方法。
关键词:关键词:关键词:关键词:
地下室上浮;问题原因;预防措施;补救方法
中图分类号:R824文献标识码:A
1前言
随着社会经济的日益的发展城市用地紧张,特别是城市中心,高层和超高层建筑日益增
多,基础埋深逐渐加大,正是为了有效利用地下基础空间、地下空间就有了地下室;现社会
停车难问题日益成为突出矛盾,因而开发利用地下空间作为地下停车设施已成为一种趋势;
同时地下商场等地下商业建筑也越来越广泛,地下室抗浮稳定性和浮力对底板产生的弯矩和
剪力等问题对结构安全产生的影响日益显著。随之带来的安全问题和经济损失等问题也愈发
明显。
2地下室上浮概述
正常基础与地基之间是压力,当地下水汇聚到基坑中,使得基坑内有水此时就会存在浮
力(F=γhA)问题,当上部荷载P<F(浮力)时就会发生地下室上浮现象。在使用或者施
工过程期间,如果地下水汇聚到基坑中,使得基坑内有水,此时就存在浮力问题。
2.1地下室上浮的形式
1、局部抗浮失效:结构每个单元的重力都大于水浮力,多发生在地下室底板承载力不
足处。质量分布均匀,层高较高,层数较多板较薄配筋较少。
2、局部整体抗浮失效:结构部分区域重力大于水浮力,部分区域小于水浮力,部分区
域发生的上浮现象。
3、整体抗浮失效:结构任意单元的重力都小于水浮力,地下室水浮力使结构整体向上
位移的现象。
2.2地下室上浮的危害
1、使用问题:柱子的倾斜过大、板起拱过大;裂缝产生严重漏水影响使用;隔墙等构
筑物被挤裂挤碎等。
2、结构问题:梁柱等主要受力构件受到较为严重的破坏使其承载力降低;顶板有时候
也会因为变形过大而出现结构性的裂缝等。
3、耐久性问题:裂缝导致混凝土碳化加快;钢筋的锈蚀也加快;这些都直接影响到地
下室的适用寿命。
4、经济问题“只要出现了地下室上浮问题就需要补救。此时,鉴定加固的费用、延后
投入使用或影响使用所带来的损失等就随之而来。
2.3地下室上浮分析
导致地下室出现上浮问题的原因是非常多的,在阅读的大量文献后本人进行了总结,目
的是找出其中比较重要的和比较常见的原因供设计、施工、组织、监理等技术人员参考。
1、基础的持力层的复杂性。地上建筑部分的刚度与地基承载力相互影响问题,这种影
响目前还没有完整的较为科学准确的理论及经验方法,这种上部结构对下部的影响还在进一
步探索中。
2、锚杆、锚桩加固规范不统一等问题。就目前我所掌握的锚杆防抗浮设计中,是有三
个规范要求的:《建筑地基基础设计规范》、《建筑边坡工程技术规程》、《岩石锚杆(索)
技术规程》。而其无论是理论或者经验的计算公式都不统一,有时需要利用几种方法分别
计算来选取符合所有技术规程要求的设计。
3、环境等外在条件不可预见性。如,在地下室四周已经回填完毕,恰逢大雨来临,此
时往往会发生排水不及时的情况,地下水在地下室底板下形成一片,由于水的地下室底板的
托浮力的突然增大导致地下室上浮。
4、地勘报告的误导。土壤性质不正确,水径流路认识不足,最重要的地下水位选取不
当。抗浮设计了解不足,最高抗浮水位取值不正确,较安全的安全水位抗浮系数。
5、设计上的问题。抗浮水位的选取要求设计人员严格按照《建筑地基基础设计规范》
的要求来选取,有些缺乏经验的设计人员凭感觉、或者不考虑地下水的影响,最终导致问题
的发生。
综上所述,虽然导致地下室上浮的原因多种多样,,但是其中最重要的是设计上要充分
考虑到地下水浮力的影响;而比较常见的是因停止排水过早或者突然的降雨导致的基坑地下
水增多而引起的。
2.4防治措施
防止产生地下室水浮力的措施可从大的方向概括为两大类:一种为抗力平衡方法;一种
为浮力消除方法。基于这两大类方法,通过比较给出以下几类方法。
1、抗浮锚杆方法。抗浮锚杆在地下室底板受到严重破坏时,此时的地板已经无法与锚
杆进行最有效的连接,抗浮锚杆的作用不能得到完全发挥,此时不宜使用此法。其过程为,
定位成孔、高压洗孔、下锁、锚杆注浆、张拉锁定、锚杆检测。
2、抗拔桩下拉法设计。抗浮桩尽量嵌入坚硬而埋藏较浅的岩石中,由于施工限制抗拔
桩一般入岩不深,要进行桩底端处理,不能入岩的只能依靠摩阻力抗拔,此时需要增加桩的
长度。
3、延伸基板法。延伸基板法是将地下室结构的基板向外延伸而形成翼板,由翼板承托
覆土以抵抗上浮力。这种方法是相当有可以增大上部结构负重,但为了要延伸基板而形成翼
板,开挖范围将因而加宽,土方和使用面积也会相应的加大,所以一般只适用于场地不受限
制的规模较小的结构的抗浮,否则是不宜采用的。
4、排水处理。当地下室发生上浮问题后一般都要及时的进行临时处理。在地下室底板
上钻孔使水流出以减小水压力;在地下室四周开挖若干集水井,持续降水。这种排水处理方
法是典型的浮力消除法,可以起到立竿见影的效果,减小其进一步恶化的可能性,其抽水费
用不高,且是最治本的方法。
当在选择治理加固措施时,要综合考虑施工工艺,技术特点,适用范围和造价成本因地
制宜的选择加固措施。
3存在的问题及前瞻
通过查阅文献发现,目前国内外建筑地基基础规范对地下室抗浮设计也还只在概念层次
上做了规定,还没有统一的规范标准和计算方法。例如规范中虽然都是些强制性条文,但要
求还是不明确、不严格,主要存在下面几个问题:
(1)对于单体建筑设计人员可以直接地判断是否存在上浮问题,但当地下室由几栋建
筑连城片区时,如果设计人员还是简单的根据上部建筑的荷载是否大于地下水浮力来判断地
下室是否存在上浮问题,就很有可能出现工程事故。因为此时可能会出现局部抗力不一定能
满足要求的情况,必须认真验算。
(2)地下室设计时候并不像地上结构设计那么成熟和统一。特别是现在高效而比较准
确的电算在地上结构部分的应用已经相当成熟了,然而电算在地下室设计方面还存在着许多
需要解决的问题。
(3)地下室的抗浮施工要求不够严格,并且对于处在腐蚀介质中的桩基,应控制不出
现裂缝;对于桩基处于含有酸、氯等介质的环境中时候,则其防护要求还应该根据介质腐蚀
性的强弱复合有关规范的规定采取专门的防护措施保证桩基的耐久性。
参考文献:
[1]曾国机王贤能胡岱文,抗浮技术措施应用现状分析,地下空间,2004,1(24)105~109
[2]卓振涛,广西水利电业集团有限公司,广西南宁530001
[3]林强黄清和包燕燕,某大型地下室上浮处理,探矿工业,2003(增),59~61
中图分类号:TU3 文献标识码:A
当前城市的高层建筑越来越多,建筑设计根据本身的功能和结构特点在设计中开始逐步考虑建设地下室。城市建筑大型化、高层化的设计理念也促使地下结构朝着多层空间的方向发展,地下室的地下结构设计、地下室的施工及防水、支护工程成为了建筑工程首要考虑的问题。
1、地下室结构设计中的问题分析
地下室工程涉及到的专业领域非常广泛、专业知识相对复杂。在对建筑工程的地下室进行结构设计时,要综合考量到使用功能、防火功能、人防需要,还要顾及到管道、通风、给水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说,一般来讲,在塔楼
部分的使用时期,基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房结构自重较轻部位却会有抗浮不能满足实际要求的问题。
