地下结构裂缝范文

地下结构裂缝范文（精选12篇）

地下结构裂缝 第1篇

1 材料缺陷

在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例, 从砼的性质来说大概有:

1.1 干燥收缩

研究表明, 水泥加水后变成水泥硬化体, 其绝对体积减小。每100克水泥水化后的化学减缩值为7~9ml, 如砼水泥用量为350kg/m3, 则形成孔缝体积约25~30L/m3之巨。这是砼抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。研究表明, 每100克水泥浆体可蒸发水约6ml, 如砼水泥用量为350kg/m3, 当砼在干燥条件下, 则蒸发水量达21L/m3。毛细孔缝中水逸出产生毛细压力, 使砼产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1~0.2%;砼的干缩值为0.04~0.06%。而砼的极限拉伸值只有0.01~0.02%, 故易引起干缩裂缝。

1.2 温差收缩

水泥水化是个放热过程, 其水化热为165~250焦尔/克, 随砼水泥用量提高, 其绝热温升可达50~80℃。研究表明, 当砼内外温差10℃时, 产生的冷缩值εc=△T/α=10/110-5=0.01%, 如温差为20~30℃时, 其冷缩值为0.02~0.03%, 当其大于砼的极限拉伸值时, 则引起结构开裂。

1.3 塑性收缩

砼初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发, 引起失水收缩, 此时骨料与水泥之间也产生不均匀的沉缩变形, 它发生在砼终凝之前的塑性阶段, 故称为塑性收缩。其收缩量可达1%左右。在砼表面上, 特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂, 宽度达1~2mm, 属表面裂缝。水灰比过大, 水泥用量大, 外加剂保水性差, 粗骨料少, 振捣不良, 环境温度高, 表面失水大等都能导致砼塑性收缩而发生表面开裂现象。

1.4 自生收缩

密封的砼内部相对湿度随水泥水化的进展而降低, 称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压, 因而引起砼的自生收缩。高水灰比的普通砼 (OPC) 由于毛细孔隙中贮存大量水分, 自干燥引起的收缩压力较小, 所以自生收缩值较低而不被注意。但是, 低水灰比的高性能砼 (HPC) 则不同, 早期强度较高的发展率会使自由水消耗较快, 以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC结构致密, 外界水泥很难渗入补充, 在这种条件下开始产生自干收缩。研究表明, 龄期2个月水胶比为0.4的HPC, 自干收缩率为0.01%, 水胶比为0.3的HPC, 自干收缩率为0.02%。HPC的总收缩中干缩和自收缩几乎相等, 水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知, HPC的收缩性与OPC完全不同, OPC以干缩为主, 而HPC以自干收缩为主。问题的要害是:HPC自收缩过程开始于水化速率处于高潮阶段的头几天, 湿度梯度首先引发表面裂缝, 随后引发内部微裂缝, 若砼变形受到约束, 则进一步产生收缩裂缝。这是高标号砼容易开裂的主要原因之一。

1.5 减水剂的影响

人们发现, 自20世纪80年代中期推广商品 (泵送) 砼以来, 结构裂缝普遍增多, 这是为什么呢?除了与砼的水泥用量和砂率提高有关外, 人们忽视了减水剂引起的负面影响。例如过去干硬性及预制砼的收缩变形约为4~610-4, 而现在泵送砼收缩变形约为6~810-4, 使得砼裂缝控制的技术难度大大增加。研究表明, 在砼配合比相同情况下, 掺入减水剂的坍落度可增加100~150mm, 但是它与基准砼的收缩值相比, 却增加120~130%。所以, 在《砼减水剂》规范GB138076-97中规定掺减水剂的砼与基准砼的收缩比135%。研究表明, 掺入不同类型的减水剂砼的收缩比是不相同的, 一般是:木钙减水剂>萘磺酸盐减水剂>三聚氰胺减水剂>氨基磺酸减水剂>聚丙烯酸减水剂。这说明商品砼浇筑的结构开裂机率大与减水剂带来负面影响有关。其机理尚不清楚。

以上是从水泥砼物理化学特性分析其各种收缩现象, 早期塑性收缩会导致结构出现表面裂缝, 砼进入硬化阶段后, 砼水化热使结构产生温差收缩和干燥收缩 (包括自干收缩) , 这是诱发裂缝的主要原因。近十年大量使用商品砼开裂增加, 除与单方砼水泥和掺合料用量增加外, 减水剂增加砼收缩值变形的负面影响也是一个重要因素。

2 设计问题

钢筋砼结构是由砼和钢筋共同承担极限状态的承载力, 结构设计师根据地基情况, 静、动荷载、环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝, 这里不作讨论。从国内外有关规范可知, 对结构变形作用引起的裂缝问题, 客观上存在两类学派:

第一类, 设计规范规定很灵活, 没有验算裂缝的明确规定, 设计方法留给设计人员自由处理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的实际处理手法。

第二类, 设计规范有明确规定, 对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制。对于变形裂缝没有计算规定, 只按规范留伸缩缝, 即留缝就不裂的设计原则。

大量工程实践证明, 留缝与否, 并不是决定结构变形开裂与否的唯一条件, 留缝不一定不裂, 不留缝不一定裂, 是否开裂与许多因素有关。我们认为, 控制裂缝应该防患于未然, 首先尽量预防有害裂缝, 重点在防。我国结构工程向长大化、复杂化发展, 砼设计强度等级向C40~C60发展, 设计师多注重结构安全, 而对变形裂缝控制考虑不周, 这也是结构裂缝发生增多的原因之一。

3 施工管理问题

砼配合比设计是否科学合理, 水泥与外加剂是否相适应, 砂石级配及其含泥量是否符合规范要求, 砼坍落度控制是否合理, 这些都影响到砼的质量及其收缩变形。

砼浇筑震捣不均匀密实, 施工缝和细部处理马虎, 会带来结构开裂的后患;过震则使浮浆过厚, 抹压又不及时, 则砼表面出现塑性裂缝, 十分难看。

边墙拆摸板过早 (1~3d) , 砼水化热正处于高峰, 内外温差最大;砼易“感冒”开裂。

砼养护十分重要, 但许多施工单位忽视这一环节, 尤其是墙体和柱梁的保温保湿养护不到位, 容易产生收缩裂缝。某些露天构筑物尽管当地湿度很大, 但由于吹风影响, 加速了砼水分蒸发速度, 亦即增加干缩速度, 容易引起早期表面裂缝。这也许是夏季比秋冬季, 南方比北方出现结构裂缝较多的原因。

从已建工程调查中发现, 底板养护较好, 出现裂缝概率较低, 而底板上外墙裂缝概率很高约占80%, 这与保温保湿养护不足有很大关系。

除上述技术因素外, 施工管理不严, 赶进度, 偷工减料, 工人素质差, 施工马虎等也是造成结构裂缝的人为因素。

4 对维护缺乏认识

我们发现不少结构是在浇筑完3~6个月, 甚至在1~2年内出现裂缝。除荷载问题外, 主要是环境温度和风速引起的收缩变形所致。有些地下室不及时复土;上部结构不及时做好封闭;出入口长期敞开, 屋面防水层破坏不及时修补等。这些与施工和业主对结构维护缺乏认识有关。钢筋砼结构与其他物件一样都存在“热胀冷缩”的特征, 尤其超长结构更为明显, 所以, 应重视已浇结构的保温保湿维护工作。

