超长地下室结构（共8篇）
超长地下室结构 篇1
近年来, 超长超宽地下室结构已经得到越来越广泛应用, 在进行设计时需要重点考虑地下室超长给结构带来的不利影响, 尤其要注意防止因为“超长”而使结构出现较大较多的裂缝, 影响结构的耐久性甚至安全性。
1 超长地下室结构混凝土的裂缝成因及影响因素
(1) 由荷载的直接应力和结构次应力引起的裂缝。这部分裂缝所占比例较小。
(2) 结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝。超长超宽地下室的上部往往有多个层数、平面布置及结构形式不同的塔楼, 由此可引起基础的不均匀沉降而使结构产生裂缝。此外因为结构“超长”使混凝土温度裂缝及收缩裂缝有加剧的趋势。裂缝的发生与原材料、设计、施工及使用维护等多方面因素有关, 现分析如下: (1) 材料因素。混凝土是由各种具有不同自身性质的成分材料按照一定比例拌制而成的, 并非是一种理想的均质材料, 其自身缺陷对混凝土开裂的影响将是必然的。例如:混凝土硬化期间水泥释放出大量水化热, 引起混凝土温度上升。由于混凝土表面散热条件较好, 热量容易释放, 温度上升较少;而混凝土内部由于散热条件较差, 使温度上升较多而形成约束, 其结果使得混凝土面层产生拉应力。当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时, 混凝土表面就产生了温度裂缝。除此之外, 混凝土结硬产生的干缩裂缝、混凝土终凝之前产生的塑性收缩裂缝等都是缘于混凝土自身材料因素的影响。 (2) 设计因素。现行结构设计规范中对结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝控制宽度限值进行了明确规定, 说明在保证结构安全和满足使用要求的前提下, 很多结构构件是可以带裂缝工作的。即设计本身并没有考虑从根本上避免结构在使用阶段裂缝的产生。而超长地下室通常布置较为复杂, 造成结构平面布置不合理, 进而出现应力集中等不利情况, 造成结构开裂。
2 超长地下室结构混凝土的裂缝控制原则
对于超长结构的裂缝控制多采用“抗”与“放”相结合的原则。“放”即减除约束, 以设置永久性伸缩缝或设置后浇带等方法, 将超长的现浇混凝土结构分割成若干块较规整的平面, 以释放大部分变形, 减少约束应力。“抗”的方法是采取有效措施提高结构抗力, 减少混凝土收缩, 提高混凝土的抗拉强度。将“放”与“抗”相结合可以使结构既不产生很大的变位, 又不产生很大的应力, 确保了承载力极限状态, 也满足正常使用状态, 将裂缝控制在规定范围内。
3 工程实例
某小区, 由5幢18~26层高层, 6幢多层, 建筑面积约10万平方米, 一层结合的大底盘地下室, 建筑面积约为2万平方米, 地下室长达300米。
3.1 第一方案的设计理由及措施
为解决地下室顶板长度太长, 避免收缩变形造成地下室结构破坏的问题, 在 (D-22) 轴和 (D-37) 轴附近增设两道变形缝, 此两道变形缝均在主体塔楼结构之外, 并从地下室基础至顶板完全断开, 综合伸缩缝、沉降缝和抗震缝的功能, 把一个大地下室划分成为3个尺寸相对较小的、平面较为简单的地下室, 其最大地下室长度方向最大尺寸约为164米。如此划分以后, 使单个地下室顶板不同高差板面太多的问题得到简化, 顶板面标高由原来的6种减小为4种;也使施工过程宜于分段, 方便不同施工单位合作施工。但是由于地下室分缝产生的不利影响是防水问题, 变形缝处是防水的薄弱环节, 拟采用如下防水措施予以弥补: (1) 结施墙板梁的缝隙中嵌入防水材料。 (2) 设置橡胶止水带。 (3) 在缝隙迎水面增设补偿卷材防水层。 (4) 在缝隙迎水面设置防水层的保护层。 (5) 在缝隙附近增设排水沟和集水井, 方便维修排水。变形缝处施工难度增加, 维护费用增加。柔性防水的使用年限较短, 可靠性差, 需要经常予以维护。当结构变形相对较大时更是如此。
3.2 第二方案的设计理由及措施
(1) 在 (D-22) 轴处宜设伸缩缝, 但底板可以连在一起; (2) 地下室顶板应覆土800~1000mm, 并做好顶板和侧板的防水, 顶板宜采用柔性防水层; (3) 对施工后浇带应作进一步优化, 使后浇带设置比较规则, 方便施工; (4) 单层地下室侧壁和顶板宜采用C30混凝土, 并严格控制水灰比, 可以考虑掺入微膨胀剂或聚丙烯纤维等外加剂; (5) 必要时可在外墙设水平布置的无粘结预应力钢绞索, 防止侧板开裂; (6) 单层地下室侧壁和顶板的施工应根据不同气候条件采取相应的技术措施。
最终设计采用仅在 (D-40) 轴与 (D-41) 轴间设置一道伸缩缝, 将地下室分为1# (左侧) 地下室和2# (右侧) 地下室两部分, 两地下室在中间车道处局部连通。1#地下室长约164m, 宽约110m;2#地下室长约127m, 宽约105m, 仍然超长超宽, 抗裂及变形缝处的防水处理成为设计的重点。首先基础采用钻孔灌注桩, 以卵石层为桩端持力层, 桩长约70m, 桩径600~800mm。采用桩基础使上部塔楼与纯地下室沉降差异及沉降变形量都较小, 并且在塔楼与地下室连接处设置了沉降后浇带, 以减小因沉降差异引起的结构裂缝。其次为解决施工期间的混凝土自收缩设置了伸缩后浇带。地下室内部在使用阶段受温度变化影响较小, 需解决的主要问题是混凝土收缩应力对结构的不利影响。沉降及伸缩后浇带一般设置在结构受力较小处, 一般在梁、板跨度内的1/3处, 且注意竖向对齐、平面规整, 方便施工。后浇带应采用填充用膨胀混凝土浇筑, 其强度等级比两侧混凝土提高一级且≥C30, 浇筑时温度宜低于两侧混凝土浇筑时的温度。为更好消除约束力的积聚, 后浇带中钢筋采取梁底筋腰筋不断开, 面筋隔一断一 (角筋不断开) ;板底筋隔一断一, 面筋全部断开;墙筋全部断开的措施, 断开钢筋采用搭接, 搭接长度控制为1.6la。
4 结束语
超长超宽地下室的结构设计涉及许多内容, 是一门综合性很强的工作, 而且有许多问题还没有得到完善的解决, 需要人们在实践中不断积累经验, 并且借助国外成功的例子对现有的设计方法进行优化。另外, 对于平面尺寸过大的地下室的设计要根据具体情况遵循“抗”与“放”结合的原则, 分析主要因素, 采取有效的方法和措施, 并在实践中不断积累经验, 总结得失, 提高设计水平。
摘要：对于超长超宽地下室的结构设计中的各项指标, 在《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2010) 中有明确的规定。本文是作者结合多年工作经验以及具体工程实例, 通过对结构设计方案的分析比较, 重点阐述了超长地下室结构混凝土裂缝产生的原因、影响因素及其控制原则。并总结了超长地下室结构设计中的裂缝控制的方法和措施。以供参考。
关键词：超长超宽地下室,裂缝产生原因,裂缝控制方法及措施
参考文献
[1]中国人民共和国建设部.GB50010-2010《混凝土结构设计规范》.北京:中国建筑工业出版社, 2002.
[2]杨嗣信.高层建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2001.
[3]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.