1.1抗浮、抗渗问题分析。针对地下室的抗浮问题,要设定科学合理的抗浮设防水位,根据具体的地下水水位要求进行研究和实时勘查,采用平板式筏板基础、增加地下室的重量、设置抗浮桩等方式方法去解决地下室的抗浮问题。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作,要达到抗渗目的,一般可采取以下措施:
提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋,如侧壁增加水平温度筋,在混凝土面层起强化作用;侧壁受底板和顶板的约束,混凝土胀缩不一致,可在墙体中部设置一道水平暗梁来抵抗拉力。当然,在采取以上措施时,同时要注意混凝土的养护。
补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂,以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时,即可控制裂缝。
1.2不均匀沉降问题分析。地下室的不均匀沉降问题可以采用人工处理地基的方法去降低地基处理的程度,主体结构采用桩基础、主体结构部分采用整体基础也能达到较小的最终沉降量,还能充分发挥不同基础形式的作用和优势,有利于工作人员进行相关的计算,确定最终的设计方法。
1.3人防地下室的问题分析。对于人防地下室的结构设计要特别注意人防构件的最小截面尺寸取值问题,按照国家的标准进行设计,使顶板的最小防护厚度、混凝土厚度都能实现建筑面层的防护作用。此外,人防构件的荷载取值问题、人防底板的荷载控制问题也是建设过程中必须要注意的设计问题。在考虑防空地下室在核爆动荷载作用下的动力分析时要采用等效静荷载法进行计算,人防地下室的设计还需要考虑人防底板的荷载起控制作用。
2、在设计中要注意的几个方面
地下室外墙的设计是整个建筑工程地下室结构设计的关键环节,对整个建筑工程地下室结构的合理性有着十分重要的影响。在设计时候,要综合考虑到水,土压力因素,并通过这些因素来验算外墙的抗裂性能。总体而言,要在综合考虑多种因素的基础上,从以下几个方
面做出科学合理的设计。
2.1抗震设计。通常来讲,地下室的抗震设计常遇到的问题有。一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为:在多层建筑中,地下室的埋深不够。房屋的层数加上地下室在内已经达到八层,层数与高度都已经超过设计标准要求。地下室的顶板是上段结构嵌固,地下室的抗震等级应当和地上部分相同。若地上结构的抗震等级是二级,则地下部分的抗震等级也应当是二级。
2.2荷载。地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位,其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室顶板覆土荷载及消防车道活荷载的传重和自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般都包括侧向的土压力,地下水侧向压力等。在地下室外墙结构设计中,竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用,在此过程中,要充分重视水平荷载,当水平荷载垂直于墙面时候,会产生弯矩,这对墙体的配筋有着十分重要的意义。
2.3地下室外墙的配筋计算。实际设计应用时,在带扶壁柱的外墙配筋计算方法是按双向板计算配筋,而不是根据扶壁柱的尺寸大小来计算。而扶壁柱不是按外墙双向板传递荷载算其配筋,而是根据地下室结构的整体电算分析结果来配筋。这样设计会使外墙竖向受力筋配筋偏少、扶壁柱配筋不足,而外墙的水平分布筋过多。在计算地下室外墙的配筋时,除了垂直于外墙方向部分有钢筋混凝土的,内隔墙之间有相连的外墙板块或者扶壁柱横截面积较大的外墙板块需要用双向板计算之外,其他形式的外墙通常都按竖向单向板计算配筋。竖向载荷小的外墙扶壁柱,无论是外墙转角处还是内外侧的主筋部分都需做适当的加强。扶壁墙的截面积的大小则是界定外墙水平分布筋的依据。在计算地下室外墙时底部支座应固定,并且它的厚度要和配筋量匹配。侧壁的抗弯能力比底板的大,而弯矩则和底板相等。
3、地下室结构设计
3.1地下室的基础设计。在进行地下室基础设计之前一定要做好工程地质的勘查工作,基础设计可以采用预应力管桩基础,为了能够满足沉降的要求,要加强岩层的承载能力,所以基于这一个要求,持力层应该要采用强风化岩和中风化岩层。
3.2地下室顶板的结构优化。地下室的顶板是地上整个高层建筑的水平约束支座,要想对地上结构有足够的约束作用,就必须有较大刚度。所以,在设计地下室时,对顶板有严格的要求,顶板的厚度要大于等于160mm,这样才能保证地下室较大刚度。
3.3地下室的侧壁设计。影响地下室侧壁设计的因素有很多,例如结构自重、地面堆载及活载、防核爆等效静荷载、侧向土压力、地下水压力等各种因素。地下室的侧壁由于情况比较特殊,会受到各种不同方向荷载的共同作用,受力情况比较复杂的情况下应该要对地下
室侧壁设计进行科学合理的简化。所以地下室侧壁的设计具体要求是,与土壤产生接触的侧壁混凝土保护层厚度要达到40 毫米,地下室侧壁的水平钢筋配置要在外侧,而竖向的钢筋配置就应该在侧壁的内侧。但是出于对侧壁设计成本的控制,在满足侧壁荷载要求的基础
上混凝土的强度也不适宜设置得过高,这样可以减小混凝土的收缩应力。
3.4优化选型。建筑物的结构设计除了有足够的承载力,还要使结构具有足够的抗侧力刚度,使结构产生的侧向移动在合理的规定的范围内。结构选型不单单是结构的问题,它是一个综合的复杂的过程,除了考虑地基的承载能力和结构的安全性外,还要考虑成本问题。
结束语:
在建筑地下室结构设计中,设计人员要综合分析整体建筑结构的具体情况,综合考虑到建筑的防火,防震,通风,采光等各个方面的因素,在满足建筑基本功能的前提下,做出创意设计,选择合理的结构方案。
参考文献:
[1]文华.《论述地下室结构设计存在的问题》,《建材与装饰》,2005 年10 期
中图分类号:U45文献标识码: A
Float treatment scheme for a tunnel engineering
YANG JIAN
(CHINA RAILWAY SIYUAN SURVEY AND DESIGN GROUP CO.,LTD,WUHAN 430063)
AbstractSome sections of the U-groove floated becase of the buoyancy when backfilled it, in the entrance of a new four-lane railway tunnel. As a matter of fact, this can seldom be seen in railway tunnel project. Coming with an example of the ralationship between tunnel structure and buoyancy in this paper, some treatment program should be proposed after considering the analysis of the construction, in order to furnish reference for similar projects.