摘要：本人根据长期的科学研究和大量工程实践, 提出钢筋砼结构裂缝控制和防水一些新技术, 供工程界参考, 不妥之处请指正。

地下室外墙裂缝原因分析(精辟) 第2篇

二、裂缝成因分析

（一）设计方面

1．墙体配筋可能存在不合理的情况。在混凝土中进行细而密的配筋，钢筋将约束混凝土的塑性变形，提高混凝土的抗裂能力，如果钢筋直径过粗，起不到对混凝土的约束作用，往往产生裂缝。

2．“后浇带”设置可能存在不合理情况。后浇带是施工期间保留的临时性混凝土收缩变形缝，是一种特殊的施工缝，设置后浇带可以取消结构中永久性的伸缩缝，是解决超长混凝土收缩变形的重要措施。如果后浇带设置间距过大，容易引起混凝土开裂。

（二）混凝土自身方面方面，地下室外强出现裂缝，从混凝土方面来说主要是混凝土的自身收缩而引起的，其收缩主要有以下几方面：

1、塑性收缩裂缝

混凝土在初凝前由于水分蒸发，内部水分不断向表面迁移，形成混凝土在塑性阶段体积收缩。一般混凝土的塑性收缩约为1%，坍落度大的混凝土则可达2%。当施工时温度高，相对湿度较低时，混凝土内部水分向表面迁移供应不上蒸发量 的情况下，表面失水干缩受下面凝土的约束，会出现不规则的塑性收缩裂缝。这种塑性收缩裂缝在混凝土初凝前，二次振捣(压抹)可以愈合，但是如果不及时处理，可能发展为贯通性有害裂缝。

2、水化收缩及自干缩裂缝 水泥在水化反应过程中，会产生水化收缩。硅酸盐水泥的水化收缩量约为1%一2%。水化收缩在初凝前表现为浆体的宏观体积收缩，初凝后则在已形成的水泥石骨架内生成空隙。水泥在继续水化过程中不断消耗水分导致毛细孔中自由水减少，湿度降低，外部养护水供应不充分的情况下，内部产生自干燥现象。由于自干燥作用导致毛细孔内产生负压，引起混凝土自干燥收缩。由于一般混凝土的水胶比较高所以比较少发生自干燥收缩。

3、温差胀缩裂缝

混凝土浇注后，水泥的水化热使混凝土内部温度升高，一般每100kg水泥可以使混凝土温度升高1O℃左右，加入混凝土的入模温度，在2—5d内，内部温度可达50℃一80℃，而混凝土的线膨胀系数约为10×10-6/℃。试验表明，在标准环境下，混凝土温度和环境温差于25℃时，即出现肉眼可见的温差收缩裂缝。

4、干燥收缩

地下室钢筋混凝土外墙开裂主要是由于混凝土在硬化以后，内部的游离水会由表及里逐渐蒸发失水，导致混凝土由表及里逐渐产生干燥收缩。在约束条件下，收缩变形量导致的收应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土出现由表及里的干燥收缩裂缝。干燥收缩包括发生在开始阶段不可逆收缩和再潮湿后的体积膨胀，后期干燥时发生的可逆收缩。影响混凝土干燥缩的因素有：水灰比、水化程度、养护温度、含水量、水泥含量、构件厚度与体积和表面积之比、相对湿度、干燥 速率、干燥时间等，而地下室外墙拆模后(一般为2—3d)，虽然进行浇水养护，但由于受到现场条件的限制，不可能做恒温恒湿进行养护，而只能采用浇水进行 养护，因此混凝土外墙的干燥及收缩在所难免。同时由于地下室外墙混凝土体积和表面积之比较小(厚度较小)，从而导致干燥速度快、时间短；通过观察发现，地下室外墙混凝土收缩开裂大多数均发生在浇筑后的15d内，裂缝主要集中在墙高1／2处向上下扩展，根部及顶部几乎没有。沿墙长每2~3m一道。

（三）施工方面

1．养护可能不当。混凝土早期失水，造成混凝土干缩裂缝；忽视补偿收缩混凝土的养护；冬季混凝土养护保温、保湿、测温不当。导致混凝土内外温差超过标准要求，而导致混凝土温差胀缩裂缝

2．拆模时间过早。一方面造成墙体不能带模养护，形成干缩裂缝；另一方面，由于拆模过早，扰动穿墙螺栓，使得穿墙螺栓处形成渗漏。

3．混凝土浇筑方法不当，上返梁浇筑方法不当；竖向、水平结构同时浇筑时，连接部位浇筑不当;钢筋密集及预留管道部位振捣不密实。4．钢筋处理不当。扎丝接触模板；迎水面保护层不够；钢筋直接接触垫层。

三、外墙裂缝的预防措施

地下室外墙裂缝的控制，主要从设计、混凝土配合比优化、施工三方面来考虑。单从混凝土配合比来说，主要措施是尽可能的减少混凝土的收缩，我们将在后期采取以下措施尽可能减少混凝土的收缩

1、水泥。减少收缩宜用低水化热、铝酸三钙含量较低、细度不过细，矿渣含量不过多的水泥。2014年1月18日施工使用的水泥为冀东P。O42.5R水泥，该水泥为早强型水泥，早期强度较高，比较实用冬季施工的混凝土，但可能不太适用于该工程的超长，较厚的地下室外墙施工，我们将在后期将水泥换为P。O42.5水泥，普通硅酸盐水泥早期强度相对较低，细度也相对合理，可有效减少由于水泥水化而产生的收缩。

2．砂、石。宜用中、粗砂，含泥量不大于2%;宜用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不大1%的碎石或卵石。我们将在后期增加山碎石的用量，并严格控制砂、石含泥量。3．掺用粉煤灰替代部分水泥，以降低水泥水化热温升。实践证明，每降低10 kg水泥用量，水泥水化热将减少1℃。在冬季施工混凝土配合比水泥用量较高，而粉煤灰的用量较低，这不利于混凝土的体积稳定性，在常温施工后我们将调整混凝土配合比，可较大幅度的降低水泥用量，提高掺合料的用量，减少混凝土的早期收缩。

4、与施工单位沟通协商，在保证施工的情况下竟可能的降低混凝土的坍落度及砂率，可有效减少混凝土的塑性收缩。

5．在常温施工时我单位将掺加缓凝型减水剂，减少混凝土用水量，同时延缓混凝土的早期水化，较少温差裂缝的产生。

（三）施工方面建议

1、钢筋的间距、尺寸、保护的厚度要严格按设计和规范要求加以控制，外墙内外层钢筋之间用方箍加以支撑，纵横向钢筋采用每点绑扎；

2．严格控制混凝土施工质量，尽量降低不均匀性。除控制混凝土制备和运输中的质量外，还要注意混凝土浇筑时防止离析、振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。混凝土浇筑时，布料厚度控制在60cm左右，下料高度不超过3m，振动时要快插慢拔，暗柱和暗梁处仔细振捣；