超长地下室结构 篇2
关键词：地下超长结构 混凝土 抗裂防水
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0082-01
1 混凝土裂缝产生的原因
混凝土裂缝的产生有多种原因，主要是由温度和湿度的变化引起的，当混凝土内部应力超出混凝土抗拉强度时，就会出现裂缝。超长结构的大体积混凝土产生裂缝的原因主要有以下两种：（1）较大温差造成。较大体积混凝土在浇筑硬化早期，水泥水化散发出大量水化热，导致内部温度升高，产生内部压力，同时混凝土表面受到气温影响温度较低，产生表层拉力。当内外温差较大时，作用力超过混凝土自身抗拉强度，就会产生裂纹。（2）体积收缩导致。当混凝土浇筑完工数天后，水泥水化热基本释放完毕，混凝土的温度逐步降低，引起混凝土的收缩，产生拉应力。而超長结构、大体积混凝土由于受到地基和内部结构的约束，当拉应力超出自身抗拉强度时，就会形成收缩裂缝。目前防止裂缝的方法主要是选用低热低碱水泥、掺加外加剂、控制水泥用量、加强养护、采用混凝土浇筑新工艺等，以及加强抗裂钢筋、设置后浇带、留施工缝等方法。
2 防止超长结构混凝土产生裂缝的措施
2.1 原材料的选取
（1）选用低水化热、低含碱量的水泥，强度一般采用42.5。（2）砂石含泥量对混凝士抗拉强度和收缩变形影响较大，应严格控制在2%以内。（3）尽量降低砂石的含砂率和吸水率。砂石骨料尽可能粗大些，以减少收缩。（4）当水灰比不变时，水泥浆用量严重影响到收缩形变，因此在保证可泵性的基础上，尽量减少水泥用量。（5）在混凝土中掺入I级粉煤灰，可以减少泌水和坍落度，增加密实度。附带可降低水灰比，减少水泥用量。（6）应提前进行混凝土的配比试验与优化工作。通过制作试验件以检测混凝土的性能参数，特别是混凝土内部的温度变化和裂缝情况，以优化混凝土配合比。
2.2 混凝土施工技术
（1）不宜在高温、大风气候浇筑混凝土，防止水份蒸发过快产生裂缝。施工时按顺序采用斜坡式分层浇筑。在设计施工段内必须连续浇筑，不得出现冷缝，上、下层混凝土搭接必须在初凝前完成。（2）超长结构混凝土应在浇筑带的前后布置两道振动器，第一道在混凝土的卸料点，第二道设在混凝土坡角处。为防止混凝土在出料口处堆积，先振捣出口处混凝土，形成流淌坡度后再全面振捣。（3）自防水混凝土应采用二次振捣工艺。混凝土入模后先用普通振捣器进行初次振捣，待初次振捣坍落度消失开始初凝时，用高频振捣器进行二次振捣。（4）设置排水沟和集水坑，排出在混凝土浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆。（5）收头处理也是减少表面裂缝的重要措施。混凝土浇筑后，先按标高用长刮尺初步刮平，在初凝前用平板振动器碾压数遍，再用抹子反复搓平压实，使硬化初期产生的收缩裂缝得以封闭填补。（6）混凝土入模坍落度一般控制在（14±2）mm左右，坍落度过大容易导致混凝土干缩增大，增加开裂几率。（7）做好早期保温、保湿养护工作，通常在混凝土浇筑完进行二次抹压后立即在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜和二层草垫，以避免水份蒸发过快，同时降低温差。养护时间一般不少于15 d。（8）严格控制混凝土浇筑温度、控制拆模时混凝土内部及表面温度。超长结构混凝土内外温差、表面与外界温差不应超过25 ℃。对大体积混凝土要定时定点监测，并根据测定的温度，采取相应的技术措施来防止表面裂缝的产生。
3 后浇带、变形缝、施工缝施工
3.1 后浇带施工
（1）后浇带必须采用比两侧梁、板、墙混凝土高一强度等级的微膨胀混凝土浇筑密实，浇捣后浇带的时间通常在主体完工60d后进行。（2）后浇带中纵筋贯通不断，并设置附加筋。后浇带的接缝处按施工缝处理，后浇带缝两侧采用钢筋支架加专用金属网隔断;两侧梁、板下加设必要的竖向支撑。后浇带一侧的底板混凝土一次连续浇捣完成，不设施工缝。（3）后浇带采用湿麻袋覆盖或塑料薄膜覆盖等保湿、保温与养护措施，养护和拆模时间≥28 d。
3.2 变形缝施工
变形缝施工应采取多种手段，设置多道防线。（1）变形缝处的顶板、侧墙、底板的面层建筑、装饰都应作相应的变形设计与处理，采用可变形的弹性密封胶等材料。（2）采用内装可卸式止水带等防水材料来加强防水处理时，应预留疏水通道，变形缝槽一旦积水就可及时引排。（3）中埋式止水带采用钢边橡胶止水带固定于专门的钢筋夹上，水平安装时要成盆形绑扎在固定用钢筋框上，以防止止水带下面存有气泡，造成渗水。（4）外贴式止水带用粘接剂和水泥钉固定在地下墙或垫层的表面，固定范围内采用水泥砂浆或微晶水泥砂浆先进行找平处理。顶板迎水面预留嵌缝槽，以低模量聚氨酯密封胶嵌填，密封胶应与外贴式止水带有效搭接。
3.3 施工缝施工
（1）施工缝在浇筑混凝土前，应将表面浮浆和杂物清除，然后涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料，水平施工缝再铺设30～50 mm厚的1∶1水泥砂浆，并及时浇筑混凝土。（2）横向竖直施工缝应设置中埋式钢板橡胶止水带，与单组分聚氨酯水膨胀密封胶组合形成双道防水线。（3）减少纵向水平施工缝设置，采用钢板止水带与单组分聚氨酯水膨胀密封胶组合来达到防水功效。其中钢板需经镀锌处理，电镀锌涂层厚度10 μm。（4）工程主体结构和通道交接的环向施工缝处设置单组分聚氨酯止水条。
4 防水层施工
4.1 顶板卷材防水层施工
（1）顶板附加防水层通常选用高聚物SBS改性沥青类防水卷材（耐根穿刺）。卷材防水层在顶板基面成膜后先铺设一层沥青油毡隔离层，而后再进行细石混凝土保护层（内配双向钢筋网片）施工。（2）混凝土基层表面不得有突出的尖角与可见的贯穿裂缝等，基面应保持洁净、平整、坚实，不得有疏松、起砂、起皮现象。当基面潮湿时，涂刷湿固化型胶粘剂或潮湿界面隔离剂。（3）阴阳角处应做成圆弧状或45 °折角，在阴阳角、变形缝及诱导缝等特殊部位应增设卷材加强层，加强层宽度应为200～500 mm。
4.2 底板涂料防水层施工
（1）底板附加防水层应选用水泥基渗透结晶防水涂料。防水涂料应分层刷涂或喷涂，涂层应均匀，不得漏刷漏涂;接槎宽度不得小于100 mm。（2）涂料基层表面应保持干净、平整、无浮浆和明显积水。（3）涂料防水层施工严禁在雨天、雾天、五级及以上大风天气进行，不得在环境温度低于5 ℃、高于35 ℃或烈日曝晒时进行。涂膜固化前如有降雨可能，应及时做好已完成涂层的保护工作。
参考文献
[1] GB 50010-2010混凝土设计规范[S].中国建筑工业出版社，2011.