Keywordstunnel; float; ballast
1工程概况
1.1隧道地貌及设计概况
某隧道位于城市境内,为避免铁路对机场导航台造成电磁等影响而修建;隧道内四线并行,全长3750m,其中进口U型段长940m(共21节),矩形段长2330m(共40节),出口U型段长480m(共11节)。
隧道穿越剥蚀残丘、丘间谷地及冲积平原区。进口地势较高,为第三系地层出露;洞身及出口为冲积平原区,地表主要为菜地、鱼塘,小河涌。
隧道以半径1600m圆曲线绕避机场,其余地段均为直线,隧道内设“Ⅴ”字坡。
隧道采用明挖法施工,基坑宽度29~33.4m,最大深度18.6m。
1.2上浮段(JK10~13节)地质及地形地貌概况
上浮段由地表向下依次为:硬塑状粉质黏土层(渗透系数1.618×10-5cm/s)、全风化泥质粉砂岩(砂岩)(渗透系数3.040×10-6cm/s)、强风化泥质粉砂岩(砂岩)、弱风化泥质粉砂岩(砂岩)。
地下水为贫水~弱富水,赋水性一般较差,地下水来源为大气降水、地表水入渗补给。
上浮段地面标高13.7~3.67m,地表纵向综合坡度1.4%,隧道设计内涝水位3.8m。
1.3上浮段(JK10~13节)设计情况
考虑隧道进口U型槽段地势较高,且地层以全~弱风化砂岩为主,透水能力弱,地表降水可以顺纵坡排放等因素,设计采取结构外设置排水系统控制水位的方案。
①地表降水处理
地表回填后设1%横坡,将雨水收集至两侧排水沟中沿纵向排放,雨棚施工后对雨棚屋檐下方地表采用C20混凝土地坪防冲刷,见图1。
图1地表排水横面图
②回填要求
结构两侧基坑回填应分层夯实,每层层厚不大于0.3m,左右对称回填,回填土要求密实度K≥0.9,回填后其抗渗系数不大于1x10-7cm/s,静止侧压力系数不大于0.55。
③外部排水系统设计
在主体结构两侧贴壁设置的外排水系统(由干砌片石盲沟+排水盲管外包土工布组成),表水及地下水渗入后,在一定标高位置收集渗入水,通过排水管向洞身地表低洼处排放。外部排水系统标高以地面标高5m进行控制,并以5‰的坡度向隧道进口方向延伸,直至隧道起点,以保证盲沟中渗水可以顺利排出地表,引入临近沟渠,见图2。
图2隧道外部排水细部图
④JK10~13节抗浮设计
地表排水顺畅及外部排水系统发挥作用后,JK10、JK11节结构自重可满足抗浮设计要求;JK12、JK13节根据控制水位采用自重+抗拔桩抗浮。施工期考虑基坑降水、排水,直至主体结构施工完成并满足抗浮要求。
2上浮情况说明
2.1上浮段施工情况
JK10~13节主体结构于2012年12月-2013年10月期间施工并回填完毕,见图3。
图3基坑回填情况
2.2JK10~13节上浮及结构开裂情况
2013年11月6日起,通过侧墙埋设的沉降观测点观测发现, JK11、JK12节主体结构有比较明显的上浮现象,JK10节、JK11节相邻处最大上浮11.2~13.7cm,JK11节、JK12节最大上浮10.1~14.5cm,上浮形成错台见图4。
图4上浮错台情况
上浮造成JK12节、JK13节相交处U型槽侧壁顶端挤裂,见图5。
图5侧壁顶挤裂情况
2.3上浮原因
U型槽施工完毕后,在槽外回填时未施工外部排水系统,回填料松散且包含建筑垃圾,导致槽外排水不畅,引起槽外周边地下水位局部升高。
3上浮处理方案
3.1排水泄压
在JK10~13节变形缝附近、近水沟底部位置设置钻孔进行排水泄压,结构处理完毕后泄水孔采用C40微膨胀细石混凝土进行封堵,封堵后对泄压孔范围涂刷水泥基结晶防水涂料。待水压稳定后对JK10~13节结构左右两侧进行同步分层卸载排水,卸载至原设计基坑底部,并在基坑四周辅以集水井降水,卸载过程注意保护主体结构,卸载后的地面及坑底应能保证雨水可以自排不淤积。
3.2加强监控量测
加密U形槽结构沉降监测频率,增加U形槽结构侧壁变形缝处位移观测点,布置纵向及横向沉降监测点,监测点布置间距5m,以掌握底板变形形态。
3.3洗砂作业
对上浮段底板钻孔洗砂作业,钻孔直径φ50mm,每节孔位布置见图6,顺序由中间向两边逐孔进行,单孔建议水压力0.05~0.1MPa,洗砂作业时必须在基坑两侧低点设置集水井,并配备污水泵,随时抽排结构底部冲洗出来的泥沙,并实时进行沉降位移量测,发现异常时必须立即停止冲洗。洗砂结束标准:当侧墙外底部流出清水,无泥沙带出时。
图6 每节钻孔布置图
3.4压载复位
根据监测的底板残留变形结果,对JK10~13节采用压载复位,压载采用条形荷载或局部点荷载进行,如沙袋或自卸车等,加载分区域进行,由上浮残存大处向上浮残存小处进行;压载按三级进行,每级加载值20kPa,每级压载时间不小于6小时,并实时监测沉降数据,观察结构变化,确定是否进行下一级加载。
3.5底板下低压充填注浆
由于结构上浮后隧底发生扰动,为确保运营期底板稳定,在压载复位完成以后,在加载条件下对底板底部进行低压充填注浆,注浆利用洗砂钻孔。注浆采用普通水泥单液浆,水灰比W: C=0.6:1~1:1,注浆压力宜取0.02~0.05Mpa,由底板中间向两侧边墙逐孔进行,注浆结束条件:注浆压力逐步升高至设计终压并继续注浆10min以上或临近孔出现返浆;注浆孔采用C40微膨胀细石混凝土进行封堵,封堵后对注浆孔范围涂刷水泥基结晶防水涂料。
3.6裂缝修补
对侧墙挤裂部分进行凿除重新浇筑,凿除剥离混凝土,并对新旧混凝土交界面进行清洗,充分湿润后,浇筑强度高一等级的混凝土,养护至规定强度;凿除剥离混凝土后如仍有裂缝,应先采用灌浆法对裂缝进行修补后再进行混凝土浇筑,灌浆材料采用水泥浆液或EAA补强防渗材料。
3.7补强结构
采取侧墙及底板植筋后形成矩形结构,然后对矩形结构进行回填压载,保证运营期抗浮安全。
4处理效果评价