3．根据测温记录和气象预报确定拆模时间，保证混凝土内外温差不超过25 ℃，温度陡降不超过10℃，拆模后应注意覆盖和及时养护。

4．外墙混凝土的养护。外墙拆模时间不宜过早（适当延长拆模时间），可采用带模浇水养护。模板拆除之后，可在墙体顶部架设喷淋管与墙体螺栓扎牢丸持续浇水养护，养护时间不少于14d。模板拆除后，也可在墙两侧覆挂麻袋或草帘等覆盖物，连续喷水养护。及时做好施工防水层和土方回填，以利于混凝土后期强度增长，对混凝土抗裂大有好处。

地下结构裂缝 第3篇

【关键词】超长地下室；混凝土结构；裂缝；控制措施

建筑工程中，特别是超长地下室混凝土结构的裂缝较为普遍，裂缝的类型也很多，但按成因基本可归结为由外荷和变形引起的两大类裂缝。随着建筑向大型化和多功能发展，而城市土地资源稀缺，向地下及空中发展成为必然趋势，超长（即超过温度伸缩缝间距）地下室不断出现，混凝土强度等级的提高，施工中泵送混凝土工艺的应用，使超长混凝土结构中出现的各种裂缝有逐渐增多的趋势。根据作者多年的工作经验和体会，就超长地下室产生裂缝的类型和原因进行细致分析，并就如何避免产生这些裂缝提出一些具体措施，为设计和施工人员提供参考。

一、超长地下室混凝土结构产生裂缝的原因分析

在超长地下室结构中产生裂缝的主要有以下几种：沉降不均产生的裂缝、非结构变形产生的裂缝、施工产生的裂缝等。

1.设计方面原因

在设计过程中很多设计师都很严格按照承载能力的极限状态设计，但对混凝土结构适用性设计重视不够，结构适用性设计包括正常使用极限状态设计和性能化设计，正常使用极限状态设计是为了确保结构不产生超过正常使用状态的变形、裂缝及耐久性、振动以及其它影响使用的极限状态重视不够。裂缝产生的原因主要是变形作用，如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等多因素，统称为变形作用引起的裂缝问题，此类裂缝几乎占全部裂缝的80%以上。当这种温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。

混凝土结构的适用性设计应包括三项设计目标：

（1）在构件变形的计算时，考虑特定情况的不利因素；

（2）保障建筑的做法、围护结构、装饰装修及设备设施等不出现明显的损伤；

（3）非荷载作用的影响。

上述三个方面是造成混凝土结构裂缝的主要原因。

2.材料方面原因

混凝土中水泥用量越大，含水量越高，表現为水泥浆量或含胶浆量越大，坍落度大，收缩越大。水灰比越大，收缩越大。混凝土拆模过早表面早期会大量失水。高强度混凝土徐变小，应力松弛低，脆性高并容易引起开裂。暴露面越大，包罗面越小，收缩越大。水泥品种不同收缩大小不同，故应根据结构厚度及特点选择水泥品种。砂岩作骨料时收缩大幅度增加，应避免使用。粗细骨料中含泥量越大收缩越大。早期养护时间越长，收缩越小。骨料粒径越粗，收缩越小，骨料粒径越细，砂率越高，收缩越大。水泥活性越高，颗粒越细比表面积越大，收缩越大。超细掺合料具有相同性质。大掺量高性能混凝土的早期塑性收缩和自生收缩较大，易引起开裂。外加剂掺合料选择不当可增大收缩。中低强度混凝土尽可能采用普通减水剂和中效减水剂，也可用掺量较少的聚羧酸高效减水剂，它的收缩较小，减水效果较好。不宜采用吸水率大的骨料及掺合料（骨料可以预先湿润）。注意水泥净浆收缩远大于砂浆，砂浆收缩远大于混凝土，严格控制混凝土的均匀性。

3.环境方面原因

风速较大，收缩越大，注意高空现浇混凝土的收缩问题。养护时尽量采用喷雾，效果较好。环境温度越高，收缩越大；停工暴露时间越长收缩越大。封闭或开敞环境中的裂缝程度取决于环境温湿度变化。及时回填土对混凝土的裂缝控制及防水都十分重要。环境湿度越大，收缩越小，环境温度越高，越干燥，收缩越大。

4.施工方面原因

由于施工方法不当，控制措施不到位，养护不及时养护时间不够，以及施工扰动都会造成混凝土裂缝。在浇筑时入模温度较低，水化温升，里表温差及降温速率大。收缩和环境降温同时发生，对工程更为不利。振捣时，特别是在梁板（或墙板）交接处，超振引起离析和大量泌水。泌水量大，表面含水量高，表面失水过快，早期收缩越大，表面容易产生裂缝。楼板浇筑后立即喷雾，二次压光，覆盖塑料薄膜，加强潮湿养护对控制早期塑性裂缝很有益处。

二、超长地下室混凝土裂缝的控制方法

1.设置结构温度伸缩缝、沉降缝

根据现行《混凝土结构设计规范》，为避免结构由于温度收缩应力引起的开裂，采取永久式伸缩的方法。伸缩缝允许间距为30～55m（室内或土中长墙、剪力墙结构及框架结构），露天条件下为20～35m。规范的附注中又明确指出：如有充分依据和可靠措施时，上述规定可以增减。

2.后浇带的有效作用

后浇带是指现浇整体钢筋砼结构中，在施工期间保留的临时性温度和收缩变形缝，着重解决钢筋砼结构在强度增长过程中因温度变化、砼收缩等产生的裂缝，以达到释放大部分变形，减小约束力，避免出现贯通裂缝。后浇带应设在对结构无严重影响的部位，即结构构件内力相对较小的位置，通常每隔30-40一道，缝宽70-100CM。建议具体工程应结合建筑物长度、气候环境特点综合考虑，一般应控制在30m左右。填充封闭时间不宜过短，以能将总降温及收缩变形进行一半以上的时间为佳，从目前混凝土的收缩量来看，估计3～6个月方能取得明显效果，最短不少于45d。

3.设置膨胀加强带

由于普通混凝土存在收缩导致开裂破坏，结构设计一般是以设置临时性收缩变形缝的方法释放大部分收缩应力，经过一段时间后再以较大膨胀量的混凝土回填此缝。膨胀加强带的技术原理是在带内混凝土中掺加适量膨胀剂，通过水泥水化产物与膨胀剂的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和临位混凝土的约束下，在钢筋混凝土中产生一定的预压应力，使结构的收缩拉应力得到大小适宜的补偿，从而达到防止混凝土结构开裂破坏的目的。

4.增加钢筋配置量及附加构造配筋

混凝土结构的设计可采取增加钢筋的配置量，减小钢筋的间距和减小每排钢筋的间距等措施，预防厚度较大构件出现水化热温降裂缝。

构造配筋应细而密，楼板钢筋宜采用φ8-φ12间距120-150mm，双向对拉。楼板中电缆线管置于截面中部，转角区及应力集中部位应用钢筋网片加强。构造配筋直径过大或过密则会增加混凝土自约束拉应力，对于板墙，应当把水平构造钢筋配置垂直受力筋外边。预应力结构加强非预应力配筋，应发展部分预应力混凝土结构。大体积混凝土不宜采用预应力方法控制温度收缩应力，遇有保护层过厚的结构应增设钢筋网。