超长地下室结构设计及实例介绍 篇3
随着国民经济的发展, 城市化建设加快, 城区建设用地日趋紧张, 修建的大型公建、商住楼等普遍设有地下室, 且经常设计为地下室连通上部结构再分塔, 否则难以满足建筑功能的要求。因此, 出现越来越多的超长地下室结构。
笔者通过总结, 得出超长地下室的设计要点如下:
1.1 进行整体的结构布置, 按相关规范设置变形缝 (亦可作无缝设计) , 上机计算进行结构分析, 按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行构件截面设计。主要有基础、地下室外墙、楼面梁板等。
1.2 地下水的存在除了基础需做抗浮设计外, 另一方面对于结构自防水亦有要求, 特别是对于超长结构, 应采取措施严格控制裂缝。
1.3 超长地下室可采取设置温度后浇带、沉降后浇带, 膨胀加强带, 混凝土中掺入抗裂膨胀剂等措施, 以达到控制裂缝的目的。
2 工程实例介绍
2.1 工程概况
长堤路-凤鸣路片区改造工程位于中山市孙文西路步行街入口附近, 岐江河边, 沿长堤路-凤鸣路分位A、B、C相对独立的三段, 其中B段建筑面积约88000平方米, 设两层超长地下室车库 (长×宽约为320米×65米) , 负二层层高3.8米, 负一层层高4.8米, 柱距8.4米, 上部为多层框架商业建筑。
基础采用平板式筏板基础, 板厚1米, 置于复合地基上面 (CFG桩进行地基处理) , 基础板底设置间距2.8米的抗浮锚杆, 锚固体直径150mm, 单根锚杆抗拔力特征值530kN。地下室外墙厚450mm, 外侧竖筋, 内侧竖筋, 水平分布筋负一层, 负二层。
2.2 超长地下室裂缝控制措施
2.2.1 设置引发缝
下图为地下室引发缝布置图:
按混凝土结构设计规范《GB 50010-2002》9.1伸缩缝的规定, 将B段用引发缝分成四块, 分别长72米、100米、75米和71米。按地下工程防水技术规范《GB 50108-2001》防水设防要求制定引发缝的防水措施。
节点详图如下:
2.2.2 设置后浇带及膨胀加强带
沿横向每隔40米左右设温度 (沉降) 后浇带, 沿纵向中间处一条膨胀加强带。
2.2.3 砼中掺入抗裂膨胀剂
筏板、顶板及混凝土墙内掺入的SY-G类抗裂膨胀剂, 具体掺量应根据实际采用的材料通过配合比试验确定。限制膨胀率>0.02%;后浇带砼中掺入40~60的SY-G类抗裂膨胀剂, 限制膨胀率>0.025%。
结语
在超长地下室结构设计中, 应根据实际情况, 采取有效措施, 重点突出抓住主要因素、因地制宜合理的选择设计方案, 灵活应用混凝土后浇带膨胀带和伸缩缝的控制措施, 从而达到理想的效果。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范《GB50010-2002》.
[2]地下工程防水技术规范《GB50108-2001》.
[3]王铁梦工程裂缝控制北京:中国建筑工业出版社2006.
超长地下室结构 篇4
近年来, 超长超宽地下室结构已经得到越来越广泛应用, 在进行设计时需要重点考虑地下室超长给结构带来的不利影响, 尤其要注意防止因为“超长”而使结构出现较大较多的裂缝, 影响结构的耐久性甚至安全性。
1 超长地下室结构混凝土的裂缝成因及影响因素
引起结构产生裂缝的原因很复杂, 主要的有以下2种:
(1) 由荷载的直接应力和结构次应力引起的裂缝。这部分裂缝所占比例较小。
(2) 结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝。超长超宽地下室的上部往往有多个层数、平面布置及结构形式不同的塔楼, 由此可引起基础的不均匀沉降而使结构产生裂缝。此外因为结构“超长”使混凝土温度裂缝及收缩裂缝有加剧的趋势。裂缝的发生与原材料、设计、施工及使用维护等多方面因素有关, 现分析如下:
1) 材料因素
混凝土是由各种具有不同自身性质的成分材料按照一定比例拌制而成的, 并非是一种理想的均质材料, 其自身缺陷对混凝土开裂的影响将是必然的。例如:混凝土硬化期间水泥释放出大量水化热, 引起混凝土温度上升。由于混凝土表面散热条件较好, 热量容易释放, 温度上升较少;而混凝土内部由于散热条件较差, 使温度上升较多而形成约束, 其结果使得混凝土面层产生拉应力。当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时, 混凝土表面就产生了温度裂缝。除此之外, 混凝土结硬产生的干缩裂缝、混凝土终凝之前产生的塑性收缩裂缝等都是缘于混凝土自身材料因素的影响。
2) 设计因素
现行结构设计规范中对结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝控制宽度限值进行了明确规定, 说明在保证结构安全和满足使用要求的前提下, 很多结构构件是可以带裂缝工作的。即设计本身并没有考虑从根本上避免结构在使用阶段裂缝的产生。而超长地下室通常布置较为复杂, 造成结构平面布置不合理, 进而出现应力集中等不利情况, 造成结构开裂。
2 超长地下室结构混凝土的裂缝控制原则
对于超长结构的裂缝控制多采用“抗”与“放”相结合的原则。“放”即减除约束, 以设置永久性伸缩缝或设置后浇带等方法, 将超长的现浇混凝土结构分割成若干块较规整的平面, 以释放大部分变形, 减少约束应力。“抗”的方法是采取有效措施提高结构抗力, 减少混凝土收缩, 提高混凝土的抗拉强度。将“放”与“抗”相结合可以使结构既不产生很大的变位, 又不产生很大的应力, 确保了承载力极限状态, 也满足正常使用状态, 将裂缝控制在规定范围内。
3 工程实例
以下是本人地下室设计的三个工程实例, 现举例如下:
(1) 某高新园区的住宅小区, 由4幢15层～23层高层, 8幢多层, 建筑面积约10万m2, 其中高层及多层均设有一层平战结合的大底盘地下室, 建筑面积约为2万m2, 地下室长达300 m。由于建筑造型的需要, 高层主楼平面凹凸屈折, 前后错落整个地下室无法设缝分开。按《混凝土结构设计规范》已大大超出了混凝土结构的伸缩缝的最大间距要求。鉴于超长宽地下室无缝技术已经在大量工程实践中应用, 本工程可不在地下室设缝。超长无缝设计可以克服设置变形缝可能带来的变形。耐久, 耐火水密, 施工和维修等方面产生的问题和引起的建筑物缺陷, 还可以避免给设备专业的管线布置带来的困难。使其灵活布线, 不受水平和竖向位置的影响。同时可以为上部建筑提供一个完整的地下室顶板, 满足上部建筑的嵌固要求。但是, 由于平面尺寸过大, 因此在设计中采取了以下措施, 尽可能避免收缩裂缝的产生.
