摘要:根據工程實例，通過常規分縫+ 空箱方案與后澆帶處理方案經濟性、結構及施工內容比較分析,提出后澆帶處理方案的優越性以及在中型水閘底板應用的具體技術要求。

關鍵詞:后澆帶; 水閘底板; 設計方案

中圖分類號: TV662 　文獻標識碼: B　  文章編號: 1008-701X (2011)02-0033-03

1  工程概況

1.1  水閘概況

某水閘位于鰲江下游右岸，為橋墩灌區下游重要的水閘之一，因老水閘報廢需新建水閘。新建水閘20 a一遇設計流量為285 m3/s，為中型水閘。該水閘閘底高程為- 0.85m，設5 孔，每孔凈寬6 m，總凈寬30 m; 閘中墩厚1.6 m,邊墩厚1.2 m; 閘墩頂高程5.7 m，閘室上游設交通橋1 座,寬5 m，下游設工作橋1 座，主閘槽上下游均設1 道檢修門槽，主閘門采用滾輪式平板鋼閘門，檢修閘門采用分節鋼閘門，交通橋、工作橋橋面高程為5.7 m。閘底板順水流向長度16 m，垂直水流向寬度為42.11 m，采用1.2 m厚鋼筋混凝土結構。上部啟閉機室為滿足功能要求，常規建筑。

1.2  閘址地質評價

工程區域主要為平原河段，河道兩側地勢低洼，地形平坦，場址處地形平坦，地貌單元屬海相沖海積平原，場址地基土可劃分為5 個工程地質層(其中①、②層又分為2個亞層) ，自上而下依次為:① - 1淤泥質粉質黏土、① - 2粉質黏土、② - 1淤泥、② - 2 淤泥、③淤泥質粉質黏土、④含礫淤泥質粉質黏土、⑤淤泥質粉質黏土。其中以淤泥層埋藏厚度最大，該層為靜水或緩慢水流環境生態化學作用而成，具高含水率、高孔隙比、高靈敏度、高壓縮性、低抗剪強度等特性，土性極差，屬極軟土層。故水閘基礎采用混凝土灌注樁基礎處理。

1.3  應用研究課題

根據《水工混凝土結構設計規范》(SL191—2008) 第9.1. 3節[1] 可知，伸縮縫的間距可根據當地的氣候條件、結構型式、施工程序、溫度控制措施和地基特性等情況按表9.1.3采用。根據表9.1.3 可知，鋼筋混凝土結構的水閘底板在露天情況下其結構伸縮縫最大間距為35 m。根據《水閘設計規范》(SL265-2001) 第4.2.11節[2]可知，閘室結構順水流向永久縫的縫距應根據閘室地基條件和結構構造特點，結合考慮采用的施工方法和措施確定。……土基上分段長度不宜超過35 m。……當分段長度超過本條規定數值時，宜作技術論證。

該工程水閘底板長度為42.11m，超過該項規定。同時上述《水工混凝土結構設計規范》(SL191-2008) 第9.1.3節規定和《水閘設計規范》(SL265-2001) 第4.2.11 節規定，經溫度作用計算、沉降計算或采用其它可靠技術措施后，伸縮縫間距可不受表9.1.3 的限制。

2  設計方案研究

在寬水閘底板設計中，常規方案是通過閘中設置縫墩,閘邊側設置空箱減荷的方案以控制分縫寬度，而本次采用后澆帶處理方案[3- 4] ，不另行設置沉降縫。具體比較如下:

2.1 方案簡介

2.1.1  常規分縫+ 空箱方案(方案1)

經計算分析，本方案將通過設置縫墩將閘室分成3 跨,分別為中孔1 跨，邊上2 孔各為1 跨; 同時閘室兩側設置空箱結構，減少側向土荷載影響，其中中孔最大地基應力為7.88 t/m2 (設計工況，下同) ，邊孔為9.83 t/m2 。結合上述,閘室與空箱總寬度為54 m (見圖1) 。

圖1 常規分縫+ 空箱方案圖單位: mm

2.1.2  后澆帶處理方案(方案2)

經計算分析，本方案主要在中孔閘底板布置1 道1 m寬的混凝土后澆帶，并通過后期施工技術處理將閘室形成整體接頭，全段不設縫，其閘底最大地基應力為6.55 t/m2(均小于常規分縫+ 空箱方案中孔或邊孔應力)。綜合上述,閘室與兩側底板總寬度為42.11 m (見圖2) 。

圖2 后澆帶處理方案圖單位: mm

2.2 方案初選比較分析

2 個方案就混凝土、鋼筋及樁基礎處理方面進行可行性分析，不計入開挖回填內容，首先比較經濟性(見表1) 。

表1 2 個方案初步經濟性比較表

注: 表中除單價欄的數據為方案1 和方案2 的同一單價或方案1 的單價或方案2 的單價外，其余數據均為: 括號外的數據為方案1 的數據; 括號內的數據為方案2 的數據。