对变形缝钻孔泄压时瞬间从孔内喷出约1m高水头,后随时间推移水头不断降低至底板面,截至2014年2月20日,JK10与JK11节相邻处残余上浮约1.53~3.67cm,JK11与JK12节相邻处累计上浮约2.92~3.98cm,目前正在进行后续上浮处理施工,根据量测情况判断,所有措施到位后,残余上浮量可以控制在能接受的范围内。
5结论及反思
上浮处理在工业与民用建筑行业内较为普遍,当发生地下结构上浮事故时,应首先尽快采取措施增加压重和降低地下水位减小浮力,停止上浮趋势,然后分析地下结构上浮是否造成结构的破坏,破坏的程度是否可以修复,并及时的实施加固措施。常见的上浮处理方法有加载、排水、洗砂等方法[1]。与工民建中的地下室上浮处理的洗砂作业不同,由于本次上浮的U型槽采用放坡开挖,洗砂作业在左右侧卸载后利用底板钻孔进行,冲洗进入隧底的泥沙为压载复位创造有利条件;洗砂作业与压载复位作业可以根据实际情况进行顺序调整或反复操作,达到消除上浮的目的。
隧道抗浮一般应按地面或内涝水位进行设计,当地形地势等条件许可时,可采用控制水位方案,但应考虑实际施工条件能否达到设计要求,并对施工工序提出严格要求;另外采用的控制水位方案应考虑到运营过程中可以方便进行检修、清淤,从而避免运营阶段因排水不畅造成结构上浮,影响运营安全。
参考文献
1.前言
本文所述的现浇混凝土空心无梁楼(屋)盖结构,采用GZ高分子合金组合芯模直接埋置于现浇混凝土板中,形成非抽芯式的现浇混凝土空心板。实现在较大跨度现浇楼(屋)盖板结构上下表面无突起明梁,从而既能提高建筑物的净空高度、降低建筑物的层高和总高度,又能使室内空间开阔美观,减少装饰费用、便于灵活分隔;且在兼顾现浇混凝土结构整体性、抗震性好的同时,还能改善楼(屋)盖板的隔音、保温等性能。
2.工程应用实例
政协联谊大厦工程位于深圳市福田区车公庙,建筑面积121318m2,地下室四层,裙房三层,主楼41层,采用框架―筒体结构,标准层层高3.6米,主体结构施工至15层时,应甲方层高不变、增大净空的愿望及要求,梁板经设计方修改为现浇混凝土空心无梁楼盖结构,埋置空心管采用GZ高分子合金组合芯模,楼板厚度350mm,空心管直径200mm、250mm,长度1米。施工部位位于主楼16层梁板至40层梁板,剪力墙柱基本没有变化,施工时按照一层为一个流水段进行施工,墙、柱、梁板一次浇筑成型。
3.施工工艺及主要施工技术措施
3.1施工工序流程
工序流程:施工准备测量放线支模按芯模安放位置,底板钢筋及管线预埋位置划线定位梁钢筋、板底钢筋、肋间钢筋绑扎、设置钢筋保护层垫块安装芯模支凳预埋水电等管线底层钢筋验收芯模安装及抗浮铁丝绑扎板面层钢筋安装和洞口预留预埋搭设施工架空便道、安装混凝土输送管隐蔽工程验收混凝土浇筑混凝土养护拆模。
3.2主要施工方法
3.2.1施工准备:按设计图纸明确芯模的型号及各项技术参数,下单订购。
3.2.2测量放线:将轴线位置和标高从设定的控制点引测到施工层;
3.2.3模板支撑系统:根据无梁楼盖的设计厚度,肋间宽度与平面布置作恒载取值,进行竖向和侧向稳定性计算,设计模板与支撑;
(1)该工程无梁楼盖采用的是扣件式钢管脚手架支撑系统,钢管采用的是Φ48钢管,壁厚不小于3.5mm;
(2)脚手架搭设前必须验证持力层楼面强度是否达到设计要求,本层的脚手架立杆支撑与下层立杆支撑是否在同一直线上;
(3)现浇结构中梁、板模板应按设计要求起拱;如设计无要求,模板按要求双向或单向起拱2‰-3‰。
(4)完成以上架体搭设后,还必须按照规范设置剪刀撑。
3.2.4模板安装完成并经验收合格后,对暗梁、芯模、预埋管、孔等做放线定位,核对无误后方可转入下道工序施工。
3.2.5钢筋的制作及安装:
(1)钢筋的绑扎顺序:
A.摆放沿空心管方向(南北向)的板底主受力筋;
B.绑扎垂直于空心管方向(东西向)的板底次受力钢筋,垫好保护层垫块;
C.绑扎垂直于空心管方向间的肋的钢筋、箍筋,使摆放空心管位置成为一个坑槽形;
(2)绑扎板面钢筋、肋片钢筋,拉筋等;
(3)无梁楼板底层钢筋及芯模间肋内钢筋安装完毕,必须进行初检,并确定板底钢筋垫块完整可靠后,方可进行铺设芯模施工。
3.2.6空心管抗浮及水平位移控制的设置:
(1)当底板钢筋绑扎完后,根据空心管摆放位置,在空心管两端L/5左右处各设置支座一个,并安装空心管。详图见图一所示;
(2)空心管抗浮安装措施。详图见图一所示;
(3)芯模安装施工从两端梁开始摆放,安装过程中严禁直接踩踏芯模;
(4)调整对线,保证芯模之间及管与暗梁、墙柱之间的间距符合设计要求,并且在安装过程中保证肋梁位置在同一直线上;
(5)芯模下的预留水电线管盒应接线预埋,为减少其对楼盖断面的削弱,管线盒宜尽可能布置在管间肋位置。竖向穿管宜先预埋套管;
(6)芯模安装完成后须进行检查验收,对施工中破坏的芯模进行修补、调整、合格后方可转序施工,及时如实地做好隐蔽记录。
3.2.7混凝土工程:
(1)施工便道:混凝土在楼面的输送搭设专门的架空150mm的施工便道,混凝土泵送管不得直接放在钢筋和空心管上;施工人员不得直接踩踏板筋或管。浇筑混凝土时,要求有木工和钢筋工跟随,及时修复芯模与钢筋,防止偏位、破损。
(2)混凝土浇筑不宜沿垂直芯模管纵轴做多点围合式浇筑。且布料与振捣应同步进行,混凝土布料时应在空心管的两侧均匀下料,相对振捣,以保证空心管底被充填饱满,无积存气囊、气泡;施工时宜采用直径30mm的振动棒;
(3)混凝土的养护及拆模:
A.混凝土养护采用人工自然养护法。在混凝土浇筑完毕后的12h内对混凝土加以覆盖麻袋并浇水养护,养护时间不少于14天;
B.侧模在混凝土强度保证其表面及棱角不因拆除模板而受损害后方可拆除;楼盖混凝土强度达到100%时再拆除梁板底模板;
3.3主要施工技术措施
3.3.1成品保护措施:
(1)空心管如在安装现场损坏,采取如下临时应急补救方式:
A.如小面积破损用湿水泥袋粘贴其上;