措施: (1) 采用桩基础。由于高层部分与多层部分的荷载差异较大, 考虑到菏载作用下的变形协调原则, 因此高层部分采用ϕ700, ϕ800的钻孔桩以7-3中砂层为持力层, 单桩承载力特征值按设计试桩取Ra=3 400 kN, 4 000 kN。多层和纯地下室部分采用ϕ500沉管桩兼抗拔使用, 以5层粘土, 粉质粘土为持力层, 单桩承载力特征值Ra取750 kN。 (2) 设置沉降, 伸缩后浇带, 以不同桩型为界, 每隔40M以内设置后浇带, 可大大减少施工期间带来的沉降差异。 (3) 设置膨胀加强带。 (4) 采用补偿收缩混凝土技术, 在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。 (5) 在混凝土中掺加一定比例的复合纤维, 提高抗拉强度, 阻止原有缺陷 (微裂缝) 的扩展并延缓新裂缝的出现。 (6) 顶板覆土并增加保温隔热的措施, 降低直接作用在顶板上的温度, 减少由于温差变化引起的温度裂缝的产生。 (7) 剪力墙的水平分布筋和水平构件的配筋, 适当加强。 (8) 施工时, 严格控制混凝土原材料的质量和技术指标, 采用低温入模、低温养护浇注砼, 减少水化热和收缩;泵送流态砼仍然需进行振捣, 时间为5 s～15 s;浇注梁、板、墙构件时, 采取分层散热浇注, 保湿养护;施工缝宜采用企口, 缝口须凿毛清洗干净;侧墙结构拆模后, 及时回填, 减缓墙体早期、中期裂缝的发展。
(2) 某小区有四幢21层～24层高层及会所和平战结合大地下室组成, 鉴于高层分别布于小区的南北两端, 地下室平面比较整齐, 通过与建筑专业协商, 在主楼塔楼结构之外南北各设一道变形缝, 纯地下室部分柱内移, 基础外挑, 使地下室基础至顶板完全断开, 综合伸缩缝, 沉降缝和抗震缝的功能, 在不影响使用功能下设置双墙, 把一个大地下室划分成为3个尺寸相对较小的、平面较为简单的地下室, 其最大地下室长度方向最大尺寸约为120 m。如此划分以后, 使单个地下室顶板不同高差板面太多的问题得到简化, 也便于计算建模, 使施工过程宜于分段, 方便不同施工单位合作施工。但是由于地下室分缝产生的不利影响是防水问题, 变形缝处是防水的薄弱环节, 拟采用如下防水措施予以弥补:1) 结施墙板梁的缝隙中嵌入防水材料。2) 设置橡胶止水带。3) 在缝隙迎水面增设补偿卷材防水层。4) 在缝隙迎水面设置防水层的保护层。5) 在缝隙附近增设排水沟和集水井, 方便维修排水。变形缝处施工难度增加, 维护费用增加。柔性防水的使用年限较短, 可靠性差, 需要经常予以维护。当结构变形相对较大时更是如此。
(3) 随着土地资源的愈来愈宝贵, 房产商会尽可能地利用每一寸土地.因此地下室也愈做愈大, 最近设计的住宅小区有40万m2, 其中大地下室就有十万平方, 长宽分别为600 m和160 m, 这么大的地下室光温度差异引起的收缩就达18厘米, 因此考虑设计二道伸缩缝, 底板可以连在一起。但还是超长超宽, 因此抗裂及变形缝处的防水处理成为设计的重点。采用桩基础使上部塔楼与纯地下室沉降差异及沉降变形量控制到最较小, 并且在塔楼与地下室连接处设置了沉降后浇带, 以减小因沉降差异引起的结构裂缝。其次为解决施工期间的混凝土自收缩设置了伸缩后浇带。地下室内部在使用阶段受温度变化影响较小, 需解决的主要问题是混凝土收缩应力对结构的不利影响。沉降及伸缩后浇带一般设置在结构受力较小处, 一般在梁、板跨度内的1/3处, 且注意竖向对齐、平面规整, 方便施工。后浇带应采用填充用膨胀混凝土浇筑, 其强度等级比两侧混凝土提高一级且≥C30, 浇筑时温度宜低于两侧混凝土浇筑时的温度。为更好消除约束力的积聚, 后浇带中钢筋采取梁底筋腰筋不断开, 面筋隔一断一 (角筋不断开) ;板底筋隔一断一, 面筋全部断开;墙筋全部断开的措施, 断开钢筋采用搭接, 搭接长度控制为1.6la。设计中还在上部塔楼与地下室连接部位提高纵向钢筋的配筋率, 用以抵抗后浇带封闭后剩余沉降差异引起的结构内力。单层地下室侧壁和顶板宜采用C30混凝土, 并严格控制水灰比, 必要时可在外墙设水平布置的无粘结预应力钢绞索, 防止侧板开裂。考虑掺入微膨胀剂或聚丙烯纤维等外加剂。此外由于地下室顶板受温度变化影响相对较大, 为避免因温度应力引起的结构开裂, 顶板覆土600 mm～900 mm, 采用柔性防水, 加强顶板配筋, 适当提高配筋率, 钢筋直径选用<12、<14, 间距125 mm、150 mm, 细且密的钢筋分布更有利于结构抗裂。设缝对结构的防水产生不利影响, 在变形缝处的防水施工难度较大, 采用柔性防水需要经常维护, 是地下室防水的薄弱环节。地下室顶板应覆土800～1000mm, 并做好顶板和侧板的防水, 顶板宜采用柔性防水层。
4 结束语
超长地下室结构 篇5
在超长、超宽混凝土结构施工中, 一般每30～40m, 设一道后浇带, 等40～50d后再后浇膨胀混凝土, 这种常规后浇带施工, 工序繁多, 时间跨度长, 施工成本高, 而且难以保证整体质量, 给建筑装饰也带来隐患。我们在工程施工实践中, 运用UEA混凝土补偿收缩的原理, 采用膨胀加强带替代后浇带, 实现了超长混凝土结构的无缝施工, 为同类的工程施工提供了可借鉴的经验。
2 基本原理
UEA混凝土在硬化过程中产生膨胀作用, 在钢筋和邻位约束下, 钢筋受拉, 而混凝土受压, 当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时, 则:
式中:
σc———混凝土预压应力 (MPa) ;
As———钢筋截面积;
μ———配筋率 (%) ;
Ac———混凝土截面积;
Es———钢筋弹性模量 (MPa) ;
ε2———混凝土的限制膨胀率 (%) 。
由 (1) 式可见, σc与ε2成正比例关系, 而限制膨胀率ε2随UEA的掺量增加而增加, 所以, 通过调整UEA的掺量, 可使混凝土获得0.2～0.7Mpa预压应力, 根据水平法向力σx分布曲线, 设想在应力大的地方施加较大的膨胀应力σc, 而在两侧施加较小的膨胀应力, 全面地补偿结构的收缩应力, 控制有序裂缝的出现 (见图1) 。
由于钢筋混凝土结构长大化和复杂化, 取消后浇带的超长无缝混凝土结构施工必须根据结构特点灵活运用, 沉降缝不能取消, 具有沉降性质的后浇带也不能取消。UEA加强带的性质是以较大膨胀应力补偿温差收缩应力集中的地方, 所以, 它可以取消后浇带。加强带的间距可控制在40～60m, 一般可连续浇注100～200m超长结构。
3 工程实例
某工程为框架-剪力墙结构, 筏板基础, 地下2层, 地上19层, 主楼长为122.8m, 最宽为21m, 筏板厚度为1.5m, 楼板厚度为250mm、120mm, 地下室墙体厚度为350mm, 混凝土强度等级为C40～C55。