再次比較結構及施工內容，常規分縫+ 空箱方案為避免不均勻沉降，采用閘底板、中墩分縫形式，縫間需設止水，其特點為施工工序多，工藝相對復雜、閘室整體結構性不強、基底應力大; 而后澆帶處理方案澆筑閘室時，閘底板預留1 m寬后澆帶，先行澆筑其余底板及閘墩等，其特點為施工方便，閘室剛度大、整體結構好、基底應力小、同時可避免由于出現不均勻沉降產生裂縫和溫度收縮縫。最后，根據上述初步比較分析，在其它技術均可行的前提下，后澆帶處理方案具有閘室剛度大、整體結構性強、開挖范圍較小、閘底地基應力小、基礎處理簡單、止水處理相對簡單且投資造價較省，故推薦采用后澆帶處理方案。

3  后澆帶技術簡介

3.1  概念

后澆帶是在建筑施工中為防止現澆鋼筋混凝土結構由于溫度收縮不均可能產生的有害裂縫，按照設計或施工規范要求，在基礎底板、墻、梁相應位置留設臨時施工縫,將結構暫時劃分為若干部分，經過構件內部收縮，在若干時間后再澆搗該施工縫混凝土，將結構連成整體。

3.2. 作用

(1) 解決沉降差。大面積結構及基礎設計成整體，但在施工時用后澆帶把2 部分暫時斷開，待主體結構施工完畢，已完成大部分沉降量(50%以上)以后再澆灌連接部分的混凝土，將高低層連成整體。

(2) 減小溫度收縮影響。新澆混凝土在硬結過程中會收縮，已建成的結構受熱要膨脹，受冷則收縮。混凝土硬結收縮的大部分將在施工后的前1~ 2 個月完成，而溫度變化對結構的作用則是經常的。當其變形受到約束時，在結構內部就產生溫度應力，嚴重時就會在構件中出現裂縫。

4 . 后澆帶構造設計

此次后澆帶為多邊凹形斷面，頂寬1.0 m，中寬1.2 m,兩側通長4 mm×300 mm鋼板止水帶，后澆帶中上下層均鋪設φ25@ 150 mm 與兩側閘底板錨固，在縱筋彎折處各附加1.25 加強。水閘底板下增設0.6 m厚止水處理，底層鋪設復合土工膜1 道，中間分縫處采用2 層油毛氈分隔和1.5mm厚紫銅片止水，同時由止水橡膠嵌縫，混凝土中布置φ16@ 200 mm 與底板錨固(見圖3)。

圖3 基礎底板后澆帶構造設計圖單位: mm

5  后澆帶施工技術要求

(1) 后澆帶應在其兩側混凝土齡期不小于60 d 及閘室上部結構基本完成，并充分結合沉降觀測資料綜合分析后再施工。

(2) 在封閉后澆帶之前，在后澆帶附近不應堆放材料,并做好兩側的臨時防護。

(3) 后澆帶混凝土澆筑前應對鋼筋表面顆粒狀或片狀老銹進行除銹處理。若有鋼筋被踩彎或壓彎現象，在混凝土澆筑前應及時進行矯正。

(4) 嚴格控制模板支撐體系。在后澆帶混凝土澆筑前,施工期間本跨內的模板和支撐不能拆除，待后澆帶混凝土強度達到設計強度后，按由上向下順序拆除。

(5) 嚴格控制兩側接縫收口。嚴格控制混凝土澆筑,澆筑前應清理干凈后澆帶中雜物，將兩側混凝土的松散石子鑿除，表面清洗干凈，保持濕潤，并刷水泥漿，且澆筑時的溫度盡量低于兩側混凝土澆筑時的溫度; 振搗時間適當延長，待1~ 2 h 后再抹平壓光數遍; 在后澆帶混凝土初凝后，應及時進行養護，養護期間應保持混凝土表面濕潤,其養護時間不得少于28 d。

(6) 嚴格按照后澆帶相關施工控制要求執行，其混凝土中摻入微膨脹劑UEA，摻量為12%~15%(具體摻量由實驗確定)，要求混凝土膨脹率達到0.04%，混凝土強度提高5MPa。

(7) 設置后澆帶跨的上部結構跳倉施工，先施工兩側,后施工中間跨，時間間隔不小于2 個月[5] 。

6  結語

根據其它大中型鋼筋混凝土結構類似工程建設的成功經驗可知，后澆帶技術既省時省力，又能節省工程投資,在本工程應用中，也能有效解決漏水、防滲、開裂的不利因素，因此后澆帶技術應用在水閘底板中是可行且合適的。

參考文獻:

[1] 水利部長江水利委員會長江勘測設計研究院. 水工混凝土結構設計規范(SL191-2008)[S].北京: 中國水利水電出版社,2008.

[2] 江蘇省水利勘測設計研究院. 水閘設計規范(SL265-2001)[S] . 北京: 中國水利水電出版社，2001.

[3] 中華人民共和國建設部. 混凝土結構設計規范(GB 50010-2002) [S]. 北京: 中國建筑工業出版社，2002.

[4] 中華人民共和國建設部. 建筑地基基礎設計規范(GB 50007-2002) [S] . 北京: 中國建筑工業出版社，2002.

[5] 中國建筑科學研究院. 高層建筑混凝土結構技術規程(JGJ3-2002) [S] . 北京: 中國建筑工業出版社，2002.

作者簡介: 余玉龍(1979- )，男，工程師，大學本科，主要從事水利規劃與設計工作。