5.采用跳仓法施工

跳仓法是充分利用了混凝土在5到10天期间性能尚未稳定和没有彻底凝固前容易将内应力释放出来的“抗与放”特性原理，它是将建筑物地基或大面积混凝土平面机构划分成若干个区域，按照“分块规划、隔块施工、分层浇筑、整体成型”的原则施工，其模式和跳棋一样，即隔一段浇一段。相邻两段间隔时间不少于七天，以避免混凝土施工初期部分激烈温差及干燥作用，这样就不用留后浇带了。

跳仓法施工：底板分段长度不宜大于40m，侧墙和顶板分段长度不宜大于16m。跳仓间隔施工的时间不宜小于7d，跳仓接缝处按施工缝的要求设置和处理。

三、结语

裂缝在超长混凝土结构中较常见且日趋增多，由于该裂缝的危害性及规范的局限性，设计人员及施工人员均应予以足够重视。对超长地下室混凝土结构裂缝采取“放”和“抗”相结合的措施是减轻超长混凝土结构裂缝比较有效的途径，但其中一些措施主要基于设计概念和定性分析，如何通过进一步的定量计算及实验验证，尚需做深入工作，具体工程在采用时应根据其各自特点，进行优化设计，制定出科学合理的技术保证措施，减少裂缝产生，确保工程质量。

参考文献：

浅谈地下结构裂缝渗漏处理 第4篇

混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用过程中,当发生温度、湿度变化、地基不均匀沉降时,极易产生裂缝。

1.1 材料质量材料质量问题是引起构件裂缝较常见的原因之一。

1.2 结构受荷

结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。如:拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。在钢筋混凝土设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2~0.3mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许开裂的构件上出现裂缝,则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。

1.3 设计构造

结构构件断面突变或开洞、留槽引起应力集中;构造处理不当以及各种结构缝设置不当等因素及容易导致混凝土开裂,形成裂缝。

1.4 温度变形

混凝土是具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。

1.5 地基变形

在钢筋混凝土结构中,造成开裂主要原因是建筑物、构筑物不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的。

1.6 施工工艺方面

(1)混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度,当混凝土的均匀性和密实度达不到要求,极易引起裂缝。(2)水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。(3)模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。(4)混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。

1.7 徐变

混凝土徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也很常见。据文献记载受弯构件截面混凝土受压徐变,可以使构件变形增加2~3倍;预应力结构因徐变会产生较大的应力损失,从而降低了结构的抗裂性能。

2 稳定结构裂缝的处理

所谓稳定结构裂缝,根据成因主要是混凝土材料缺陷、施工工艺不当、结构设计等原因造成的裂缝,此类结构裂缝的产生以后相对稳定,不会随着时间的推移而发展,或者发展的速度可以忽略不计。由此产生的结构裂缝造成的地下结构渗漏处理,往往采用刚性防水的措施,主要材料为水不漏、建筑胶、膨胀剂、速凝混凝土等。

由于该类结构裂缝相对稳定,采用刚性堵漏抗渗的方法相对快捷有效,处理过程中找到渗漏源头,在构件的裂缝长度范围内凿出一道凹形槽,深度一般要求不破坏结构安全为宜,开槽的要求直行槽或者口小内大,在填入堵漏材料前应将所开凿的槽进行冲洗,以保证堵漏材料与混凝土有效结合。堵漏工程中带水作业,要注意施工中降水或者加引流管,一些裂缝一般情况下不易被发现,再降水结束或者结构注水实验中才被发现,处理该类裂缝时,如果出现大面积地下水渗漏的现象,应该先降水,如果局部的点出现渗漏,则采用添加导流管的办法进行处理。

3 发展或者是反复结构裂缝的处理

发展或者反复的结构裂缝的处理,是有一定的技术难度的,从成因上来说,是由于结构设计、地基失稳、温度变化、荷载反复等原因造成的,如一些储料场的地下反料通道,材料是被反复堆积和搬运的,这样的工程就容易产生反复发展的结构裂缝。

发展或反复的结构裂缝在处理前,应从裂缝的位置来判断是否要结构补强,如果裂缝产生在结构受力主要的部位,特别是混凝土的受拉构件上,长期的发展或者反复易造成结构破坏,则应在处理裂缝以前应先结构补强后裂缝处理,结构补强当前比较成熟的方法有植筋法、沾钢法、粘碳纤维(高强)等。

对于发展和反复结构裂缝抗渗处理,宜采用柔性防水的方法,主要的柔性防水材料有高聚物改性沥青、丙纶布、化学注浆剂等。

施工时应区分结构外堵漏和结构内部堵漏。对于地下工程,在土方回填以前进行堵漏处理最为行之有效,采用柔性防水卷材就能够满足要求。而对于土方回填后或者是在结构的底板上产生的发展反复的结构裂缝,处理难度较大,不稳定的结构裂缝对刚性防水的破坏作用是很大的,易造成防水堵漏的失败,可采用柔性防水的方法进行堵漏处理,如果压力在外部不能从水源上堵漏,则防水卷材也不能用。

由内向外的堵漏方法最好采用压力注浆法,对于地下水丰富的地方,渗漏易造成地下空斗,首先应采用压力注浆机向裂缝地下周围注水泥浆,起到隔离水源补强地基的作用,待水泥浆注射完毕基本稳定后裂缝采用注化学注浆剂进行堵漏,防止反复加载对刚性混凝土浆的破坏而造成的再次渗漏。

4 防治措施

结构裂缝的防治应当从施工开始,根据不同的成因进行针对性的防止,从设计入手,优化设计超前考虑防止裂缝的产生及对不可避免的裂缝的防止;重视施工工艺,在施工过程中过程控制是关键,因为很多不确定的因素就产生在施工阶段,要认真把握好施工工艺关,强化工序控制,结构裂缝与裂缝处理做好超前预控,则是防止结构裂缝重要工作。裂缝的产生与控制都应在过程中进行的,任何事后的处理措施即使有效在经济上也是一种额外付出。

5 结语

地下结构裂缝 第5篇

作者：本站 来源：网络 发布时间：2006-9-23 21:30:00 发布人：admin 摘要：结合工程实践，通过对地下室砼开裂的原因进行了分析，提出各种处理措施。

关键词：地下室 事故处理

近年来地下空间的开发利用逐渐普遍，由于功能要求，地下室往往面积大，体量大，超过设置伸缩缝的最小间距。地下室砼因裂缝导致渗漏水的现象非常严重，有的甚至影响到建筑物的使用功能和安全。