工程主楼层数为19层, 裙楼层楼为4层, 主裙楼之间由于层数差别较大, 后浇带既起沉降作用, 又起伸缩作用, 故不可用膨胀加强带来代替, 因而主裙楼之间仍存在后浇带, 而主楼全长层数无变化, 若设置后浇带仅是起到收缩作用。采用UEA补偿性混凝土来代替伸缩缝, 实现无缝施工, 在地下室筏板、墙体、主楼各楼层按60m左右设置一道2m宽限的膨胀带加强带 (共二道) , 以控制混凝土温度、收缩裂缝。
3.1 混凝土试配
膨胀混凝土的试配, 重点解决超长无缝混凝土施工中UEA掺量控制和降低混凝土水化热。
经多次试验, UEA替代水泥量在10%～12%范围内, 对混凝土强度不影响, 同时利用收缩膨胀测定仪测定, 其膨胀率ε2=2～3×10-4, 在钢筋率μ=0.2%～0.8%时, 可在结构中建立0.2～0.7Mpa的预压应力, 这一预压应力可补偿混凝土在硬化过程中产生温差和干缩的拉应力。
由⑴式可见, σc与ε2成正比例关系, 而限制膨胀率ε2随UEA的掺量增加而增加, 所以, 我们通过调整UEA的掺量, 可以使混凝土获得不同的预压应力。
根据以上条件和设计要求, 我们确定普通部位膨胀混凝土掺10%～12%UEA;膨胀加强带部位混凝土掺量14%～15%UEA。混凝土配合比必须满足实际施工要求。
3.2 筏板膨胀加强带施工
3.2.1 混凝土浇筑方向
首先根据现场实际情况, 商品混凝土供应能力, 浇筑能力, 确定筏板混凝土浇筑方向。施工时浇筑采用斜向推进、分层连续浇筑方法, 膨胀加强带外掺12%UEA的C40、P8小膨胀混凝土, 浇筑到加强带时, 掺15%UEA的C45、P8大膨胀混凝土, 到另一侧时, 又改为浇筑掺12%UEA的C40、P8小膨胀混凝土 (见图2、3) 。
3.2.2 确定膨胀加强带的设置
膨胀加强带宽为2m, 两侧架快易收口网, 为防止混凝土压破快易收口网, 在上下层主筋之间点焊的双向钢筋加强网。
3.2.3 膨胀加强带处的浇筑方向
4台混凝土泵分组对向进行, 浇筑整个过程中, 每组中应保证1台泵退泵连续浇筑超长无缝筏板混凝土, 另外1台则机动配合塔吊吊斗进行膨胀加强带和墙体混凝土浇筑。
3.2.4 主要技术措施
⑴混凝土浇筑时, 注意严防其它部位混凝土进入膨胀后浇带内, 以免影响设计效果。浇筑混凝土前的润管砂浆必须弃置, 拆管排除故障或其它原因造成的废弃混凝土严禁进入工作面。严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位, 以免形成潜在的冷缝或薄弱点。对作业面散落的混凝土, 拆管倒出的混凝土, 润管浆等应吊出作业面外。
⑵在混凝土浇筑至膨胀加强带附近时, 应注意使振动棒插捣点与密目快易收口网保持距离不小于30cm, 并不得过振。
⑶膨胀加强带处混凝土采取塔吊吊斗吊运和混凝土输送管泵并用。加强带处超长无缝筏板混凝土浇筑在一侧混凝土浇筑完毕后进行, 墙体混凝土待该部位超长无缝筏板混凝土初凝后终凝前浇筑。膨胀带混凝土, 振捣棒可靠近密目快易收口网, 但不得碰撞。
⑷超长无缝筏板板面上的板面粗钢筋处, 容易在振捣后、初凝前出现早期塑性裂缝和沉降裂缝, 必须通过控制下料和二次振捣予以消除, 以免成为混凝土的缺陷, 导致应力集中, 影响温度收缩裂缝的防治效果。底板浇筑至标高后, 在终凝前用磨光机反复抹压多次, 防止混凝土表面的沉缩裂缝出现。
⑸膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥UEA混凝土的膨胀效能, 必须提高养护意识, 设立专职养护人员, 建立严格的混凝土养护制度。混凝土浇筑完毕后立即应保湿养护14d。混凝土收平后, 即应洒水润湿, 再用塑料膜严密覆盖, 盖麻袋一层。在养护期喷洒雾状保持环境相对湿度80%以上, 以减少混凝土干缩。
3.3 墙体膨胀加强带施工
为释放部分收缩应力, 在墙体施工中采用了“后浇膨胀加强带”的施工方法, 即以膨胀加强带为界, 分段浇筑掺12%UEA的C50、P8小膨胀混凝土, 养护28d后, 用掺15%UEA的C55、P8大膨胀混凝土回填膨胀加强带。后浇筑膨胀加强带可按照传统后浇带设置, 见图4。
在混凝土浇筑2d后, 松动模板1～2mm, 在墙体顶部设置花管淋水养护, 拆模后继续淋水养护至14d。
3.4 楼板膨胀加强带施工
楼板膨胀加强带用密目快易收口网隔开, 固定方法同筏板施工。浇筑时采用齐头并进、连续浇筑的方法, 膨胀加强带外用掺10%～12%UEA的小膨胀混凝土, 浇筑到加强带时, 用掺15%UEA的大膨胀混凝土, 到另一侧时, 又改为浇筑掺10%～12%UEA混凝土, 见图5。
4 实施效果分析
4.1 工程质量
按时施工前编制的详细可行性施工方案、技术交底、严格执行, 温度控制的结果表明, 混凝土内外温差未超过25℃, 实现了筏板混凝土浇筑的连续施工, 取得了超长无缝结构筏板混凝土浇筑的成功。目前地下室超长无缝结构筏板经试水未发现渗漏现象, 地下室结构已被质检站定为优良。
4.2 经济效益分析
本工程地下室至九层共计二十道膨胀加强带, 与楼层板同时浇筑, 省去保护后浇带而砌筑的砖墙及上面预制混凝土盖板, 同时省去后浇带的清理工作, 后浇带处钢筋加强部分亦省略, 每道膨胀加强带与板同时浇筑, 省略脚手架的后期搭设, 降低了工程造价。
4.3 工期对比
按常规设计要求, 每30～40m设一道后浇带, 等主体结构封顶一个月, 且月沉降量小于0.05mm后, 再回填膨胀混凝土, 将延长工期60d左右。本工程采用超长无缝混凝土结构后, 每楼层混凝土实现连续浇筑施工, 缩短了工期, 仅用了128d时间就完成了建筑面积42000m2的结构施工。
5 结语
超长无缝混凝土结构是以UEA补偿收缩混凝土为结构材料, 以加强带取代后浇带连续浇筑超长钢筋混凝土结构的一种新工艺。在本工程中, 对底板和楼板采用加强带取代后浇带, 证明采用超长无缝混凝土结构施工技术是一种有效的新型施工工艺, 有利于满足工程质量要求和建筑造型的要求, 简化了施工工序、缩短了工期, 降低了工程成本。
摘要：本文结合工程实例, 详细阐述了UEA混凝土在超长钢筋混凝土结构中的施工技术原理和应用, 并对膨胀混凝土加强带施工处理措施进行了深入分析探讨, 对其施工效果进行了简要评价。
关键词：超长混凝土结构,UEA混凝土,膨胀加强带,后浇带
参考文献
[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2002;北京, 中国建筑工业出版社, 2002
超长地下室结构 篇6
关键词：超长地下室,混凝土结构,后浇带,膨胀加强带
1 前言
裂缝不仅影响建筑物的美观, 更为严重的是它能引起渗漏、钢筋锈蚀, 进而影响结构的耐久性, 减少使用寿命, 甚至造成安全隐患。而且裂缝出现以后, 需投入大量的人力物力进行处理, 效果却往往并不理想。对于地下室工程, 其裂缝控制的要求和难度均较一般工程要高。地下室超长混凝土结构防裂的设计与施工应遵守“防、放、抗”相结合的原则, 并应符合节约资源和环境保护的要求。
