1 工程概况 以上海市某工程为依托进行研究,项目拟建7幢研发办公楼,场地为滨海平原古河道沉积区与正常沉积区交界区域,深层土体分布起伏较大,土层主要由粘性土、粉性土及砂土组成。本工程基坑普遍区域采用0.8m厚的地下连续墙,西南角邻近临时用房区域采用1.0m厚的地下连续墙。 所预埋的接驳器规格为25mm,后期与地下室底板相连,作为永久结构的一部分,接驳器的有效连接对“两墙合一”整体的受力起着重要作用。由于本工程基坑面积为25370m
1 工程概况
以上海市某工程为依托进行研究,项目拟建7幢研发办公楼,场地为滨海平原古河道沉积区与正常沉积区交界区域,深层土体分布起伏较大,土层主要由粘性土、粉性土及砂土组成。本工程基坑普遍区域采用0.8m厚的地下连续墙,西南角邻近临时用房区域采用1.0m厚的地下连续墙。
所预埋的接驳器规格为25mm,后期与地下室底板相连,作为永久结构的一部分,接驳器的有效连接对“两墙合一”整体的受力起着重要作用。由于本工程基坑面积为25370m 2 ,体量较大,需要预埋的接驳器数量多,场地中有大量淤泥质土,容易堵塞接驳器,对后期施工造成影响。对钢筋预留接驳器的定位技术进行优化,可以直接减少后期过程中修补造成的资金浪费,提升工作效率与工程质量。
2 钢筋笼接驳器安装质量调查
2.1 预埋失效的情况
在钢筋笼的制作施工中,需提前安装接驳器,但接驳器有时会出现焊接及安装问题。在现场施工中,预留接驳器的安装、焊接及浇筑完成后产生的自然沉降,都会造成其实际位置与设计位置不一致,因此,控制好接驳器在地下连续墙上的安装精度,对工程整体的质量尤为重要。土方开挖到底板位置后,剔除外部的保护层,却有许多预留的接驳器找不到,或部分缺失、脱落,并且可能被挖出的接驳器已经锈蚀而无法使用,另有泥浆封堵、接驳器破损等现象,导致地下连续墙无法通过预留的接驳器与底板的主筋有效连接在一起,影响结构的稳定性。
2.2 失效原因
根据工程实际情况,对以往实例进行分析,得出造成地下连续墙施工预留接驳器质量问题的主要原因有以下几点。(1)接驳器高低定位不齐。接驳器安装的精度要求高,定位的高低误差需要严格控制,钢筋笼加工人员依据目测来定位,缺乏有效的控制措施,并且目前无明确的定位标准,在钢筋笼入槽时,接驳器容易受到碰撞,导致接驳器位置发生偏差。(2)接驳器定位偏斜。钢筋笼上的吊筋安装错位、在后续浇筑过程中由于速度不均匀钢筋笼会浮动、装入槽中后沉降、钢筋笼放置位置不正等情况经常出现。钢筋笼吊装施工中吊筋计算、焊接定位有偏差导致接驳器的位置与设计标准不对应。(3)接驳器丝牙被凿坏。接驳器安装的高度不统一,在对地下连续墙进行剔凿时,保护层厚度难以控制,导致接驳器的丝牙被破坏、变形、缺失,不能有效地连接车库底板的钢筋。(4)接驳器丝牙锈蚀。在制作钢筋笼时,工人对某些预留接驳器漏加保护盖,或在进行钢筋笼吊装时,保护盖由于碰撞而脱落,加之本项目属于软土地基,含水量大,泥浆较多,施工过程中容易将沟槽里的泥浆灌入接驳器中,使接驳器的丝牙产生锈蚀,无法连接钢筋。
2.3 接驳器安装目前常用方法与现状
在以往的施工过程中,地下连续墙上的接驳器通常是单独设置保护装置,通常会直接套上塑料保护帽或用胶带缠绕,后期外覆泡沫板作为保护措施。此种工艺技术含量低,在钢筋笼吊装的过程中,接驳器会与导墙产生摩擦、碰撞使接驳器保护帽脱落,并且地下较为潮湿,接驳器也会锈蚀,在基坑开挖并剔除保护层后,会出现接驳器大面积缺失、遗漏、脱落、被堵塞等现象,在现场施工中,会采用植筋的方式进行补救,但这种方法增加了施工工序,并且费用较高,增加工程成本,植筋的位置难以确定,容易与地下连续墙的主筋之间造成冲突,给施工增加难度。