一、开裂情况：

地下室侧壁开裂的情况比较多，裂缝宽度小于0.5 mm、间距1—4m、长度有的贯通墙壁全高，侧壁两端附近裂缝较少，中部附近较多。

裂缝往往在砼浇筑的60天之内出现，随着时间的推移裂缝数量增多，部分裂缝加宽。尤其是在进入冬季气温骤变的时候。

二、裂缝原因分析：

1、直接原因：

砼结构裂缝产生的原因比较复杂，概括起来有两类原因，一种由外荷载引起的，因结构承载力不足而发生变形，另一种是结构因温差，收缩徐变，不均匀沉降等因素引起。据统计，在工程实践中，由后者（变形荷载）引起的裂缝约占80-85%，地下室砼裂缝大多数属于后者。

砼在浇筑后，由于水泥的水化作用，释放大量的水化热，因为砼构件表面与构件截面中部温差超过25℃就引起砼内部裂缝，构件表面温度和周围空气温差超过25℃，就引起构件表面裂缝。砼浇筑后温度提高，砼初期体积有微膨胀作用，以后温度下降体积急剧收缩。砼除了温度收缩外，还有较大的化学收缩和干燥收缩，砼早期（10天-15天）极限拉伸很低，这造成砼的早期裂缝。因砼的收缩，较高的弹性模量和早期低徐变，会使砼内部产生较大的拉应力，超过砼的极限拉伸，则是造成砼后期裂缝的主要原因。

砼在浇筑一个月左右，完成收缩40%。60天内完成收缩65%，20年后完砼收缩的98%。砼的收缩变形是一个初期大，以后逐渐减少的过程。

2、间接原因： 边界条件如地基和侧面土对砼构件的变形约束作用，砼构件的刚度差异，使砼变形不协调。

侧壁砼浇捣时地板刚度大，受到地板的刚度约束，早期形成压应力，后期砼温度下降，产生拉应力，当拉应力大于钢筋的抗拉强度时则出现裂缝。

砼变形与限制膨胀条件有关。当气温上升时，地板和底板砼因为温度升高而向外膨胀，侧壁和地板相互约束，在侧壁的外侧形成垂直裂缝，当地板和顶板受冷收缩时，侧壁内侧形成垂直裂缝。由于侧壁在边角部分受到的变形量比中部大，同时纵横侧壁的相互约束，因而侧壁两端附近裂缝小，中部附近裂缝多。

侧壁内有柱时，由于截面突变，刚度有差异，侧壁的变形受到柱的约束，往往产生应力集中，在离柱子1∽2m的墙体上易出现纵向收缩裂缝。

三、控制裂缝的措施

根据《砼规》，现浇钢筋砼地下室墙壁最大间距为20m（室外）、30m（室内或土中），而又同时说明了对下列情况，如有充分依据和可靠措施，伸缩缝最大间距可适当加大；

① 砼浇筑采用后浇带分段施工。② 采用专门的预应力措施。

③ 采取能减少砼温度变化或砼收缩的措施。

当增大伸缩缝间距时，尚应考虑温度变化和砼收缩对结构的影响。

伸缩缝虽然是根本解决砼收缩裂缝的措施，也有许多缺点，主要是造价高，地下室不能连成整体，影响功能，伸缩缝的防水处理比较麻烦，防水效果并不理想，同时近几年来超长砼结构的无缝设计与施工技术不断实践与发展，且有许多成功的工程应用，取得良好的效益。

采取的主要措施有以下这点：

1、补偿收缩砼

即在砼中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。例如用UEA膨胀剂，以10~20%等量取代水泥，拌制成补偿收缩砼，其限制膨胀率ξ2=0.02~0.05%，按公式α=µESξ2，可在砼中建立0.2~0.7MPa的预压应力，从而抵制砼在硬化过程中全部或大部分拉应力，以砼的膨胀值减去砼的最终收缩值的差值大于或等于砼的极限拉伸即可控制裂缝:ξ2–Sm≧ξp,使砼结构不裂。

2、膨胀带

由于砼中膨胀剂的膨胀变形不会与砼的早期收缩变形完全补偿，为了实现砼连续浇注无缝施工而设置的补偿收缩砼带，根据一些工程实践，一般超过60m设置膨胀加强带。

膨胀带要求设置在砼收缩应力发生最大部位，一般地板和侧墙长度方向的中间位置。对于超过普通砼伸缩缝设置间距的超长砼结构，要进行连续无缝施工可设置多条膨胀加强带。

作用：①膨胀加强带砼的设计强度常比相邻的砼设计强度提高5MPa-10MPa，从而提高膨胀加强带砼的抗拉强度，防止砼在此部位开裂。

② 膨胀带内砼的膨胀剂应比带外其它砼掺量高一点，产生较大膨胀，而两侧砼的膨胀率较小，形成中部大两边小的膨胀区，从而补偿相应的收缩曲线，使任意长度可以不设伸缩缝。

做法：膨胀加强带宽2-3m，带的两侧布置中5mm的密孔钢丝网，将带内砼和带外砼分开，为的是不让砼中石子通过，钢丝网垂直布置在上下层（或内外层）钢筋之间，网两端分别绑扎在钢筋上。

膨胀带内增设10%水平温度加强钢筋。与膨胀带方向垂直布置，两端伸出膨胀带2m各与上下层（内外层）钢筋固定，配筋直径减小，间距加密。

由于设置膨胀带主要是为了避免砼早期收缩变形，故膨胀带的保留时间可为10—15天，这比传统后浇带缩短30天的工期。满足工程连续无缝设计施工的要求。

3、后浇带

后浇带作为膨胀加强带一样作为砼早期短时期释放约

束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛任用。

根据文献②：结构长度是影响温度应力的因素之一，但只在一方范围对温度收缩应力较为显著，因此设置后浇带是“先放后抗、以放为主”的主要技术措施。后浇带的设计做法也各不相同。尤其是带内钢筋是否断开，有的不但钢筋连续，还做加强筋连接。带的宽度具体多少为宜各不相同，笔者认为：

① 尽量减少穿越后浇带钢筋的总量，以尽可能释放砼的收缩应力。对于楼板内钢筋和侧壁，由于焊接或搭接施工比较方便均应作断开处理。由于梁钢筋连接焊接等施工比较困难，可以留一部分连续钢筋，尽量切断梁腹纵向钢筋和梁顶纵筋截断，保留梁底钢筋连续贯通。

② 后浇带宽度内钢筋抗拉刚度EAs远比后浇带两侧砼的抗拉刚度EA小，拉伸变形将主要由后浇带宽度范围内的钢筋提供，对于钢筋全部截断的后浇带，理论上宽度仅有100mm就可以了，为施工方便常取800-1000mm,但对于钢筋连续的后浇带，尽可能增大后浇带的宽度。

③ 后浇带保留时间为42~60d，一般为60d，这样早期温差和砼收缩完成30—50%。

④ 材料：用高一等级的微膨胀砼封闭，并进行不少于15d的砼养护。

⑤ 位置：设在梁墙内力较小位置，后浇带间距为30~40m。后浇带可做成企口式，在浇砼前，必须凿毛清理干净。

4、提高钢筋砼的抗拉能力

砼的抗裂能力取决于砼的极限拉伸值，根据有关资料：混凝土的极限拉伸值与配筋有关。固此，砼应考虑增加抗变形钢筋，即增强对砼由于长期干缩和气温度化引起的热胀冷缩的抗变形能力。对于侧壁，增加水平温度筋，在砼面层起强化作用。选择冷轧带肋钢筋，冷轧扭钢筋，明显增强砼的抗裂能力。