当底板和外墙混凝土采用普通混凝土, 且底板和外墙厚度较大时, 干缩和温差均较大, 易产生裂缝。地下室防水混凝土构件的厚度不应小于250mm;地下室底板、外墙结构出现裂缝与干缩和温差有直接关系等防水混凝土构件混凝土强度等级不应低于C30, 不宜低于C40。
2 超长混凝土结构的定义
超长混凝土结构可定义为伸缩缝间距超过规范规定的最大问距的钢筋混凝土结构或伸缩缝间距虽然未超过规范限值但结构温差变化较大、混凝土收缩较大、结构竖向抗侧构件对楼屋盖约束较大的钢筋混凝土结构。
3 后浇带
超长混凝土结构应按下列要求设置收缩后浇带: (1) 后浇带应设置在因收缩变形或温度影响可能引起应力集中、结构构件产生裂缝可能性最大的部位; (2) 后浇带的最大间距宜为30~40m, 当采用补偿收缩混凝土时不应大于50m。
后浇带的构造应符合下列要求: (1) 后浇带的宽带宜为800~10000mm; (2) 后浇带应沿地下室底板、墙体、顶板连续封闭设置; (3) 后浇带可做成平直缝, 结构受力主筋可直通, 也可截断后搭接; (4) 后浇带宜设置在距支座1/3跨度处或受力和变形较小处; (5) 后浇带混凝土应在两侧混凝土龄期达到42以上浇筑, 当带外采用补偿收缩混凝土时龄期可适当减少, 但不宜少于28d。 (6) 后浇带混凝土的养护时间不得小于28d。
后浇带应做防水处理, 防水构造有三种, 分别是: (1) 用中埋式止水带防水; (2) 用外贴式止水带防水; (3) 用止水条防水。图1为后浇带采用背贴式橡胶止水带在实际工程中的应用。
4 膨胀加强带
超长混凝土结构宜采用补偿收缩混凝土, 当采用膨胀加强带时, 带外混凝土应采用补偿收缩混凝土。采用补偿收缩混凝土, 即每隔一定间距设置一条膨胀加强带 (与周围混凝土一起浇) , 在加强带混凝土中掺加一定数量的膨胀剂, 使其产生适度的膨胀, 并对其四周混凝土产生压应力, 以膨胀所产生的压应力来抵消四周混凝土收缩所产生的拉应力。膨胀加强带在混凝土硬化过程中产生膨胀作用, 由于四周受基础及相邻构件约束, 钢筋受拉, 混凝土受压, 达到应力平衡。这就是补偿收缩混凝土控制裂缝的基本原理。
由平衡条件得到如下方程:
又配筋率
则有
式中σC-混凝土预压应力 (MPa) ;AC-混凝土截面积;σS-钢筋拉应力 (MPa) ;AS-钢筋截面积;ES-钢筋弹性模量 (MPa) ;μ-配筋率 (%) ;ε2混凝土限制膨胀率 (即钢筋伸长率%)
从以上公式可以看出, σC与ε2成正比关系, 而限制膨胀率随膨胀剂的掺量增加而增加, 所以, 可以通过调整膨胀剂的掺量, 使混凝土获得不同的预压应力。根据以上分析, 对超长混凝土结构的裂缝控制可以通过对最大应力处给以相应的大的膨胀压应力与之对应, 以便混凝土收缩应力得到相应补偿。
膨胀加强带可代替部分或全部收缩后浇带, 其构造应符合下列要求: (1) 膨胀加强带的宽度宜为2~3m; (2) 膨胀加强带的设置部位宜与缩代替的收缩后浇带一致。
膨胀后浇带有连续式膨胀后浇带、间歇式膨胀后浇带和后浇式膨胀后浇带三种, 见图2, 图3, 图4尽管膨胀剂的使用可以延缓混凝土的开裂, 但它作用的发挥, 是受多种因素制约的, 如混凝土的限制膨胀率、所处环境条件和温度湿度条件, 以及掺量等。尤其是掺加膨胀剂的混凝土对养护的要求更高, 因为膨胀剂要吸水, 在早期养护不好时裂缝更易发生。
5 设计中预防裂缝的建议措施
超长混凝土地下室工程, 其裂缝控制的要求和难度均较一般工程要高。根据以上的分析, 我们在设计时可以采取以下预防措施来减少裂缝的产生: (1) 综合考虑该地区的施工状况及其他环境因素, 采用合理的结构形式和配筋, 在温度应力较大处适当加强配筋。 (2) 设置伸缩缝时, 应结合当地气候、温度条件和施工条件, 依照规范规定确定伸缩缝间距。 (3) 设置后浇带来增加伸缩缝间距时, 应明确说明后浇带中混凝土采用微膨胀混凝土, 以免后浇带混凝土的干缩在新老混凝土的连接处产生裂缝。同时, 要求后浇带留置过程中, 保证后浇带钢筋的连续与清洁, 避免由于此类因素产生裂缝。 (4) 超长地下室工程当采用设置后浇带的方法不设缝时, 应采用掺加膨胀剂的方法来抑制混凝土的早期开裂。在设计中, 应模拟施工条件进行验算, 对膨胀混凝土的限制膨胀率和膨胀剂的掺量进行说明, 同时应对施工养护进行严格说明, 保证混凝土不会产生裂缝。
6 结语
如何控制超长混凝土结构的裂缝, 尤其是超长地下室, 一直是设计面临的一个难题, 长期以来一直困扰着工程人员, 要克服这一难题, 在设计的过程当中, 我们就应该采取合理的、行之有效的抗裂措施尽量减少裂缝;在施工过程中, 材料的选取, 混凝土的生产技术等符合要相关抗裂规定只有设计和施工紧密结合, 才能有效的预防裂缝的产生
参考文献
[1]王铁梦, 工程结构裂缝控制.北京冲国建筑工业出版社, 1997
超长地下室结构 篇7
关键词：高层建筑,地下室,超长结构,无缝施工,膨胀加强带
随着现代建筑规模向体型更大结构更复杂的方向发展, 越来越多地出现超长结构, 按传统技术, 往往需留少则几条多至几十条的后浇带, 后浇带一般需经40～60d才能封闭, 给施工带来麻烦, 如处理不当容易影响到结构的整体性和防水性。地下室后浇带往往还出现钢筋锈蚀、渗漏等不良现象。随着超长结构混凝土无缝施工技术的运用, 用膨胀加强带和后浇加强带替代原来传统意义的后浇带, 减少了施工后期对后浇带保护、凿毛、处理这一繁琐的环节, 加快材料、设备的周转, 可以有效地缩短作业周期, 获得良好的技术经济效益。
1 工程概况
湖南某建筑工程用地面积为16820.36m2, 地下室一层, 地下室建筑面积12225.3m2, 地上建筑为3幢20层的高层住宅楼和1幢2层高的会所, 总建筑面积58782m2。现浇钢筋混凝土框架剪力墙体系, 建筑设计等级一级;防水等级为二级, 混凝土强度和抗渗等级为地下室底板C35、P8, 外墙C40、P8, 顶板C35、P8。
地下室底板平面尺寸为135.8×108.5m, 高层住宅楼位置基础为桩基 (人工挖孔桩) , 该位置底板按大承台设计, 厚度为2000mm。地下室其它位置基础为天然地基, 底板厚度为350mm, 地梁截面大部分为600×800mm。地下室结构设计平面被后浇带划分成12个大小不等的区块, 根据设计, 后浇缝混凝土浇筑时间为两侧混凝土浇筑后两个月。
若按原设计预留后浇带, 地下室底板需分为12块, 后浇缝总长约538m, 施工麻烦, 后浇缝的保护、清理与凿毛非常困难, 且工期长, 还可能留下渗漏隐患。考虑到近年来结构无缝施工有许多成熟经验技术和成功案例可循, 经多方考察论证, 并征得业主和设计单位同意, 决定采用补偿收缩混凝土超长钢筋混凝土结构无缝设计施工技术和结构自防水技术。
2 地下室结构施工技术方案设计
2.1 结构无缝设计施工方案
经设计单位同意, 将高层住宅楼大承台与其它底板之间后浇带变更为后浇加强带, 待两侧混凝土浇筑14d后进行填充封闭;将其后浇带变更为膨胀加强带, 膨胀加强带混凝土可与两侧混凝土连续浇筑。
依据后浇加强带的位置将底板划分为4个区进行组织流水施工, 4个区内的底板混凝土则采用无缝连续浇筑。