3 改进方案
3.1 加工工艺改进
在进行加工的过程中,钢筋端部扎丝要求用特定的设备制作,并且配备冷却液,在制作过程中将扎丝头子及时进行冷却,考虑设备磨损和老化现象,每个扎丝头子在完成200~300个扎丝后,要更换新的。另外,为提高连接质量,在加工钢筋套丝时,套丝机前端都配置一台无齿锯,工人都在套丝前对钢筋原材端面用无齿锯切,确保切割质量,提升连接的合格率。制作完成的钢筋,及时套上保护帽,避免锈蚀。
3.2 接驳器定位与保护装置设计方案
基于以上对预埋失效情况的分析,为提高接驳器安装精度,创新总结提出两种接驳器定位与保护装置设计方案。
3.2.1 方案一
(1)定位装置。在加工钢筋笼时,增加一项为接驳器定位的辅助装置,决定用角钢辅助定位。本方法实施以后,可以增加接驳器与“定位卡”角钢的接触面积,效果强于原来与钢筋“点”接触的方式。
(2)封盖板。传统的保护装置是在接驳器上面套保护帽,但是在施工过程中保护帽容易脱落,不能起到较好的保护效果。以工程中地下连续墙中预留的25mm接驳器为研究对象,完成接驳器定位之后,安装一套带有接驳器保护帽的钢盖盒,如图1所示。
(a)
(b)
图1 保护装置结构示意
(a)示意1;(b)示意2
本方案中钢盖盒包含接驳器保护盖,做成长条形状,接驳器保护盖的距离根据接驳器的间距设定。工作原理为:在钢盖盒内表面焊接接驳器保护帽,然后将其上面的接驳器保护帽套在钢筋笼的接驳器上,同时把钢盖盒与钢筋笼接触的部位用点焊进行连接,图中A点和B点为连接点。钢筋接驳器在利用角钢定位之后,将盖板扣在接驳器上,在剔除接驳器处的保护层时,可保存封盖板,底板施工时,再将盖板打开,不仅保证接驳器的完整性,也增强了防水效果。
3.2.2 方案二
(1)定位措施。考虑钢筋废料的因素,遵循绿色施工原则,接驳器定位装置不再使用角钢,改为由废弃钢筋头组成的装置,形状为T字形,定位装置采用焊接固定,这样既保证了定位装置与接驳器的接触面积足够大,又使材料得以循环利用。现场施工中,钢筋笼的主筋先按照要求均匀布置,先在钢筋笼上面的原定位置焊接定位钢筋,然后固定接驳器,并且要求相邻接驳器安装间隔距离一样。用定位筋的边线来控制接驳器的位置高低,更大程度地减少接驳器在整体上的高低偏差。
(2)接驳器保护措施。由于土层中环境潮湿,含水量大,接驳器在其中容易遭受锈蚀,并且在土方开挖、剔凿时接驳器易受到损坏,影响后续钢筋连接质量。根据调查数据发现,钢筋笼入槽施工中容易与导墙发生碰撞,混凝土浇筑过程中,接驳器受到扰动,导致位置发生偏差。在钢筋笼入槽前,先将预留的接驳器套上保护帽,完成接驳器周围位置的模板支设,浇筑灌浆料,灌浆料上下浇筑边界要超出接驳器至少5cm,并在灌浆料中预留螺丝,以便后续铝板安装。由于灌浆料强度上升较快,可满足时间要求,安装铝板时,需将铝板按预埋螺丝位置提前开洞,再用螺母与预留螺丝连接固定,作为接驳器保护装置,此种工艺保证后期入槽和浇筑过程中接驳器位置不受扰动,装置如图2所示,后续底板施工时,可将铝板上的螺丝拧开,露出接驳器,且拆掉的铝板可重复利用。
(a)
(b)
图2 方案二装置侧面示意
(a)示意1;(b)示意2