在墙柱连接处设水平附加筋，附加筋的长度为1500∽2000mm, 配筋率提高10%∽15%。

钢筋在保持总面积不变的情况下，根据直经小，钢筋布置间距密的方式选择钢筋，能减少裂缝的最大宽度。同时也要考虑砼易于振捣密实。

《砼规》规定：地下室等与土体直接接触的砼构件最大裂缝宽度充许值为0.2 mm。当裂缝宽度为0.1~0.2mm，水进入砼与水泥产生反应，砼具有自愈能力。裂缝若控制在 0.1mm以内时，则所配钢筋数量增多而不经济。

侧壁受底板和顶板的约束，砼胀缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力，水平构造筋放在竖筋的外侧，有利于控制墙体裂缝的发生。

5、施工措施

① 优化砼配合比设计：通过试验优选合适的外加剂和掺合料，适当降低水灰比和减少水泥用量，选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥，选用优质粉煤灰，砂和石含泥量要小，级配良好。

② 砼应严格振捣密实，提高砼密实度。

③ 落实好砼浇筑后的养护措施，尽量做好保湿保温养护，既可使砼初期获得更高的强度，还可减少砼的温度应力与收缩应力，养护时间在14d以上。

④ 降低室外温差的影响。夏季施工时应尽量避免在烈日下浇筑楼板砼。降低砼的入模温度。地板垫层上干铺油毡作滑动层。地下室四周土要及时回填，且应分层夯实，既加强地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，又可尽快避免室外温度变化对侧壁的影响。

四、工程实例

广州某住宅小区，地上为10栋6层的住宅，地下由一层地下室连成一个整体，长度150m，宽度95m，相当于大底盘多塔楼结构。

地下室未设伸缩缝，为了有效克服砼的收缩裂缝，在地下室钢筋砼结构中掺10%的HEA膨胀剂（内掺量），做成补偿收缩砼。

长边方向设3条后浇带，宽度方向设2条后浇带，后浇带沿住宅之间的道路位置，地下室底板、顶板和侧壁贯通设置。梁钢筋连续，板和侧壁钢筋断开，后浇带做成弯折线形，避免钢筋在一条直线上断开，保留时间为60天，封闭前把钢筋焊接。后浇带宽度为1.0 m。为保险起见，预先在底板和侧壁后浇带设置止水带和多道外防水以加强防水。

顶板在室外道路部分，覆土1米厚，既可铺设设备管道，也作为顶板的保温隔热层。底板采用厚板形式，双层双向配筋。侧壁厚300，C30砼，适当加强了侧壁水平钢筋作为抗拉筋。采用严格的施工措施，加强振捣密实和养护，侧壁外及时回填土并夯实，工程建成后观测，地下室使用情况良好。参考文献: 混凝土结构设计规范 GB50010-2002 王铁梦 工程结构裂缝控制

地下室外墙裂缝处理方案的探讨 第6篇

【摘 要】伴随着社会的飞速发展之下，城市建设的规模越发巨大，建筑对于地下室的需求也越来越大。目前地下室的钢筋混凝土结构的外墙施工过程中出现裂缝，导致地下室出现漏水的状况非常普遍，严重的影响到了建筑物的正常使用时间以及地下室使用过程中的安全度。这种渗水的现象以及成为了一种地下室建筑中的一种质量通病，本篇文章通过结合某一建筑工程的实际情况对地下室钢筋混凝土的外墙裂缝具体形成原因进行了分析和研究。

【关键词】裂缝情况；裂缝的成因；处理；效果检查

0.工程概况

某一综合建筑大厦工程， 总建筑面积25990。地下建筑面积5121.73，地下室顶板面积。±0.000 相当于绝对标高10.65m，室内外高差150。地下室形状是梯形58×69×68m，地下室深度不一样，东北部地下室外墙高度（ 消防水池墙）7.15m 其他部位高度主要以4.85m，地上十四层，地下一层（带夹层）。总高度50m。工程结构主要是框架结构，地下室使用C30，抗渗等级：S6。

1.施工概况

地下室外墙和顶板混凝土07年8月9日一起浇筑， 以后浇带为界严格按施工方案分两次（东西两部分）浇筑完成，浇倒顺序、线路、方法正确，浇筑过程顺利，于07年8月11日浇筑完毕，9 月9日开始拆模。其间气温：最高40℃，最低26℃，。

2.裂缝情况

地下室外墙拆模后发现裂缝，第一次浇筑区域有7 条，第二次浇筑区域有5 条，裂缝位于两柱距之间的墙上，分布较为均匀，位于东北面消防水池墙裂缝偏多。裂缝间距在1-3m内，裂缝方向基本上垂直分布；裂缝长度：下部从地下室底板面约50-300mm起，上部直到外墙混凝土浇筑高度，全长1-3m，裂缝宽度采用放大镜观测大部分在0.2-1mm间，大部分为贯通裂缝。防水卷材贴好，回填土完毕后，再次检查时又出现2条裂缝渗水。

3.裂缝原因分析

由于本案例工程在结构裂缝产生之前，墙体结构紧靠自身的重量和墙体顶板承重力起着作用，外围还没有开始任何填土工程，只有通过神将观测结果还有工程地基可以发现有轻微、均匀的成像，才可以发现沉降发生在建筑的允许数据范围内。完全排除了沉降裂缝以及外力所起的影响。

混凝土产生非结构造成的裂缝的主要起因就是混凝土自身发生变形。而本案例工程中使用混凝土产生自身变形导至裂缝产的具体原因在以下几点：混凝土的本身是属于一种非均匀不连续的弹塑性建筑材料，混凝土产生裂缝的主要原因是由于混凝土本身在凝固成形后内部一开始就存在缺陷，比如微小裂缝等，建筑运动过程中由于应力的变化作用导致混凝土凝固过程中又由于体积的变化而产生了收缩。本案例建筑在施工期间属于7月的炎热夏季，天气温度比较高，非常容易导致混凝土失水，收缩过度，从而导致了混凝土内部裂缝的形成，这也是地下室出现渗水和漏水的一个重要原。

在上述中，地下室的外墙收缩变形以及墙体受到的约束主要指的是水平方向性的。当然，在垂直的方向也会发生，但是由于地下室的墙体高度不大，混凝土在收缩变形方面的反应比较小，而且墙体上部也没有约束的作用力，仅仅为竖向配置的钢筋对其有着约束的力量，由于墙体变形以及约束比较小，所以并不会在水平的方向出现出现。

以上几点原因就是导致本案例工程的地下室和外墙的混凝土出现如所述的垂直裂缝的罪魁祸首。

4.裂缝的处理

地下室的外墙混凝土出现任何裂缝时就应该对其进行及时的修复，对裂缝所使用的修补材料主要有环氧树脂以及改性环氧树脂这两种，修补方法有3种，分布是：表面处理法、灌浆法、田中发。由于地下室的墙体产生裂缝是因为变形所导致的，这是非建筑结构性的裂缝，所以没有荷载力减弱的危险。但是地下室墙体产生裂缝任然会对地下室的防水、钢筋的健康度造成影响。所以，在地下室墙体发现裂缝之时就应该立即对其进行修复处理，以防裂缝进一步扩大，造成更大的影响。