地下室结构平面图见图1, 图中白色为膨胀加强带, 阴影部分为后浇加强带。
2.2 底板结构自防水施工方案
地下室底板平面尺寸为135.8×108.5m, 除高层住宅楼位置承台厚2000mm外, 其余底板厚度350mm, 分布着286根抗浮锚杆。若施工防水层, 需处理的防水节点众多, 处理难度很大, 防水层实际作用效果难以保证。为节约成本, 缩短工期, 底板采用SY-G膨胀自防水混凝土, 抗渗等级达到设计要求P8, 可节省底板防水层。
2.3 地下室外墙
地下室外墙总长约490m, SY-G后浇加强带、SY-G膨胀加强带的设置与底板对应, 后浇加强带内两侧设止水钢板。与底板一样, 膨胀加强带可与两侧混凝土连续浇筑, 后浇加强带应在两侧混凝土浇筑完成14d后再填充。
为使外墙防水双保险, 在外墙外侧做1道涂膜防水层。
2.4 地下室顶板
地下室顶板SY-G后浇加强带、SY-G膨胀加强带的设置与底板对应, 考虑到顶板结构厚度较小 (180～250mm) , 受自然气候的影响较大, 要求膨胀加强带在两侧混凝土浇筑7d后再填充, 后浇加强带在两侧混凝土浇筑14d后再填充。
以上结构所设置的膨胀加强带和后浇加强带带宽均为2m, 地下室顶板上层钢筋在加强带两侧增配φ12@200构造加强钢筋, 分别伸入加强带两侧800mm。底板加强带两侧分别架设单层密目钢丝网 (8号钢丝, 孔径5mm) 并固定牢靠, 搭接长度不小于10cm, 钢丝网与底板筋要绑扎牢固, 并用竖筋φ14@200固定, 与底板上、下层钢筋点焊牢固。带两侧的上层钢筋沿施工缝用扎丝绑扎固定木条, 防止带两侧混凝土流进带内, 浇筑混凝土过程及时移除。外剪力墙和顶板膨胀加强带和后浇加强带两侧用普通铁纱网隔离, 铁纱网用扎丝与上下层钢筋扎牢。
由于后浇加强带需待两侧混凝土浇筑14d后再填充, 因此底板和外剪力墙后浇加强带节点处理与传统后浇带相同, 带内两侧需设置止水钢板。底板膨胀加强带和后浇加强带施工示意图 (详见图2、图3) 。
3 地下室超长结构膨胀加强带施工技术
3.1 原材料
水泥选用P.O42.5R水泥;细骨料选用中砂, 细度模数2.6, 含泥量﹤1%, 粗骨料选用破碎花岗岩碎石, 连续级配5～31.5mm, 含泥量<1%, 泥块含量、针片状含量等指标均符合规定;掺和料选用电厂生产的F类Ⅱ级粉煤灰, 细度、烧失量、需水量比等检验项目符合GB/T1596-2005技术要求;外加剂Ⅰ选用130RA缓凝高效减水剂;外加剂Ⅱ选用SY-G混凝土膨胀剂。
3.2 配合比设计
混凝土配合比依据60d强度进行设计, 地下室不同结构部位的混凝土配合比设计详见表1。
3.3 地下室施工技术措施
地下室混凝土施工, 特别是底板结构施工一次需求混凝土量大, 持续浇筑时间长。因此, 浇筑混凝土前: (1) 认真检查商品混凝土搅拌站的备料是否充足和各项原材料指标是否满足规范要求; (2) 充分考虑气候因素, 防止浇筑期间突降大雨导致施工中断和影响结构整体施工质量。
具体措施如下:
⑴浇筑混凝土前, 搅拌站应根据温度、湿度等气候条件和砂、石含水等具体情况, 在基准配合比基础上适当调整砂率和拌和水量, 以保证混凝土工作性能及质量。
⑵高层住宅楼底板基础承台厚度达2000mm, 属于大体积混凝土, 施工过程要严格按《大体积混凝土温控措施》进行温度测量和控制, 防止出现温差裂缝。
⑶当地下室底板特别是基础承台混凝土施工时, 采取坡度推进、分层覆盖的方式进行浇筑, 以保证前后浇筑混凝土能顺利搭接不出现冷缝, 基础承台分层浇筑厚度控制在500mm以内, 混凝土的振捣要密实, 做到不漏振、不过振。
⑷地下室混凝土一次浇筑量大, 每次浇筑应配备至少2台泵车和2个作业班组, 并做好后勤和应急保障工作, 以保证浇筑施工能持续、顺利进行。
⑸在底板和顶板施工过程中, 要做好混凝土面层的二次抹压工作, 以防混凝土表面开裂。
⑹地下室外墙厚度较小、混凝土标号相对较高且受外界气候影响较大, 若施工、养护不当, 易出现纵向裂缝。因此施工中应严格控制分层分段振捣密实, 对商品混凝土粗骨料要求采用粒径较大的级配碎石, 混凝土浇筑24h后要求将穿墙螺杆松扣后带模浇水湿润养护至少3d后方准拆模, 拆模后继续浇水养护至14d为止。混凝土结构浇筑完成后, 应按规范和施工方案做好温差控制和施工养护, 防止开裂。
4 地下室结构无缝施工效果分析
4.1 结构整体质量
工程实施后, 经检查验收, 整体结构未出现有害裂缝, 仅外墙少数穿墙螺杆位置和底板、顶板个别位置出现点状渗漏现象, 分析原因认为与养护初期混凝土受到扰动和局部混凝土密实度不足有关, 经采取堵塞措施后, 渗漏现象消除。
现场制作的混凝土强度和抗渗试块经养护28d后检测, 强度和抗渗指标均达到设计和规范要求。对现场进行实体强度回弹检测, 强度指标全数合格。
4.2 工程进度和投资
地下室应用无缝施工技术和SY-G补偿收缩混凝土结构自防水施工技术, 与常规方法相比, 消缝时间大大提前。根据采用无缝施工技术后实际施工耗时与常规施工总进度网络计划对比分析, 地下室施工工期68d, 累计节约工期约35d, 使得地下室结构和靠山体一侧的土方回填按计划提前完成, 给上部主体施工提供了良好的作业场地和安全保障, 节省底板一道防水层, 直接节约工程造价约55万元。
5 结语
当然, 无缝结构施工并不是绝对意义上的无缝, 而是采用膨胀加强带和后浇加强带替代了原来的后浇带, 因此对混凝土配合比设计、加强带位置的设置和加强带端部节点处理、模板支撑系统都应结合工程实体认真考虑。对施工过程质量控制尤为重要, 应事先制定严密的施工方案和技术措施, 施工过程按既定的方案和措施严格把关, 对于原设计结构设置的沉降后浇带, 更应结合地基基础型式谨慎对待, 不可滥用无缝施工技术, 以免结果适得其反。
参考文献
[1]李国胜.建筑结构裂缝及加固疑难问题的处理-附实例.中国建筑工业出版社, 2006
[2]混凝土结构设计规范 (GB50010-2002) .中国建筑工业出版社
谈地下室超长裂缝防治 篇8
1 地下室混凝土长裂缝产生的原因及影响因素
1) 温度裂缝。在水泥硬化的过程中水泥自身会产生水化热, 而地下室超长结构混凝土结构的表面积大, 混凝土表面的温度散失速度快, 在混凝土中容易形成不均匀的温度应力。在温度应力的影响之下就会在混凝土中形成表面裂缝或者内部裂缝, 这种温度应力形成的裂缝宽度一般在1 mm~4 mm之间, 严重时会形成贯通缝, 对结构的安全、稳定有着巨大的不良影响。究其主要原因是混凝土在凝固硬化的过程中内外温差大, 导致了混凝土的冷缩而形成裂缝。
2) 表面微裂缝。表面微裂缝在混凝土结构中是不可避免的一种微型裂缝, 这种裂缝一般存在于混凝土外表层, 一般情况下微裂缝在保护层范围以内, 深度不会太深, 通长情况下表面微裂缝不会形成贯通裂缝。影响此类裂缝产生的因素众多, 其中主要原因是混凝土凝结时向外部泌水水流通道所引起的细微裂缝, 其次是水泥水化引起自身体积缩小;在灌注混凝土时, 振捣不均匀, 不充分;混凝土中的粗骨料沉降不均匀;混凝土抹面后没有及时覆盖塑料薄膜养护或洒水养护过晚而失水;混凝土内部温度骤然发生变化, 混凝土内外温差较大等都可能导致这类裂缝的出现。