盖板可检测接驳器是否定位准确,提高接驳器的留置精度,不仅解决了因土层潮湿造成的锈蚀、剔凿的损坏问题等,还保证了接驳器的定位质量,增加了接驳器的成活率。铝板每安装一次,覆盖量大,安装方便,可避免钢筋笼吊装时造成二次破坏。地下室施工过程中,较容易找到接驳器位置,减少剔凿的工作量,方便施工。本工艺可避免由于钢筋笼吊装、混凝土浇筑、剔凿等造成接驳器失效,并方便后期寻找接驳器的位置,大幅减少剔凿工作量,提升施工质量与效率,规范预留接驳器的施工工艺,提高总体工程质量。
3.2.3 实施效果分析
(1)相比方案一,方案二实施的效果更理想,按照原定的位置,能够较容易地找到铝板,拧出上部的螺丝后,将其整体取出,接驳器剔凿的施工难度整体减少,接驳器保存较完整,基本没有观察到个别接驳器消失不见的情况,提高了接驳器的连接质量。
(2)采用方案二的工艺实施后,发现无接驳器丝口锈蚀及堵塞现象,保护装置可使接驳器免受泥浆侵蚀,保障其自身质量,提高接驳器成活率。工艺操作简便,施工效率显著,故选择方案二。
3.3 控制浇筑速度
混凝土浇筑速度过快,可能会引起定位钢筋的偏位及导管被埋的现象,地下连续墙的混凝土浇筑量一般控制在30m 3 之内,每幅地下连续墙两侧的导墙上设置锚固点位来稳定钢筋笼。
3.4 钢筋笼标高深度控制技术
在钢筋笼进行吊装之前,应先确定其吊筋长度,根据现场的吊装情况,合理安排吊点位置,在钢筋笼吊放初步完成后,依据设计标高进行调整,误差要求在1cm之内。钢筋笼位置达到要求后,及时进行混凝土的浇筑,同时用水准仪测量,可以有效控制接驳器的沉降量。施工中按时进行观测,实时了解接驳器标高的变化趋势。施工结束后,自然下沉量在3~4d内,总沉降量不得超过8mm。钢筋笼吊放完毕后,多数情况下会因为吊点和测点的实际点位有偏差,吊筋伸长等情况,使钢筋笼的高度不准确,造成预留接驳器的位置误差,为降低影响,应立即复核标高。
3.5 钢筋笼吊装垂直度检测技术
钢筋笼吊装过程中需要保证垂直度与平整度,拟定在起重机吊钩处增加一个激光发射装置,使其在吊装下放入槽过程中始终瞄准钢筋笼重心位置,即钢筋笼起吊边的中点。当钢筋笼完全浸入泥浆后,可以通过激光点瞄准位置判断最终钢筋笼是否垂直。
4 连接施工要求
在对地下连续墙进行剔凿时,凿除接驳器外侧的保护层,封盖板不动。在与底板主筋连接时,不要提前太长时间打开保护装置,否则接驳器在空气中暴露时间过长,容易造成锈蚀,影响连接质量。
5 应用效果分析
对施工工艺进行改进之后,接驳器的成活率检查效果如下。(1)接驳器未出现整体偏斜的现象,剔凿后露出的接驳器位置经过测量后发现受到扰动的现象较少,定位准确,和入槽前基本保持一致。(2)凿除混凝土保护层,拆除保护装置后,预留的接驳器线向布置。露出的接驳器较整齐,没有出现部分接驳器缺失及丝牙被破坏、锈蚀的现象,完好率约99%,且减少了剔凿工作量。(3)接驳器保存较为完整,通过预留接驳器与底板钢筋连接,较容易拧到位,成功率较高,加快了施工进度。
6 结束语
此次接驳器施工工艺改进取得成功,节省了植筋费用及工程量,并且提升了工程的施工质量。使用废弃钢筋制作定位装置,符合绿色施工要求。开挖之后铝板位置未偏移,基本完好,且易于打开,内部的接驳器定位精准,使用方便且节约时间,提高了施工效率,减少了工作量。
摘自《建筑技术》2023年12月, 韩笑笑, 王连铎, 吴广利, 杨金波, 崔亚萌
来源:建筑技术杂志社