B.如破损面积较大则先用湿麻袋填充,再用编织袋包裹好;
C.如管端锯断或损坏用编织袋包裹好,用16#铁线绑扎牢固。
(2)空心管在装卸、搬运、叠堆时应小心轻放,严禁抛掷。吊运安装时,用专用吊篮吊运,禁止用缆绳直接绑扎空心管进行吊运。吊至安装楼层后应及时排放,不宜再叠层堆放。
3.3.2空心管抗浮措施
(1)在浇筑混凝土前必须采取防止单个内模上浮、楼板底模局部上浮和钢筋移位的有效措施。施工中采用抗浮措施如下:
A.直接用16#铁线对单个内模进行捆绑,捆绑点在距空心管端L/5位置,铁线两端垂直捆绑固定在板底筋纵横向节点上;
B.楼盖板纵横向底筋绑扎采用梅花状绑扎,在板底模上1m2范围内均匀钻取6个铁丝穿过孔,用14#铁丝绑扎底板钢筋纵横向节点,并双肢穿过底模钻孔绑扎固定于下部的支模钢管架上,确保固定可靠、稳定;抗浮固定措施节点详图见图二所示。
(2)通过验算确定抗浮措施中铁丝的直径、数量和位置。验算时浮力取混凝土的容重与内模体积的乘积,并应考虑振捣冲击等因素。
混凝土容重γ=2.4KN/m3
圆芯模截面积a1=0.0468m2
芯模计算长度L=1m,直径250mm,圆形截面,混凝土振捣施工荷载q1=2KN/m2,14#铁丝截面积3.243mm2,16#铁丝截面积2.076mm2,计算如下:
浮力F1=混凝土容重 ×芯模体积=γ•a1•L=24×0.0468×1=1.1232KN
混凝土施工产生的振动力Q1=1.4×振捣施工荷载q1×芯模底面积s1
=1.4•q1•s1=1.4×2.5×3.142×0.125×1
=1.375KN
抗浮力N=(F1+Q1)/2=(1.1232+1.375)/2=1.25KN
铁丝受拉力n=抗浮力N / 2=1.25 / 2=0.625KN
铁丝拉应力=铁丝受拉力n / 铁丝截面积
一、 基础设计方面的问题
1、 建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,未验算其稳定性。论文写作,结构设计。。当设有一侧或多侧开口的地下室时,主体设计未考虑土压力影响进行受力分析,并验算整体建筑的抗倾覆和抗滑移稳定性。当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,未进行抗浮验算。
2、 建筑物地存在液化土层时,未对桩基础抗震承载力进行验算。未根据具体工程情况考虑桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响。
3、 桩基础设计中,仅按竖向荷载作用进行布桩,未验算弯矩作用下承台底部边桩的反力。尤其是框剪结构的剪力墙及剪力墙结构核心筒底部弯矩和剪力对基础承载力的影响较大,不应遗漏。对于水位较高的地下室和短肢剪力墙、大跨度结构等弯矩较大的承台底部桩基尚应验算是否存在向上的抗拔力。
4、 抗拔桩设计时,桩身配筋量仅按强度要求进行计算,缺少裂缝宽度验算,按裂缝宽度控制计算结果的配筋量远大于按强度要求计算的配筋量,在设计中往往缺抗拔桩静载试验及其配筋做法等要求说明。有抗拔要求的承台按一般桩基受压的承台进行配筋,承台顶部受拉区未配筋,筏基基础梁或地下室底板梁的受力方向与一般楼屋面梁板不同,其梁配筋设计也采用平法表示但未附加图示说明,存在安全隐患。
5、 目前建筑工程大量采用截面尺寸较小的预应力管桩,且在多层建筑中采用单柱单桩或一柱两桩基础,柱底弯矩由基础梁和桩共同承受。单柱单桩或垂直于两桩连线方向的基础梁设计中,未考虑平衡该方向柱脚在水平风荷载或地震作用下所产生弯矩因素,基础梁两端箍筋未按框架梁抗震构造要求设置箍筋加密区,基础梁的上下主筋在桩台内锚固长度与构造做法要求未加说明。论文写作,结构设计。。桩身考虑承受上部结构传来的弯矩作用时也未进行抗弯承载力计算,存在着抗震薄弱环节,给工程留下潜在的隐患。
6、 天然地基扩展基础持力层或桩基持力层下面存在软弱下卧层,有的工程既不进行沉降验算,又不作软弱下卧层地基承载力验算。
7、 天然地基独立基础带梁板式的地下室底板设计中,地下室底板与柱下独立基础埋置于同一持力层上,结构计算中仅按上部结构荷载全部由柱下独立基础承担,而地下室底板仅按一般地下室底板受荷情况进行设计,实际上整个地下室底板与柱下独立基础在上部荷载作用下,将会一起发生沉降变形共同受力,按上述计算原则进行设计,对底板而言是偏于不安全的,有可能会导致地下室底板承载能力不足而开裂。按照变形协调受力的原理,应当将地下室底板与独立基础连为一体按弹性地基有限元受力分析。也可以采取如下模式:除了柱下独立基础之外,其地下室底板与持力层之间采取褥垫处理措施。这时,底板可不参与独立基础分担上部荷载,而按底板本身承受底板与疏水垫层自重、地下水上浮力、人防等效荷载(有人防时考虑)等进行设计。
二、 地下室外墙设计存在的问题
1. 地下室外墙配筋计算:有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。论文写作,结构设计。。按外墙与扶壁柱变形协调的原理,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议:除了垂直于外墙方向有钢筋砼内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱)之间外墙板块按双向板计算配筋外,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩,其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小,可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强,外墙转角处也同此予以适当加强。
