地下室超長結(jié)構(gòu)混凝土裂縫防治措施

楊鑫

摘 要： 近年來，大量大型商住樓和公用建筑施工中，為滿足建筑功能需要，地下室均選用超長結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)整體性及地下室防水要求，取消地下室底板所有后澆帶，促使超長結(jié)構(gòu)混凝土無縫施工技術(shù)得到了大力推廣及應(yīng)用。而在該部位施工過程中，裂縫已經(jīng)成為一種常見的質(zhì)量通病。本文主要對超長地下室混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因進行了分析，進而從材料、施工等方面，提出了裂縫控制措施。

關(guān)鍵詞： 地下室；超長結(jié)構(gòu)；混凝土裂縫；防治措施

一、混凝土裂縫產(chǎn)生原因

混凝土超長結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)單元長度超出《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50012—2002）9.1-1條所規(guī)定的混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)置伸縮是基于控制由于混凝土的干燥收縮和熱脹冷縮而引起的變形，超長混凝土結(jié)構(gòu)必須考慮在施工期間和建成使用如何控制減少裂縫?；炷廉a(chǎn)生裂縫的原因眾多，包括濕度的變化和混凝土的收縮，混凝土的脆性和材料的不均勻性，原材料不合格（如堿骨料反映），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。其中濕度的變化和混凝土的收縮是引起裂縫的主要原因。

1、溫度應(yīng)力（包括施工期間的溫度應(yīng)力和建成使用后溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力）：施工期間自澆筑混凝土開始放熱至混凝土完全冷卻以后的時期，混凝土中的水泥放出大量的水化熱，同時混凝土彈性模量發(fā)生顯著的變化，這個時期形成了彈性模量變化殘余應(yīng)力和混凝土的冷卻所引起殘余應(yīng)力。

溫度變化對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形約束不能自由變形時將引起應(yīng)力。如：框架變形受到地基基礎(chǔ)的約束，框架梁的變形受到框架柱的約束，樓板的變形受到墻、梁的約束；這類外約束引起的力為外約束應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件非均勻受熱，如混凝土冷卻時表面的濕度低，內(nèi)部濕度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力，這類由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力為內(nèi)約束應(yīng)力。

2、混凝土的收縮（主要有塑性收縮、自收縮、干燥收縮和碳化收縮）：塑性收縮是新拌混凝土失水引起的收縮，它的失水是由表面脫水而引起。當收縮力大于基體的抗拉強度時，就會使表面產(chǎn)生開裂?；炷寥赵缙谒苄允湛s最大速率發(fā)生在澆筑后1～4h，此后收縮平緩。因此在收縮速度較大的時期特別要采取保護措施以避混凝土開裂?；瘜W減縮主要是無水熟料與水起化學反應(yīng)，使固相體積逐漸增加，而水泥中的水體系的總體積逐漸減少的緣故，干燥收縮的主要原因是水分在混凝土硬化后較長時間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起的，由于集料的干燥收縮很小，因此混凝土的干燥收縮主要是水泥石干燥收縮造成的。

二、工程概況

某建筑工程建筑面積約84500㎡，地上16層，地下1層。為滿足人防和交通部門的規(guī)范設(shè)計要求，在小區(qū)的中央綠化帶下，設(shè)計出綜合式人防地下車庫；地下室長達120多m，寬達100m，總建筑面積1萬多㎡，地下室凈高4.5m。地下室所有內(nèi)外墻采用S8、C50抗?jié)B混凝土混凝土，底板、頂板為S8、C35抗?jié)B混凝土混凝土，其中外墻厚度為350m m，內(nèi)墻厚度為25O m m，底板厚度為500至600mm，頂板厚度為350mm。鋼筋為I級、Ⅱ級綱。考慮到超長結(jié)構(gòu)建筑極易出現(xiàn)裂縫的客觀因素，特別是地下室裂縫引起的滲漏更是會引起很大的麻煩和因后期維修而帶來巨大的經(jīng)濟損失。為預(yù)防出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致滲漏情況的發(fā)生，也為了完成既定的質(zhì)量目標，在地下室施工前，應(yīng)尋找可以控制超長地下室鋼筋混凝土墻板裂縫的施工措施，探索出一條行之有效的施工管理之路。

三、地下室超長結(jié)構(gòu)混凝土裂縫防治措施

1、原材料配比防裂措施

（1）分析容易引起混凝土收縮變形的因素。根據(jù)工程經(jīng)驗，引起墻板裂縫的主要原因是混凝土的收縮變形，而混凝土結(jié)構(gòu)的收縮變形又是由許多因素決定的，為此需根據(jù)本工程的特點，對引起混凝土變化的因素進行了認真地分析，希冀通過對混凝土原材料的合理選用，找到防止混凝土收縮變形的辦法。

