独立基础留设竖向施工缝的探讨

2023-01-23

现浇钢筋混凝土柱下独立基础的混凝土施工通常是一次连续浇筑完成的, 即使留设施工缝一般也是要求留设在水平方向, 如阶梯形基础台阶变阶处的水平面上。而在某钢铁厂的新建出铁场厂房基础施工中由于特殊原因, 基础不能一次施工完毕, 施工方采用了在现浇柱下独立基础中留置竖向施工缝分两次施工的方法。本文对此做法进行了探讨, 分析了竖向施工缝的留置原则、施工方法和在竖向施工缝处埋设型钢的传力机理, 为类似工程提供了有意义的工程经验。

1 工程概况

某工程采用预制钢筋混凝土排架结构, 总长32m, 跨度21m, 有一台5t桥式吊车, 排架柱柱顶标高1519m, 预制钢筋混凝土吊车梁轨顶标高1319m, 115×6m自防水预应力钢筋混凝土屋面板, 21m跨钢屋架 (带天窗) .地基承载力标准值fk=200k Pa, 地下水位标高-0.6m, 土质为粘土。

2 竖向施工缝留置的施工要点

承建该工程的施工单位根据的要求在进行施工方案设计时, 提出了两种施工方法:一种方法是采用铁路外线扣轨, 这种方法在基础施工时混凝土浇筑一次完成, 不留施工缝, 但是为了保证一条铁路线能畅通运行需制作七个钢支墩, 耗钢量48t (全焊接) , 需施工技术措施费35万元, 工期一个月, 不能满足总工期的要求;另一种方法是考虑在B列柱基础施工时留置竖向施工缝分两次施工, 即在独立柱杯口基础的杯壁以外——杯口基础的第1个台阶处留置竖向施工缝, 将基础施工分两次进行, 然后在施工缝处通过采取可靠的措施, 使施工缝处先后两次施工的混凝土能形成一个整体共同工作。这种方法施工只需技术措施费约3万元, 工期10天, 施工中也可以保证始终有一条铁路线是畅通的, 与第一种方案相比经济效益是显著的。因此, 施工采用了第二种方法进行。

2.1 B列柱基础施工顺序

为确保4号高炉的正常生产, 施工方采取了如下的施工顺序:拆除热装外线 (热装内线继续运行) →施工B列柱基的第1次浇捣部分→养护、回填土方→恢复热装外线运行→拆除热装内线→施工B列柱基的第2次浇捣部分→养护、回填土方→恢复热装内线运行。

2.2 竖向施工缝处的构造处理

原设计基础底板配筋不变, 在留置竖向施工缝处, 将热装内线一侧的底板筋弯折成90°, 外砌120厚的砖墙作为砖模, 内侧放置油毡一层作为隔离层, 施工缝内埋设1216槽钢作为竖向力的传递, 槽钢伸入两次施工的混凝土内各300mm, 柱基由原设计的三个台阶变为两个台阶 (下面的两个台阶合为一个台阶) 。在第1次浇筑的混凝土强度达到112NPmm2后, 将原弯折的钢筋扳直成按设计图配筋, 然后浇筑第2次混凝土。见图1、图2。

2.3 主要施工措施及注意事项

为保证工程按质按期完成, 在施工过程中采取了以下施工措施。

(1) 为保证工期, 施工时混凝土内掺用早强剂, 掺水泥用量1%的高效减水剂, 混凝土强度三天就达到80%以上;劳动力安排上采用了三班倒作业。 (2) 为了保证两次施工的混凝土能共同工作, 在第2次浇捣混凝土以前必须将第1次浇捣的混凝土在施工缝处凿毛并充分湿润、清洗干净。第2次浇筑混凝土过程中, 要加强振捣, 特别是施工缝处应细致捣实, 使新旧混凝土紧密结合。 (3) 为保证铁路路基的稳定, 避免路基塌方, 使线路运行安全同时又能保证施工安全, B列柱基础施工期间要求炼铁厂的铁水罐车通过此路段时减速运行, 控制在5km Ph以内, 并设专职安全员一人负责监测铁路路基和铁水罐车的运行情况;同时基坑内要求24小时抽水, 不得有超过200mm深的积水, 基坑开挖后应尽早浇筑基础, 基础浇筑完毕应尽早回填土方。

3 施工缝处的受力计算

以设计图要求的地基承载力标准值fk=200 k Pa, 作为基底平均压力设计值P=200kPa进行验算。

3.1 施工缝处的配筋验算

基础底板原设计配筋31Ф14@140, 钢筋面积为4769mm2。基底净反力P沿基础长边方向在柱边产生的弯矩设计值:M=P× (a-a1) 2× (2×b+b1) ÷24=757.5kN·m

则沿基础长边方向所需的受力钢筋截面积:Ag=M÷ (0.9×h0×fy) =2984mm2

原设计钢筋面积大于Ag, 故原设计配筋能够满足要求。

3.2 基础抗冲切验算

由于b=413m>bc+2h0=115+2×0191=3132 m

故相应的冲切荷载作用面积2=2.297m2

破坏锥面面积A2= (b1+h0) ×h0=2.913m2由基底净反力所产生的冲切力F1=P×A1=200×21297=45914kN

冲切界面上混凝土的抗冲切承载力为016ft A2=016×1110×21193×103=1447138kN由上可知F1<016ftA2故, 基础台阶处抗冲切验算满足要求。

3.3 槽钢1216用量计算

由槽钢的抗剪来传递竖向力。

传递的竖向力V=P×A=200×413×115=1290k N

槽钢的抗剪强度设计值按f=125MPa取值

所需槽钢的面积为:AS=V÷fy=1290×103÷125=10320mm2

选用7根1216@600

选用槽钢面积A=10983 mm 2>10320 mm 2。

4 结语

在工业与民用建构筑物的基础施工中, 遇到特殊情况需分段施工时, 采用型钢传力留置竖向施工缝分次施工具有一定的现实意义。

摘要:本文主要对特定条件下现浇钢筋混凝土柱下独立基础留置竖向施工缝分两次施工的做法进行探讨, 提出了一些意见及看法供大家参考。

关键词:现浇独立柱基,竖向施工缝

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