2. 地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样,底板的抗弯能力不应小于侧壁,其厚度和配筋量应匹配,这方面问题在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题:标高变化处仅设一梁,梁宽甚至小于底板厚度,梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑,计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙中部,应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用,该荷载经常遗漏。
3. 地下室外墙在计算中,有的工程漏掉抗裂性验算。外墙的厚度目前做得比较薄,外墙钢筋保护层比较厚,其裂缝宽度控制在0.2mm之内,往往配筋量由裂缝宽度验算控制。
三、 上部结构设计存在的问题
1. 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中对基本风压值未明确的地区较多,基本风压值的取值较乱, 50年一遇基本风压值不应小于30年一遇基本风压值的1.1倍,对于山区的建筑物,风压高度变化系数应考虑地形条件的修正。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑,其基本风压应按100年重现期的风压值采用。论文写作,结构设计。。
2. 有的工程楼屋面板电算配筋时,对边梁的截面尺寸与跨度大小不加区分约束条件进行分析,一律按嵌固边支座约束条件计算,其结果有的边梁处板面支座负筋配的很多钢筋,而板跨中和内跨支座板面负筋配筋不够。设计跨度较大的悬挑板时,挑板所在的边梁和内跨板设计时未考虑挑板传来的弯矩作用也是常见的问题。
3. 非结构构件的抗震设计普遍被忽视。有的工程建筑因为造型需要,在屋面上用砖砌筑较高的女儿墙,仅在墙体内设置钢筋砼构造柱与压顶梁,也不进行抗风与抗震的验算,在台风或地震作用下,有倒塌砸人或砸坏屋面板的可能,虽然是非结构构件,但是结构设计未采取可靠措施,将给工程留下安全隐患。屋顶高大女儿墙采用钢筋砼结构按悬臂结构设计时,作为嵌固端的边梁未考虑女儿墙传来的扭矩作用,相邻的屋面板也未加强,同样存在安全隐患。
4. 地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位,规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板,但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算,并应包括地下层。
5. 抗震规范和高规对建筑物的平面不规则(包括扭转不规则、凹凸不规则和楼板局部不连续)和竖向不规则作出了明确的定义和限制。论文写作,结构设计。。其中凹凸不规则定义为结构平面凹进的一侧尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%,楼板局部不连续定义为楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,并规定不应采用同时具有多项平面、竖向不规则以及某项不规则程度超过规定很多的设计方案。在实际工程中入口门厅、越层会议室和餐厅、立面开洞等设计方案根本做不到上述要求,所以凹凸不规则和楼板局部不连续应理解为大部分楼层不规则,局部楼层可不受该条文限制,但应采取有效加强措施。论文写作,结构设计。。
四、 结语
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
前言
随着城市建设的发展,越来越多的高层、超高层建筑不断建成,地下车库、地下用房等也随之增多,地下室渗漏现象也相当普遍,成为质量通病之一。因此,施工企业技术人员必须掌握和运用好地下室防水技术,使地下室必须具备良好的防水性能。
一、建筑地下室产生渗漏的几个因素
1、设计原因。首先,变形缝留设不合理。根据规范要求,对钢筋混凝土结构板墙最大变形缝间距规定为 20~45m之间,但实际中往往将范围放大 2 倍,甚至不留后浇带,而也不采取其他的技术措施,虽然给施工带来了方便,但也给渗漏留了隐患。
2、施工原因。变形缝设置处理不当。首先,要根据设计要求应设变形缝,如后浇缝,一般要经40~60d才能施工。工期延长,如果因基层清理或浇捣不好会留下渗漏隐患;再如沉降缝,一般要到主楼封顶后才能施工,这样工期更长;如施工不当也会留下渗漏隐患。其次,不平施工缝施工不当造成隐患。根据现行施工惯例,施工底板时外墙上返施工高度为30~50cm,再加设一道止水片,由于底版混凝土施工多采用商品混凝土,坍落度较大,外墙板混凝土如一次振捣密衬往往较差,二次振捣给施工管理上带来了一些困难,所以这一水平施工缝处理不当往往成为渗漏的隐患。再者,墙板施工缝处30cm 凸缝墙与底版一起在养护期完成了大部分干缩与冷缩,使新浇的墙板缝结合后收缩受到了下部约束,在30cm 凸缝以上易产生墙裂缝。第三,外墙混凝土养护不当造成开裂。造成混凝土裂缝的原因有多种因素,除荷载外缝的生成大多是外界因素影响所致,其中由于失水变化引起的干缩和由于温度变化引起的冷缩往往是混凝土产生裂缝的主要原因,所以养护不当会造成早期失水干裂及冷缩裂缝。
3、振捣施工原因造成的渗漏。由于施工操作马虎,混凝土振捣不密实而导致的蜂窝。首先,选用优化砂、石级配,控制砂率,使混凝土为富砂浆混凝土,从而加其密实度;其次,优化配合比,确保混凝土的后期强度,减少由于混凝土早期强度太高而产生的冷缩裂缝。第三,由于混凝土本身性能不良产生裂缝而影响其自身的抗渗性能。混凝土是一种非均质的多相复合材料,由固、液、气三相的成分组成,其中有许多大小不一、彼此连通的孔隙,孔隙和裂缝是造成混凝土渗漏的主要因素,这是混凝土本身的弊端,所以如何改善混凝土的性能、减少孔缝产生、增加其密实度是抗渗漏的关键所在。
