对超长地下室外壁的裂缝控制技术探讨

 
时间日期:2010-4-27        已被阅读次:[1751]
 
广东省六建集团有限企业 陈宝琅

  [关键词] 超长地下室外壁 裂缝产生 控制措施

  某工程座落在新规划的中心组团新城区内,由西楼、南楼、北楼及东楼的行政、办公
区1#、2#、3#、4#大楼组成。采用C80预应力管桩基础与钢筋混凝土主体结构。地下一
层,地上由6~12层组成。工程占地130亩,总占面积87150平方米。地下室外壁的周长达到7
38.7m。
  由于设计要求将±0. 00设在自然地坪之上,故建成后使用地下室顶板下有1.8m高度的
壁板暴露在地表上,且每段结构超长,因此怎样控制超长结构由于温度及混凝土收缩而产生
的裂缝,特别是控制超长基础外壁板的裂缝,是本工程结构设计和现场施工需要重点解决的
问题之一。
  1.地下室外壁混凝土裂缝的主要特征
  ①绝大多数为竖向裂缝,多数缝长与壁高相当,两端逐渐变小。
  ②裂缝数量较多,宽度大多≤0.2mm,极小有>0.3mm的情况;③地下室外壁壁长的两端
附近裂缝较少,大多数集中在中间,附墙柱两侧附近;④裂缝出现的时间大多在拆模后不久
,有的还与环境温度变化有关;⑤随着时间的推移,裂缝的数量将增多,但宽度一般不增加
,其发展情况将与混凝土是否暴露在大气中和暴露时间长短有关;⑥裂缝具有通透的特点当
地下室土方回填后,常可见裂缝处有渗水现象,一般水量不大,而修补相当困难。
  2.裂缝产生的主要原因
  2.1.裂缝土本身的收缩裂缝
  由于地下室壁采用防水混凝土,其配合比中水泥进餐量较大,混凝土硬化后,在混凝土
的水化过程中早期强度增长较快引起混凝土的早期收缩大。混凝土的最终收缩量为0.2%~0
.45%。混凝土收缩值的大小和水泥品种,用量、拌合用水量、骨料规格、振捣密实程度和
养护的好坏等有关。一般在潮湿条件下养护的混凝土比在干燥条件下养护的混凝土收缩值要
减少6%~8%.施工中常见的混凝土收缩裂缝有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干缩裂缝3种

  2.设计原因
  根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的规定:现浇钢筋混凝土壁伸缩缝的最大
间距为20(露天)~30m(室内或土中),而实际工程中往往突破上述规定,以后浇带代替
了变形缝,本工程最长边有185m,中间仅留了1条后浇带。另外,设计上一般将水平钢筋仍
按构造进行配筋,没有考虑到其抗裂性是否满足要求,一般将水平向钢筋放在竖向受力钢筋
的内侧。
  2.3 温差原因
  由于工程的特殊环境,过早拆除地下室壁的内外模板,使表面温度下降,施工过程中将
出现混凝土内外温差,由于夜间温降形成内外温差超过25℃以上,在秋冬季尤为明显,表现
收缩大,超过混凝土自身的抗拉能力。
  2.4 地下室外壁的暴露时间
  薄而长的地下室外壁对环境的温度、湿度敏感,当气温、湿度急剧变化时,内外温度应
力不协调而导致壁体开裂。一般设计将地下室外壁按埋入土中或作为室内结构考虑,事实上
,地下室室外壁结构完成后就马上进行土方回填的情况很少,一般暴露时间越长,出现裂缝
的几率就越大。
  2.5 混凝土的施工质量
  钢筋混凝土结构出现裂缝的主要原因有:①原材料质量较差。如骨料级配太差、含泥量
超标、使用高水化热水泥和混凝土坍落度过大;②浇捣过程中没有采用水平分层浇筑,形成
局部浆体集中、骨料稀疏,没有采取保温保养技术,浇捣不够密实,养护不当等。另外,目
前普遍采用商品混凝土和泵送技术添加了不适当的早强剂,更导致了混凝土早期收缩的增加
,加大了出现裂缝的可能性。
  3 控制裂缝的几个措施
  3.1 施工图优化
  本工程设计壁板厚度为350mm,原设计的水平钢筋为Ⅲ级钢¢16@180,且设置在竖向钢
筋的内侧,采用C40S8商品混凝土。经与设计研讨,将原设计在内部的水平钢筋改到了外侧
,钢筋也改为Ⅱ级,并按等截面、等强度的原则进行了换算,其配钢筋变为¢14@120,配筋
率由0.64%提高到0.73%,以减少混凝土表面裂缝出现的可能。
  3.2 混凝土配合比的优化
  在商品混凝土企业试验室的配合下,采用正交法进行配合的筛选,经试块的抗压强度与
抗渗试验,先定了一个最佳的配合比,水灰比取0.48,提高粉煤灰置换量到30%,掺加比表
面积为4200cm2/g的超细矿粉5kg/m3,以改善混凝土的性能,施工时将混凝土的坍落度控制
在8±2cm,以满足卸料的最低要求为好。
  3.3 施工技术的优化
  (1)将原泵送混凝土改为采用人工加小车运送混凝土入模,从根本上降低了混凝土的
水灰比与坍落度从而保证了混凝土壁板的密实度。
  (2)采用了保温性能较好的18mm厚的大面积多层夹板代替原钢模板,并使拼缝严密,
加固可靠,定位准确。模板中使用的对拉螺栓采用了专门的止水措施,两侧用小胶圈垫平,
待模板拆除后,小心将胶圈取出,割除对拉螺栓头,用高等级砂浆补平。
  (3)浇筑严格控制分层厚度不超过50cm;高度不大于2m时,采用导管或串桶送混凝土
入模,并设专人看模,以防炸模,振动时不得采用振动棒赶送混凝土,不得漏振或过振。
  (4)加强混凝土养护,带模保温保养养护时间不少于14d,混凝土硬化达到一定强度后
,及时松动对拉螺栓,让壁体模板与混凝土有点缝隙,在顶部浇水注入模板内,始终保证混
凝土表面湿润。拆模后对其表面裂缝情况做好观察与记录。
  (5)混凝土表面质量进行检查并做好记录后,及时覆盖地下室壁外表面,做找平层,
按设计要求直接采用JS防水剂进行表面的防水处理,经有关部门验收合格才进行土方回填。
  4 结语
  本工程采取了上述措施后,已有3年多时间,未发现贯穿的混凝土裂缝及渗漏水现象,
达到了预期目标。
     
 
 
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