1工程概況
地處哈爾濱市太陽島的黑龍江省博物館新館工程,南北長約300m,東西寬約110m,總建筑面積49996.30m2,為大型博物館,設計年參觀流量為25~30萬人,日最高參觀流量為2000人。地上為2~3層,局部地下1層,建筑總高度23.90m(建筑物室外設計地面到其檐口高度),占地面積124519.78m2,室外地坪標高為-0.10m。原設計有一條伸縮縫,地下墻體為超長墻體,基礎設置后澆帶或加強帶施工期約8個月,工期十分緊張,加快基礎施工成為重要任務,地下墻體如取消后澆帶產生有害裂縫是工程難點。經過與設計、甲方、監(jiān)理共同協(xié)商,變更了設計。地下墻體在室外地坪以下增加墻體連梁、構造柱,采取在墻上預留洞口、調整鋼筋布置等措施,地下超長墻體減少裂縫取得了預期效果。基礎底板設置地溝代替后澆帶,與地下墻體對應,實現(xiàn)流水作業(yè),節(jié)約工期約2個月。
2工程設計
工程分為3個區(qū)域(見圖1):1區(qū)為鋼框架-剪力墻結構,鋼-混凝土組合樓板。2區(qū)為框架結構,現(xiàn)澆混凝土樓板,屋面采用鋼網架,局部鋼桁架結構體系。3區(qū)為框架結構,現(xiàn)澆混凝土樓板,大跨梁采用預應力混凝土剛架索梁,屋面入口大廳處鋼結構形式為管桁架結構體系,采光頂處為H型鋼剛架形式,采光頂兩側為天溝托架,其余為鋼網架體系。設計基礎為樁基承臺加基礎底板,底板厚300mm,在2區(qū)和3區(qū)中間設置伸縮縫,每隔30m東西向和南北向均設置后澆帶或加強帶,后澆帶寬1000mm,加強帶寬2000mm,待主體結構完工后澆筑,采用比底板高一強度等級的微膨脹混凝土澆筑。如圖1所示。除云線內無地下室,2區(qū)、3區(qū)、3區(qū)車庫均為地下1層,外墻每跨7800mm,均設置洞口,洞口中間增設構造柱,頂部增設圈連梁。
3工程難點分析
1)地下外墻施工屬超長墻體施工,為越冬維護,采取措施確保超長墻體混凝土的裂縫控制在允許的范圍內是施工技術難點之一。2)工程所在位置距松花江<1000m,江水對地下水位有較大影響,基坑試挖土后發(fā)現(xiàn),實際地下水位比地質勘探報告提供的地下水位高。原設計基礎無排水溝,地下集水坑少,基礎施工排水是大問題。3)原設計有眾多后澆帶、加強帶,使基礎施工無法大范圍流水作業(yè),影響施工進度。而甲方對工期有嚴格要求,完成工期目標難度很大。
4地下外墻增加洞口替換后澆帶施工
原因分析:首先考慮到甲方要求的工期緊張,施工后澆帶需要時間周期,其次后澆帶包括底板后澆帶和墻體后澆帶,同時取消才能達到節(jié)約工期的效果,以下內容是超長墻體取消后澆帶,采取設計變更在地下外墻上增加洞口的方法,一方面解決了后澆帶的問題,一方面解決了地下超長墻體在極寒地區(qū)越冬混凝土開裂的問題。按設計及常規(guī)做法,超長墻體隨著底板及樓板設置墻體后澆帶,來減少張拉裂縫。但本工程受到甲方對形象進度的要求,需要提前進行澆注,這就給施工造成了極大的難度。為了滿足甲方對工期和形象進度的要求,經與設計、甲方、監(jiān)理單位多次協(xié)商,進行如下設計變更:在原有地下每跨的外墻上增加2個洞口,每個洞口規(guī)格2450mm×1350mm,洞口按3900mm軸線居中設置。室外地坪標高為-0.10m,在室外地坪標高位置往下設置800mm高QLL-1墻體連梁、600mm寬的QZ-4構造柱來保證洞口的穩(wěn)定性。地下室施工完畢,將洞口用陶粒輕體砌塊砌筑抹灰,再做外墻防水及保溫施工,然后回填肥槽。質量上,極寒地區(qū)冬季越冬后混凝土墻體裂縫問題得到了有效的解決,使超長墻體施工的通病得到了明顯的改善。工期上,取消后澆帶節(jié)省了后續(xù)施工的時間,方便了基礎連續(xù)大范圍流水作業(yè),至少節(jié)約了2個月工期,使工程按照甲方要求的工期目標封頂,滿足了甲方對工期及形象進度的要求,也得到了設計的認可。經濟上,增加了連梁、構造柱,減少了洞口鋼筋和混凝土用量,經測算,基本上沒有增加成本。
5底板后澆帶替換施工
原因分析:首先此工程跨度較大,故設計較多后澆帶,為了保證底板后澆帶的作用(即底板由于溫度收縮不均和沉降的原因使底板混凝土產生有害裂縫而設置),與設計溝通取消所有底板后澆帶而增加地溝,其次取消底板后澆帶與取消地下墻體后澆帶對應,最后該工程地處松花江邊,水位較高,標高較低處的承臺基本與水位持平,地溝的設置正好解決了如產生積水對結構的影響。工程跨度較大,長約110m,寬約300m,底板后澆帶及加強帶設置較多,為了節(jié)省工期,達到甲方對工期的要求,經與設計院、甲方、監(jiān)理溝通,進行設計變更,將所有后澆帶全部取消,增加地溝;A底板每隔12m左右設置寬600mm、深800mm的地溝,地溝溝壁和溝底均配筋同底板。地溝的施工比后澆帶復雜和費工,但這樣設置保證了施工的流水作業(yè),解決了基礎頂面積水的問題。最主要的是解決了制約工期的主要難題。如圖3所示。質量上,保證了在結構封頂后再澆筑后澆帶給基礎帶來的施工質量問題。該工程地處松花江邊,水位較高,標高較低處的承臺基本與水位持平,水溝的設置正好解決了如產生積水對結構的影響,與超長墻體留的洞口同時分擔了混凝土收縮給結構帶來的影響,另外設置地溝同樣起到后澆帶的作用(即減少溫度收縮和沉降給底板帶來的有害裂縫)。工期上,取消底板后澆帶與墻體后澆帶,確保了施工的流水作業(yè)和連續(xù)性,為結構按期封頂爭取了時間。成本上,增加了地溝施工,取消了大量的后澆帶和加強帶,經測算,綜合成本增加約10%,相對于工期縮短的優(yōu)勢而且由于該設計變更是經甲方、監(jiān)理、設計認可的,投資的增加由甲方承擔。
6結語
本工程原設計底板采用大量后澆帶和加強帶,給連續(xù)施工和封頂帶來困難,制約了工期和形象進度,而地下超長墻體常規(guī)施工做法又難以解決混凝土因溫度收縮和沉降收縮帶來的有害裂縫,經與設計院、甲方、監(jiān)理充分協(xié)商,變更了設計,取消了底板的后澆帶和加強帶,增加地溝,取消了墻體后澆帶,在地下超長墻體上設置了洞口,增加了墻體連梁和構造柱,以上兩項設計變更,解決了工期緊張、水位較低處積水對承臺的損害、地下超長墻收縮裂縫、極寒地區(qū)冬季越冬對結構的損害等問題,取得了很好的效果,得到了各方的認可。