二、建筑地下室防水工艺
1、做好地下室防水设计。首先,进行防水设计应明确建筑地下室防水工程的目的:确保地下水和滞留水不渗入室内,给予室内正常的生产、工作、生活和储藏环境。防水层保护好地下结构,不能让地下水浸泡钢筋混凝土结构。一旦结构渗水,会导致钢筋锈蚀、断截面减小、膨胀,混凝土裂缝增大、抗压强度减弱,建筑基础受损,建筑寿命降低,最终危及安全。其次,地下室防水设计必须遵循“防、排、截、堵相结合,刚柔相济,因地制宜、综合治理”的原则,努力达到防水可靠、经济 合理的目的。在设计前应充分掌握地下工程所在地及其附近地下水运动 规律 和状况(近期和远期),确定设计最高地下水位标高,同时结合地质、地形、地下工程结构、防水材料供应及当地施工条件等全面研究地下工程防水方案。地下钢筋混凝土外墙、底板均应采用抗渗混凝土,抗渗等级应根据防水混凝土的设计壁厚和地下水的最大水头比值。第三,独立式全地下室工程应做全封闭,附建式全地下室或半地下室防水设置,则应高出室外地平标高至±0.000m以上,卷材防水和涂膜防水层可在室外平坦处改用防水浆完成设防高度。第四,地下室最高水位高于地下室地面时,地下室设计应考虑整体钢筋混凝土结构,保证防水效果;在特殊要求下可采用架空地面和夹壁墙。地下室外防水层宜采用软保护层,如聚苯板或聚乙烯板等。
2、混凝土的泌水处理。大体积大流动性混凝土在浇筑和振捣中,上涌的泌水和浮浆会跟着混凝土坡面流到坑底,并随混凝土向前推进。在支模时,应在混凝土浇筑前进方向二侧模底部留孔排出泌水和浮浆。当混凝土坡脚接近尽端模板时,要立即改变混凝土浇筑方向,由尽端往回浇,另外加强二侧混凝土的浇筑,使最后混凝土的浇筑形成四面会合,这样泌水和浮浆可以集中排除。混凝土的表面处理。大体积泵送混凝土,排除泌水和浮浆后,表面仍有较厚的水泥浆,在浇完 4~5h 后,要用长括尺括平,在初凝前用滚筒来回碾压数遍,待接近终凝前,用木蟹再打磨一遍,使收水裂缝闭合。混凝土养护。大体积混凝土的内外温差大,必须做好养护工作。本工程浇筑时气温高达 26℃,只进行保湿养护。采用浇水养护并覆盖塑料薄膜,防止混凝土水份蒸发和表面脱水而产生干缩裂缝,养护时间不少于 14d。
3、刚性防水与涂膜防水要相结合。经多方实践,采用刚柔结合的防水方案,是行之有效的方案。开工时,先将漏水较严重的地方用防水宝堵住,将部分空鼓的地方去掉、凿毛并重新抹面、压实。然后整体工程又刮了一遍刚性防水层,再仔细检查一遍,无因何渗漏时,就做了一层聚氨酯防水,做这一层时,关键是将设备与混凝土预埋铁的根部做好加强处理,以防止设备震动破坏防水层。最后又做了一层 UEA砂浆保护面,这样做的目的是可以减少保护层的裂纹(也属于刚性防水层的一种),对于整个工程有益无害,修补之后的防水效果是非常明显的,彻底解决了这个地下室的渗漏问题。
4、防水混凝土的质量控制要准确计量。施工单位要进行严格的抗渗混凝土配制的专题试验,待合格后,按所确认的配合比进行配制,既使很采用掺外加剂法,还要采用粗,细骨料两级配配制混凝土,,以提高混凝土比重,增强其结构抗渗能力。另外,选择性能良好的膨胀剂,还必须选择有相应资质和能力的试验室进行配合比设计,进行配合比设计时的抗渗水压值应比设计值提高0.2Mpa,水泥用量≥300kg/m3,砂率宜为 35~45%,水灰比≤0.55,入泵坍落度不宜大于 140mm。重视混凝土浇捣的质量控制,严格按经过计后确定的方案进行浇捣,避免产生冷缝造成渗水通道。严格施工机具的选用和操作。重视混凝土的振捣环节,保证一个浇筑头(面)有一个振捣器,混凝土施工由后往前,而振捣则由前往后顺序进行施工作业,防止漏振。采用商品混凝土时必须考虑路途远近及道路运输状况,适当延长混凝土的初凝时间,避免浇筑过程中出现冷缝,并推迟水泥水化热峰值出现时间,减小温度裂缝。最后要说的是,地下混凝土结构模板不宜拆除过早,否则极易造成混凝土结构内伤,形成意想不到的渗水通道。防水混凝土宜延长带模养护时间,拆模后的竖向构件,如地下室侧壁等,应采用涂刷混凝土保护剂的方法进行养护。注重防水构造施工的质量控制。
三、结语
近些年,随着我国经济的快速发展,无论城市设施建设还是工业与民用建筑的建设,用的商品混凝土也越来越多,尤其是的,但施工中的混凝土温度裂缝问题日显突出,并成为具有相当普遍性的问题,给带来了严重的安全隐患。因此,对混凝土裂缝的成因进行分析,并在材料、施工等方面提出了相对应的裂缝控制方法有很重大的实际工程意义。
1混凝土裂缝原因分析
1.1混凝土本身的影响
主要是水泥水化热过高,混凝土在浇筑振捣以后,水泥水化过程中产生一定的热量,水化热聚在结构内部不易散失,引起急剧升温,在建筑工程中一般为20—30℃甚至更高。由于结构物在一个自然散热条件中,实际混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的最初3d—5d。随着混凝土龄期的增长,弹性模量的增高,对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大,以致产生很大的拉应力,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时,开始出现温度裂缝。
1.2混凝土的收缩变形
混凝土的收缩,也是产生裂缝的重要原因。实际所需拌合水比水泥水化所需的水要多得多。拌合水中只有约20%的水是水泥水化所必须的,其余的都要被蒸发掉。水分蒸发之后,引起混凝土收缩,当收缩受到约束时,则产生收缩应力,当收缩应力大于当时混凝上的抗拉应力时,则裂缝随之产生。