（2）合理選用微膨脹劑。對外加劑的使用工程技術(shù)人員也是相當慎重的。根據(jù)以往的經(jīng)驗我們選擇了玻璃纖維和微膨脹劑（U E A）在不同的實驗段進行試驗。實踐證明：微膨脹劑（U E A）在其他地下室項目上使用效果良好，因為它確實達到了減少水泥用量和早期微膨脹的作用，可以控制和減少墻板裂縫。

（3）選用中低熱水泥。選用中低熱水泥的目的主要是降低水泥水化時所產(chǎn)生的熱量，從而控制混凝土的溫度升高。本工程試驗表明用525#礦渣水泥，可降低混凝土中水泥水化所產(chǎn)生的水化熱。并盡量采用同一廠家生產(chǎn)的同時期、同規(guī)格的產(chǎn)品，以保持產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

（4）選擇合適的粗骨料。經(jīng)試配本工程粗骨料選用粒徑為5～35mm連續(xù)級配碎石（施工中也可采用5—15mm，20～40mm雙級配碎石），粗骨料中針片狀顆粒含量不大于15%，細骨料選用細度模數(shù)2.50左右的中粗砂。嚴格控制粗細骨料的含泥量，石子控制在1石以下，黃砂控制在2%以下。因為如果含泥量大的話，不僅會增加混凝土的收縮，而且會引起混凝土抗拉強度的降低，對混凝土抗裂極為不利。

（5）摻加粉煤灰。摻入一定量的磨細粉煤灰，發(fā)揮其“滾珠效應(yīng)”，可以改善混凝土的粘塑性，也提高了混凝土的可泵性，并因此取代部份水泥，降低了混凝土的水化熱，從而使混凝土的溫升大為減小。

（6）應(yīng)用外加劑。摻入具有緩凝、減水作用的外加劑，以改善混凝土的性能，可延長混凝土的凝結(jié)時間。實踐證明，混凝土的膠凝材料的用量是影響混凝土結(jié)構(gòu)收縮變形的主要因素，只要我們精心選用原材料，并在混凝土中添加某種外加劑，就能改善其性能，使其既能減少水泥用量，又能提高混凝土的早期“抗”收縮能力，達到防裂效果。

2、施工防裂措施

在材料中采取了相對應(yīng)的防裂措施后，若因商品混凝土的澆搗和養(yǎng)護不當，同樣會造成地下室外墻板的開裂。特別是因為泵送混凝土量大，如果是一次性澆筑，勢必造成混凝土相應(yīng)的收縮量增大。另一方面給地下室墻板表面的養(yǎng)護也帶來相當難度，使內(nèi)外溫差過大，同樣會造成溫度裂縫。為避免因商品混凝土的澆搗和養(yǎng)護不當造成的裂縫，工程技術(shù)人員在原有施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，特采取以下措施：

第一，減低混凝土的出機溫度和澆筑溫度，如：降低攪拌前石子、砂、水的溫度；在泵管上鋪設(shè)濕草包，以減低入模溫度。

第二，充分利用混凝土的后期強度，即將28d強度改為60d。這樣可使混凝土收縮速度減小。

第三，采取分層澆筑混凝土的施工措施，利用澆筑面來散熱，這樣可大大減少施工中出現(xiàn)冷縫的可能性。

第四，加強二次振搗。在混凝土澆搗施工中，應(yīng)在初凝前給予第二次振搗，這樣能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成水分和空隙，提高混凝土的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減小內(nèi)部微裂，增加混凝土密實度，使混凝土的抗壓強度提高1O～20%左右，從而提高抗裂性。

第五，加強保溫、保濕養(yǎng)護。本次工程墻板的模板采用小鋼模，優(yōu)點是保濕性能比木模好，但缺點是保溫性能比木模差，為了解決這一問題，我們在外模上加蓋了二層麻袋。并按規(guī)范定時進行澆水養(yǎng)護。

第六，增加表面摩阻，提高混凝土墻表面的摩阻力。在混凝土澆筑7d后，才拆除墻根部模板。利用這段時間不放松對拉螺栓的螺母，使兩側(cè)模板在養(yǎng)護期內(nèi)始終夾緊模板，這樣可利用混凝土表面產(chǎn)生的張力及由于螺母緊固力而產(chǎn)生的側(cè)向摩阻力用以抵抗一部分收縮力，從而減小表面裂縫的出現(xiàn)。

四、結(jié)束語

綜上所述，裂縫在超長混凝土結(jié)構(gòu)中較常見且日趨增多，由于該裂縫的危害性及規(guī)范的局限性，施工人員均應(yīng)予以足夠重視。對超長地下室混凝土結(jié)構(gòu)裂縫采取“放”和“抗”相結(jié)合的措施是減輕超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫比較有效的途徑，具體工程中應(yīng)根據(jù)其特點，進行優(yōu)化設(shè)計，制定出科學合理的技術(shù)保證措施，減少裂縫產(chǎn)生，確保工程質(zhì)量。

參考文獻

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