4.1由于防水卷材还没有做，回填土尚未开始

对于地下室外墙外侧的裂缝，我们将裂缝内的原嵌缝材料清除，外墙外表面混凝土凿除深度20mm-30mm，用界面剂处理凿除后的混凝土表面，然后涂抹丙乳砂浆，以提高地下室外墙表面混凝土质。

4.2对于地下室再次产生的2条贯通裂缝，这个项目部的责任部门立马对其召开了技术研究分析裂缝所产生的原因以及应该立即采取的措施。

墙体产生裂缝的主要原因就在于回填土的车辆在倒车时倒土过快、过猛，对建筑外墙有侧力的冲击作用以及对地下水也对于外墙有着力的作用，并且由于地下室受到地下水的压力作用，墙体中常见的渗漏有阴角裂缝漏水、变形缝漏水、墙面大面积慢渗等，因此在需要选择能够完全经受住水压力作用的凝固速度较快的堵漏剂对裂缝进行处理。裂缝处理的方案是：及时排出地下室外墙周边集水，使得地下水对地下室外墙产生较小的力作用。对于工程再次产生贯通裂缝，采用高压化学灌浆法较为合适。采用YJ—自动压力灌浆技术，具体做法如下：

施工工艺流程：裂缝检查→清洁裂缝→安设底座→封闭裂缝→浆液注入→拆除灌浆器→拆除底座→结束

（1）根据现场裂缝的检查情况确定具体施工方案；在施工前，对拟实施灌浆的裂缝宽度、长度、深度、走向进行认真的检查，并做好具体的标记。

（2）基层处理：采用钢刷将裂缝两侧表面的灰尘、浮渣清理干净，缝宽≤0.5mm。

（3）确定注入口及安设底座：灌浆底座的设置间距是根据裂缝大小、走向及结构形式而定，一般缝宽≥0.5mm者为15-25cm，一般缝宽≤0.5mm者为10-20mm。原则上缝窄因密，缝宽可稀，但每条裂缝至少需要两个或两个以上的底座。底座的安设采用原子灰进行固定。对于贯通裂缝，应在墙两侧均安设灌浆底座，一侧灌浆时另一侧裂缝必须封闭。

（4）封闭裂缝：其目的在于使裂缝成为一个封闭的空腔。采用原子灰沿裂缝表面涂刮，封缝宽度以注浆时不能漏浆为原则。

（5）配制浆液：环氧树脂、塑化剂和稀释剂组成的主剂在试验室预先配制好。主剂和固化剂现场配制混合后必须搅拌均匀，待反应热量降低后方可注入软管。

（6）安设灌浆器：将配好的灌浆树脂注入软管中，把装有树脂的灌浆器旋紧于底座上。

（7）灌浆。

①确定树脂的注入量，可根据裂缝的宽度、深度、长度计算，根据经验，实际需要树脂约为理论计算量的1.3 倍以上。

②灌浆顺序应从裂缝下端依次向上灌注。

③灌浆时，邻近的底座必须用堵头封死，以防漏浆。

④灌浆压力稳定后应保持一定时间，以满足灌浆要求，保证灌浆质量。

5.结束语

大型地下车库结构裂缝分析与防治 第7篇

关键词：地下车库,结构裂缝,原因分析,防治

1 工程概况

位于南京市某开发小区住宅工程。本工程由11幢11+1小高层住宅和一个地下车库组成, 总建筑面积约16万多㎡, 其中地下车库建筑面积未为3万6千多㎡, 11幢11+1小高层住宅工程主楼采用现浇混凝土剪力墙结构, 基础采用PHC-400 (90) A-C80预应力管桩, 独立承台、地梁、地板基础。地下车库采用混凝土现浇钢筋混凝土框架结构, 基础采用PHC-400 (90) AB-C80预应力管桩做为抗拔桩, 地下车库底板厚300mm, 顶板混凝土厚度未300mm, 剪力墙厚度为300mm。对地下车库总体设置了8个施工区块, 施工区块之间在地板和顶板、剪力墙部位设置了沉降后浇带800mm宽, 按照设计要求在2#楼、5#楼、9#楼部位设置了宽度为400mm伸缩缝, 把地库分为一半, 以减少混凝土的变形。

地下车库混凝土强度等级为:底板、承台、基础梁为C30P6;地下室车库围护剪力墙为C40P6;地下室内墙、柱为C40;地下车库梁、顶板未C30P6。

2 混凝土结构裂缝形成的调查

2.1 顶板现浇结构的裂缝形成调查

裂缝情况:从现场实际勘察情况来看, 地下车库顶板位置在8#、9#、5#楼与地库交接部位的地下室顶板出现比较多的不规则裂缝, 裂缝处有明显渗漏水迹和返碱现象。其他各栋部位都或多或少都存在类似现象, 此现象主要出现在后浇带施工结束以后才不断出现。

2.2 维护剪力墙结构裂缝形成调查

在现场勘查中我现场监理工作人员还发现部分地下车库围护结构剪力墙沉降后浇带部位, 有部分渗水痕迹和返碱现象, 当时此部分比较少。主要的渗水部位为点状渗漏点。

2.3 调查方法

通过为期一个月细致比较检查, 主要对裂缝的长度、宽度的变化情况进行对比, 采用钢尺、千分卡尺等方法进行测量。比较结果得出结论:由于工程主体已经全部封顶, 后浇带已经全部浇筑结束, 地下出库与工程主体结构沉降速率已经趋于稳定, 裂缝长度、宽度没有进一步的发展。

3 产生地库大体积混凝土裂缝主要原因分析

混凝土施工阶段按照裂缝深度的不同风分为个贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝, 中最终形成贯穿裂缝, 切断了结构的断面, 可能破坏结构的整体性和稳定性, 其危害是严重的;而深层裂缝只是部分地切断了结构断面, 具有一定的危害性;表面裂缝一般危害性比较小混凝土施工阶段的产生裂缝主要是由于混凝土在施工过程中产生的温度所引起的温度裂缝, 一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束, 阻止混凝土的收缩变形, 混凝土抗压强度较大, 抗拉强度却很小, 所以温度应力一旦超过混凝土能够承受的抗拉强度时, 就会出现裂缝。

3.1 混凝土质量的因素只在于以下几个方面:

(1) 水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量, 地下车库梁板混凝土的断面比较厚, 水化热无法及时散发出去, 至于越积越高, 使内外温差增大, 导致裂缝产生, 产生水化热最大时间区域在于混凝土浇筑3～5天。

(2) 外界气温变化

在混凝土施工阶段, 混凝土浇筑时期的外界气温变化而变化, 温差越大, 导致凝土内部应力就越大, 因而导致混凝土裂缝的产生。

(3) 混凝土收缩

混凝土中约有20%的水分是水泥硬化所必须的, 其中80%的水分是要蒸发掉, 因而导致了混凝土体积的收缩。混凝土收缩主要原因是内部水蒸发引起的混凝土收缩, 如果混凝土收缩后, 在处于水饱和状态, 还可以恢复膨胀, 干湿交替会引起混凝土体积的交替变化, 导致混凝土裂缝产生。因此从混凝土配合比设计上要求尽量采用低水化热、凝结时间长的水泥品种, 如:矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥。

