混凝土底板

混凝土底板

混凝土底板是指箱型截面的下緣,是承受正負彎矩的主要工作部位。在鋼筋混凝土橋中,其要保證足夠尺寸裝配所需抗拉鋼筋;在預應力鋼筋混凝土橋樑中,其需足夠大承壓面積來符合運營階段的受壓要求。

混凝土底板的施工

底板混凝土的特點是厚度薄,面積大,其施工步驟如下:

1.放樣、清基。方法同漿砌塊石底板。

2.立模。底板的模板一般較矮,常用樁頭支撐,其構造如下圖所示。岩石地基的底部如有超挖,高低不平,套用水泥袋紙或漿砌塊石填塞,以防止漏漿,在模板上應劃出混凝土表面的界線,以控制工程標準。

3.按設計要求紮好底板鋼筋,底層鋼筋可用小塊石墊高保持保護層厚度。如用腳手,面層鋼筋可用鉛絲吊在腳手上。如無腳手則混凝土振搗時應注意面層鋼筋不要沉下去。

4.拌和混凝土的水泥,最好不要用摻過多摻合料的水泥,因摻合料輕,容易集中表面,對面板抗沖不利。砂、石子均應經過篩洗,表面不準帶有泥土或其他雜物。石子一般按小石0.5~2,中石2~4、大石4~8厘米粒徑分級,碎石或礫石都可以使用。混凝土中也可埋入部分塊石。

5.人工拌和混凝土在拌板上進行,首先用鐵杴乾拌水泥和砂,至少拌和三次,至顏色均勻,看不到成片的砂或水泥存在。然後加入石子,用噴壺逐漸灑規定數量的水,由兩個工人對面用鐵杴翻動,一個工人用四齒耙拌和,來回翻動數次,至完全均勻為止。已經拌好的混凝土必須立即使用,不準在工作檯上堆放半小時以上。

較大型的混凝土施工,可用拌和機拌合混凝土,拌和時間不要短於1分鐘。

6.澆築混凝土,人工拌和的混凝土可直接用杴推入倉內,用振搗器振搗或用鐵釺人工搗固。面板底坡緩於1:3時,一般表面不需模板,可用泥鏝抹平。如坡度較陡應臨時用木板攔擋,待停止振搗後拆除,用泥鏝抹平,也可採用較乾硬的混凝士,用木夯搗實。

7.養護。混凝土澆築後套用草包、稻草或水泥袋紙復蓋。灑水養護。養護時間至少14天以上。

在混凝土面板施工中,要注意以下幾個問題:

(1)與地基接觸部分最好先鋪一層水泥砂漿,以避免產生蜂窩,增加與地基的粘結。

(2)混凝土的澆築工作應連續進行,間歇時間不應超過2小時,如間歇時間超過。應作為冷縫處理,等混凝土強度達到12公斤/平方厘米以上,經表面鑿毛,清刷,並滿鋪一層同標號砂漿後再繼續澆混凝土。

(3)新澆灌的混凝土,春秋季至少須經過一晝夜的時間,冬季須經過三天時間方可在混凝土面上搭設車道板供物料運輸。

(4)冬季最低溫度低於-3℃時,不能進行襯砌混凝土的澆築,以防混凝土受凍漲破壞。混凝土雖然可以冬季施工,但對設備和材料都有特殊要求。所以最好中小型水庫的溢洪道在工程進度安排時就事先考慮周到,提早在氣溫降低前澆築好混凝土 。

鋼筋混凝土底板計算

沉井底板的荷載計算

沉井鋼筋混凝土底板的計算荷載,應與封底素混凝土板的計算荷載基本相同,取浮力、地基反力兩者中數值較大者為計算荷載進行結構計算。但需注意如下兩點:

1.當選用浮力作為外荷載計算時,一般不考慮封底素混凝土作用,全部由鋼筋混凝土底板承擔。計算水頭應從沉井外歷史最高地下水位算至鋼筋混凝土底板底。計算時尚應扣除底板的重量和封底混凝土的重量(當封底混凝土中設拉結鋼筋與底板聯繫時)。

2.按整個沉井結構的最大荷載(沉井本身的靜載及活載)來計算均布反力。在計算均布反力時,不計井壁側面摩阻力和底板自重及封底重。

沉井底板的內力計算

沉井鋼筋混凝土底板的內力計算,可按單跨或多跨板計算。沉井底板的邊界支承條件,依據沉井井壁及底梁的預留凹槽和是否有水平插筋的具體情況而定,在邊界有預留受力鋼筋時,可視為固定支承。僅預留凹槽時,應視為簡支。

圓形沉井底板計算

圓形沉井底板計算根據其不同情況可分為如下幾種情況:

1.周邊簡支圓板:

周邊簡支圓板受力圖示 周邊簡支圓板受力圖示
混凝土底板 混凝土底板

徑向彎矩

混凝土底板 混凝土底板

切向彎矩

混凝土底板 混凝土底板
混凝土底板 混凝土底板

內力係數 及 可從下圖中查得。

周邊簡支圓板彎矩係數表 周邊簡支圓板彎矩係數表

2.周邊固定圓板

周邊固定圓板受力圖示 周邊固定圓板受力圖示
混凝土底板 混凝土底板

徑向彎矩

混凝土底板 混凝土底板

切向彎矩

混凝土底板 混凝土底板
混凝土底板 混凝土底板

內力係數 及 可從下圖中查得。

周邊固定圓板彎矩係數表 周邊固定圓板彎矩係數表

3.隔牆或底梁分隔的底板

有中間隔牆支承的圓形板的計算,一般採用近似計算方法。針對底板被分隔的情況,可歸納為如下幾種(如下圖所示)。其中C、D兩種形式的板,分別按周邊固定承受均布反力的三角形板和矩形板計算。對於A、B兩種形式的板,則將其折算為周邊固定承受均布反力的矩形板計算 。

圓板的幾種型式 圓板的幾種型式
A型板折算圖 A型板折算圖

混凝土底板防水改進措施

鋼筋混凝土筏形基礎底板厚度一般為400~1600mm。混凝土底板外側經常採用砌築240mm或360mm磚牆作底板側模,同時兼作防水導牆。防水導牆既保證了混凝土的澆築成型,又使防水卷材或塗膜防水很方便地貼上或附著於導牆上。這種做法的缺點是上部結構的垂直荷載直接作用在基礎底板上,會引起底板不同程度的沉降變形。這種沉降可能有以下三種情況:一種是沉降沿著防水導牆外側發生,也就是混凝土底板、導牆、導牆下邊的混凝土墊層形成整體一同沉降;第二種情況是在沉降過程中,素混凝土墊層可能沿防水導牆外側被剪下破壞;第三種情況是沉降發生在基礎底板外側與水導牆之間。第一和第二兩種情況一般不會破壞防水層,如果第三種情況發生,混凝土底板沿外邊線將切斷混凝土墊層,而貼上於底板和防水導牆上的卷材就容易被切斷。

基於這種考慮,在底板防水施工中進行一些改進,在底板墊層周邊砌築防水導牆時,導牆內側根部預留了60mm×120mm的凹槽,卷材沿防水導牆凹槽空鋪到槽內,卷材和凹槽之間採用點粘方式簡單固定,形成可以伸展和活動的伸縮環。在槽內填入軟質材料,如圓形的聚苯乙烯條或礦棉棒等,同時在凹槽外面再做2道防水附加層(如下圖)。當主體結構下沉時,如果出現基礎底板外側與防水導牆之間的沉降差,雖然切斷了防水附加層,但空鋪在凹槽內的防水卷材伸縮環可以伸展。按預留伸縮量可有50~60mm的伸展餘地,防水卷材而不至因沉降而拉斷,這對於一般低沉降量的建築工程已經足夠。

防水導牆根部設定卷材伸縮環 防水導牆根部設定卷材伸縮環

在防水導牆拐彎的陰陽角處,凹槽的做法也一樣,但要增加一道防水附加層,還要注意凹槽內的聚苯乙烯條或礦棉棒在拐彎處頂緊、擠嚴,防止混凝土的側壓力將凹槽擠扁。

為檢測底板沉降是否會剪下防水卷材,可進行專門的試驗。在導牆與墊層拐角處的防水卷材上貼上了細銅絲,進行導通試驗,細銅絲一側水平貼在墊層的卷材上,長1000~1500mm,另一側沿導牆上的卷材貼牢,伸出牆外。在防水導牆四周設定檢測點。細銅絲的抗拉強度與防水卷材的抗拉強度接近。各檢測點由混凝土底板引到地面。隨結構不斷升高,逐層進行導通試驗。如果發現細銅絲不能導通,說明該點的防水卷材已經破壞,從而推斷荷載達到什麼程度防水層可能破壞。同時在防水導牆凹槽的防水伸縮環內也同樣設定了這種導通裝置,進行對比試驗。結果發現,防水卷材設定伸縮環效果要比不設的效果好得多。

這種施工方法需要注意的是,防水導牆根部由於做了凹槽,導牆的穩定性變差,特別是高度1000mm以上的牆體容易向內側傾斜。一般可以採取三條對策:一是在導牆基礎外側適當做大放腳,加強防水導牆的穩定性;二是將導牆外側儘可能清理乾淨,對導牆不產生向內的水平推力;三是注意混凝土拌合物側壓力的大小,適當支頂導牆,防止導牆向外傾斜或坍塌跑模 。

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