3) 干缩裂缝。干缩裂缝在混凝土结构中也是经常出现的收缩裂缝之一, 干缩裂缝的形成主要是由于混凝土自身特性所引起的。砂石骨料的体积收缩是十分有限的, 基本不会形成干缩裂缝, 而混凝土结构的整体收缩主要原因是水泥成分所导致的, 其整体的收缩量又有诸多因素影响:水泥品种、用量和搅拌混凝土时所使用的混凝土配合比。在一般的施工过程中, 收缩裂缝常常在水泥刚刚发生水化时就伴随凝结逐渐形成了, 在有模板接触的混凝土表面由于养护受到了模板的限制, 收缩裂缝受到了外部约束力而没有形成。混凝土浇筑完成4 d左右, 混凝土初期硬化, 也具有了一定的抗压强度, 收缩往往表现为混凝土的干缩。对于大多数混凝土结构而言干缩的形成时间区段与温度裂缝的形成时间几乎是同时开始并同时形成的;伴随着混凝土结构中自由水由于受到水化热影响转化为水蒸气逸出混凝土外, 混凝土内部产生一定的湿度梯度从而形成温度不均匀。根据干缩湿胀的原理, 湿度梯度同样也会形成湿度应力。在此时如果混凝土不能得到及时的养护与保温, 干裂就会逐渐加重, 混凝土结构的毛细孔内就会产生毛细收缩应力。湿度应力、温度应力和毛细应力几种不利因素叠加在一起就形成了混凝土表面的早期干裂现象。
2 在实际建筑施工过程中预防地下室超长混凝土裂缝产生的措施
1) 水泥品种的选择。选用水化热较低的水泥。这样的水泥在凝结过程中可以降低水泥自身发热量, 能有效的减少温度应力的大小, 从而减少裂缝开展的条件, 在实际施工中对同一部位、一次性浇筑的结构构件应尽量采用同一厂家、同一时期、同一规格的产品, 保持产品的稳定性, 使得混凝土整体温度变化趋于一致。
2) 骨料的选择。在实际施工过程中通过长时间的观测与研究对比发现, 地下室超长结构混凝土粗骨料宜选用粒径5 mm~35 mm的级配骨料, 对于所使用的粗骨料中针片状骨料的含量应严格控制不应大于15%, 对于细骨料的选用应采用细度模数在2.5左右的中粗砂。粗细骨料的选用要严格控制它们的含泥量, 粗骨料的含泥量不应大于1%, 细骨料的含泥量不应大于2%。
3) 外加剂的选择。在实际施工过程中, 外加剂的选择与用量的确认要与设计院联系确认, 谨慎做出决定。在地下室超长混凝土结构的施工过程中可选择加入一定量的粉煤灰, 粉煤灰作为一种活性材料也会起到一定的凝结固化作用, 与水泥机理相同, 从而降低水泥在凝结过程中产生的水化热, 而且粉煤灰的使用可以增加混凝土的整体塑性, 提高混凝土的抗裂能力;此外粉煤灰在凝结之后还可以有效的填充混凝土结构内部的细小空隙, 从而提高混凝土结构体的整体性。还应该关注的是加入粉煤灰后的混凝土结构中早期抗拉强度略有降低, 但混凝土的后期强度并不会降低, 反而有所升高。
4) 混凝土配合比的确认。在施工时配合比的选择要考虑施工所在地的实际特点和当地实际的使用需求、气候条件、建筑物周围环境, 是否掺入外加剂以及施工现场队伍的实际施工能力、经济技术条件。由实验室确认工程实际使用时的配合比。
5) 加强混凝土的振捣工作。在实际混凝土浇筑过程中, 应对新浇筑的混凝土部位进行二次振捣用以排除混凝土在初期凝结过程中因排水、散热而形成的空隙, 从而提高混凝土的整体性且减少了混凝土内部的孔洞。能够有效的减小内部微裂, 防止裂缝的融合扩大, 增加混凝土密实度。实际施工中进行二次振捣不仅可以防止混凝土的开裂还会对混凝土结构的强度有一定幅度的提高, 实际施工经验表明二次振捣后强度提高10%~20%左右。
6) 避免混凝土初凝后的扰动。混凝土在浇筑施工之前应仔细检查将要进行浇筑施工的模板, 确保其稳定性, 对于体型较大、较长的模板要设置中间支撑才可进行浇筑的施工作业。在浇筑完成后混凝土强度达到1 N/mm2~2 N/mm2前禁止人员在混凝土表面或模板上进行踩踏或施加额外的压力。在浇筑施工时还应注意的是要将混凝土输送管线架起, 避免输送管线架在模板上, 使模板产生振动。在浇筑完成的混凝土表面要覆膜保护, 在其上部还要加上1层~2层草帘, 加快混凝土的凝结。
7) 后浇带的设置。规范规定:“现浇混凝土框架结构室内的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距为55 m, 露天为35 m;现浇剪力墙结构最大间距分别为45 m, 30 m”。在超长结构混凝土施工时后浇带的设置可以有效的减少混凝土的开裂, 避免贯通裂缝的形成。后浇带的设置应在设计单位在设计时予以考虑, 提前确认后浇带的设计位置和宽度等。这项措施简单实用、易于实现, 在实际的施工过程中不必投入过多资源就可以起到较好的效果, 因此应当大力推广使用。
a.后浇带的位置确认。一般情况下, 地下室混凝土结构的后浇带应沿长宽方向各隔50 m设置一条, 后浇带的宽度80 cm。后浇带施工时, 要保证预留足量的自由伸缩量, 由于混凝土的收缩过程发生在混凝土凝结的早期, 在混凝土浇筑的60 d后, 对后浇带部分采用高一级标号混凝土进行填缝作业。因为两侧混凝土的约束作用, 后浇带内混凝土密实度可以提高, 且会增强与两侧先浇混凝土的结合, 提高了结构的整体性和耐久性。对于受力较小的梁板结构, 后浇带通常留置在梁板跨度的1/3处;留置后浇带时要使梁平行于后浇带以免梁截断太多。
b.后浇带做法。在设置有后浇带的施工部位要在后浇带两侧混凝土施工过程中提前留置钢筋网, 在后序后浇带施工时要清理两侧浇筑完成的接触面, 调整钢筋网再进行后浇带的浇筑作业。在后浇带两侧的混凝土浇筑时要预防两侧的混凝土在振捣的过程中涌入后浇带模板中;后浇带部位浇筑混凝土时要预先凿除原有的松散的混凝土颗粒, 并使两侧原有的混凝土形成凿毛状态, 有条件的要冲洗其表面, 用水泥浆抹面后浇筑后浇带。
8) 混凝土的温度监控。为预防和控制混凝土温度裂缝的发生, 养护时要对混凝土内部及混凝土内外温差进行定期的测量, 温度检查时应检测的重点是混凝土结构内外温差不应大于20℃。检测所用的测温探头应埋设于各阶段混凝土厚度的中点及混凝土表面5 cm之下;浇筑完成之后的前3天时间要每隔1 h进行一次温度观测, 3 d之后每隔2 h进行一次测温工作, 一般要持续7 d方可结束。在测试混凝土温度的同时也要对当地当天气温进行观测记录, 以形成对比参照。
3 结语
在超长地下室混凝土裂缝的控制中, 要从设计, 施工组织, 施工方法多方面着手, 认真分析施工实际环境, 采用对应的施工方法, 以确保混凝土施工的质量。地下室渗漏一旦出现, 将产生一系列复杂的后果, 因此预防裂缝的产生是非常重要的。
摘要：研究了在现代多高层混凝土建筑物中地下室现浇大体积混凝土结构形成的超长裂缝, 分析了温度裂缝、表面微裂缝、干缩裂缝等各种裂缝产生的原因, 针对其各种可能的影响因素提出了相对应的预防、治理措施, 以避免、减少裂缝的产生。