1.3地基和老混凝土与约束
当混凝土浇筑在比较坚硬的基岩或老混凝土上时,混凝土浇注初期的水化热升温,产生膨胀,受到岩石或老混凝土的约束,将产生较小的压应力。而当混凝土温度继续下降时,由于基岩或老混凝土对温降引起的收缩变形约束的结果,混凝土块内将出现较大的拉应力,裂缝随之产生。
1.4施工方面的因素
违章施工、不当施工造成混凝土裂缝,夏季施工时由于运输车交通不畅耽搁时间,在泵车出料时混凝上的经时坍损较大,混凝土的和易性和流动性较差,现场工人人为加水,造成混凝土强度的降低,加水部分的混凝土水灰比和强度与原配合比的混凝土不同造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝。另外,振捣方式不当引起裂缝不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂,或造成混凝土砂浆大量向低处流淌致使混凝土产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。另外,现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。免费论文参考网。目前,许多施工现场在浇筑混凝土时都不能做到及时覆盖保温养护,一般总要等到最后一遍抹光结束后才覆盖,还有很多工地根本就不予覆盖,结果混凝上表面开裂。
1.5环境气候的因素
混凝土结构施工期间,外界气温的变化情况对防止混凝土开裂有重大影响。外界气温越高,混凝土的浇筑温度也越高。免费论文参考网。如果外界温度下降,会增加混凝土的降温幅度,特别是在外界温度骤降时,会增加外层混凝土与内部混凝土的温差,这时对混凝土抗裂极为不利。免费论文参考网。
2混凝土温度裂缝控制要点
2.1重视材料的选用
使用低热水泥如矿渣水泥和大坝水泥等,能明显降低混凝土的绝热温升,降低混凝土的最高温度。伴随减小混凝土内表温差,起到减小温度应力的作用。从而减少产生裂缝的充分条件。水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法(直接法)》测定,要求配制混凝土所用水泥7d的水化热不大于25KJ/kg。为降低水化绝热温升、减小体积变形,混凝土一般不宜使用水化热高水泥,应使用水化热较低的中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥:更不宜使用早强型水泥。因此,在满足混凝土设计要求的前提下,尽量采用低水化热水泥。其次是优化混凝土的配合比,以便在保证混凝土强度及流动度条件下,尽量节省水泥、降低混凝土绝热温升。按照基于绝热温升控制的绿色高性能混凝土配合比优化设计四功能准则对配合比进行优化。最后,掺用混合材料以减少用水量、节约水泥,降低混凝土的绝热温升,提高混凝土的抗裂能力。
2.2施工阶段的裂缝控制措施
(1)控制浇灌温度。要降低混凝土的最高温度和温差,比较直接的措施是降低浇筑温度,但其实施必须拥有一定的条件才能实现,在特大型工程中可能才用得到。为了降低混凝土从搅拌机出料到卸料,泵送和浇灌振捣后的温度,减少结构的内外温差,一般按季节采取措施,如夏季施工时,则应以减少冷量损失、着手在整个长度的水平输送管道上覆盖草包并经常喷洒冷水、在浇灌混凝土时,采用一个坡度、薄层浇灌、循序推进、一次到顶等措施来缩小混凝土暴露面积以及加快浇灌速度,缩短浇灌时间。在冬季施工时,对结构厚度在1.0m以上的混凝土可继续施工,但应保证保温浇灌、保温养护,一般可利用混凝土本身散发的水化热养护自己,并要求在混凝土没有达到允许临界强度以前防止冻害。根据试验资料证明,混凝土的早期强度达到临界强度后,在零下温度作用下不会遭到冻害,小于该“临界”强度时则会遭到冻害。
(2)合理安排施工进度。对混凝土浇筑,应遵循“同时浇捣,分层堆累,一次到顶,循序渐进”的成熟工艺。在每次浇筑中,又分几层,其层间的间隔时间应尽量缩短,必须在上层混凝土初凝之前,开始浇筑下层混凝土。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝上的初凝时间。层面应按施工缝处理:①消除浇筑表面的浮浆、软弱混凝上层及松动的石子,并均匀露出粗骨料;②在上层混凝土浇筑前,应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润,但不得有水;③对非泵送及低流动度混凝土,在浇筑上层混凝土时,应采取接浆措施。
(3)改进搅拌工艺和振捣工艺。在搅拌的混凝土时,改变以往的投料程序,采取先把水、水泥和砂拌和后,再投放石子进行搅拌的新方法。这种搅拌工艺被为“裹砂法”,也可称为二次投料法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象,混凝土上下层强度差减少,可有效地防止水分向石子与水泥砂浆面的集中,从而使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强。
2.3混凝土的养护
为了保证混凝土有适宜的硬化条件,混凝土终凝后,筏板边缘、剪力墙中间等不易被塑料薄膜完全覆盖部位,可采用浇水保湿。混凝土升温阶段如果因表面未能完全覆盖而出现局部干燥时,可浇热水(40—50℃)湿润表面,防止出现干燥裂缝。降温阶段可浇自来水养护,保温保湿养护时间为14天。施工前还应再准备好一层养护用塑料薄膜和一层再生棉毡,以便根据环境气温变化情况对保温保湿质量作以调整。如果养护阶段混凝土表面温度过低,导致温差过大,可在混凝土表面采取加热措施,如碘钨灯照射。浇筑后的一段时间内对混凝土内部及表面温度进行跟踪监测,并根据温度的变化情况及时采取适当的保温、保湿养护措施。
3结语