3.2 混凝土浇筑施工工艺原因造成的地下车库裂缝

(1) 特别是泵送商品混凝土, 其特点就是水泥用量增加、水灰比大、砂率加大。这就增加了混凝土产生裂缝的概率。

(2) 现场地下车库顶板面积大、板厚、梁高的施工特点, 导致混凝土施工体量大、浇筑时间长, 因此受外界的影响因素比较多, 如:地泵工作情况、混凝土到场情况、天气因素等等

(3) 施工现场没有及时控制好混凝土的初凝时间, 导致在施工过程中出现施工缝, 没有及时的进行处理, 特别是在地下车库围护结构剪力墙的施工中特别容易出现, 检查比较困难, 易发生冷施工缝。从而导致明显的裂缝, 出现渗水。

4 混凝土施工后期养护的措施不到位造成的裂缝

(1) 混凝土施工浇筑后养护措施没有到位, 特别是要求覆盖浇水养护, 对于地下室混凝土养护工作是防止地下室混凝土产生裂缝的一个重要环节, 降低水化热、减少温差, 防止混凝土表面裂缝, 发挥混凝土的早期强度, 控制混凝土顶板的贯穿裂缝, 要求对于抗渗混凝土养护时间不得少于14天。

(2) 地下车库顶板施工荷载或堆载过大造成绕曲变形甚至裂缝, 为了缩短施工工期, 降低施工成本, 大多数施工总承包单位总是尽量的加快施工进度, 因此在底裤顶板上总是过早、过多的堆放各种建筑材料 (如钢筋、模板、砌块等等) , 甚至在底裤顶板上设置一些施工操作区, 这必然导致施工机械安装在施工顶板上, 使得顶板的施工荷载大于顶板设计荷载, 从而造成了顶板的绕曲变形。

地下车库与工程施工主体工程施工之间的沉降差异, 不均匀沉降也是发生在主体工程与地库之间裂缝产生原因之一。而且随着主体工程层数不断加高, 工程荷载也不断增加, 沉降量不断加大。虽然在工程设计中对于此现象设置了沉降后浇带, 减少沉降裂缝发生的概率, 当时是不能避免的, 毕竟地库面积太大了, 沉降、混凝土伸缩在所难免。特别是在地库顶板后浇带施工结束后, 对于地库顶板裂缝有了增加的趋势。也造成了地库顶板裂缝的产生原因之一。

5 解决方案

综合净一个月对地下车库顶板、围护结构剪力墙裂缝及渗水调查和原因分析, 我监理部与2011年11月12日组织设计院专家、建设单位的设计部、工程部以及总承包单位召开地库顶板及围护剪力墙裂缝处理方案专题例会。各个单位对现场的裂缝调查和原因分析给予的充分的肯定, 各方进过综合讨论达成以下处理方案。

(1) 对于顶板裂缝宽度在0.2mm的混凝土表面裂缝采用混凝土表面处理法:

混凝土裂缝表面修补法主要适用于小于0.2mm细微裂缝的修补, 针对不影响混凝土结构安全的细微裂缝的处理, 主要施工方法主要是高压水枪冲洗干净混凝土表面及细微裂缝内部的杂物, 待混凝土表面干燥后, 采用各种防水材料 (如水泥浆) 、合成树脂 (如环氧胶泥) 等涂刷于混凝土裂缝表面, 使其渗透进混凝土表面裂缝中, 在施工中要求仔细进行检查, 对于渗透裂缝中的填缝材料及时添加, 确保施工的工程质量, 使其恢复防水功能及混凝土的耐久性。

(2) 对于混凝土裂缝在0.3mm以上的或地下车库顶板面的贯穿裂缝采用混凝土内部处理法, 主要是压力注浆法和内部填充法。施工工艺为:

①压力注浆法:将高强度、低粘度的裂缝修补液 (如环氧树脂浆液、聚合物水泥浆) 在一定的压力下注入缝隙内部, 适用于裂缝0.2mm以上独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状裂缝,

②内部填充法:主要适用于裂缝宽度在大于0.5mm的裂缝修补, 方法是沿着裂缝走向凿出V型槽, 槽深、槽宽分别不小于20mm和15mm的V型槽, 然后采用高标号1∶1水泥砂浆进行分层捣实, 其次采用合成树脂 (如改性环氧树脂) 或弹性填缝材料进行填充。

③对于地下车库沉降缝、后浇带部位渗水现象及裂缝处理, 对于后期浇筑原因造成的, 需要进行混凝土凿除处理, 重新植筋, 混凝土重新浇筑, 如浇筑部位如存在裂缝按照上述方法予以处理。

④顶板和侧板裂缝处理部位迎水面加强防水处理, 具体做法为:在顶板和侧板清理干净后, 原施工设计为1.5mm聚乙烯丙纶高分子防水卷木材, 再在裂缝处范围500mm设置一道4mm厚SBS卷材, 热熔法粘贴, 做砂浆保护层加玻纤网格布, 在做2mm厚聚氨酯防水层, 确保渗水再次发生。

6 总承包单位对大型地下车库产生裂缝修补实施

(1) 施工总承包单位对地库裂缝按照设计要求进行专业修补, 主要对顶板采用环氧树脂注浆封闭处理。在施工中监理人员派出专人进行旁站监理, 做好旁站记录。逐条裂缝进行隐蔽验收, 特别对注浆孔的设置要求, 必须是交替进行, 插入裂缝采用45°, 确保注浆料从裂缝中充盈后溢流出来, 由此方能确保注浆施工质量。

(2) 对于地库围护结构剪力墙后浇带部分的渗水现象, 采用凿除混凝土后重新植筋, 立模浇筑混凝土方法, 并对顶板和侧板的迎水面按照设计院提出的方案进行了加强防水处理。全方位进行检查, 记录、旁站。确保地库顶板、侧板的防水使用功能的要求。

某超大地下室结构裂缝控制措施 第8篇

厦门海峡交流中心二期B地块项目位于厦门国际会展中心北侧, 临近海边, 地下3层, 地上2栋48层塔楼, 裙楼5层, 其中地下建筑面积约113917.70m2。地下室结构形式为框剪结构, 基础形式为桩筏基础, 底板底标高为-15.95m, 地下水位相对建筑标高为-0.9m。地下室东西宽189.2m, 南北长236.7m, 未设置一道伸缩缝, 属“超长/超宽/超深水位地下室结构”。

地下室底板混凝土为C40P8 (主塔楼部分) 及C30P8, 外墙及地下室顶板室外部分混凝土均为C30P8。底板厚度为600mm, 承台厚度分别为3.0 m及4.5m (塔楼部位) 、2.0m (裙楼部位) 、1.2m (纯地下室部位) ;地下室室外顶板厚度为180mm, 覆土约1.0～1.5m;3层地下室外墙厚度自下而上分别为600mm、500mm、400mm, 层高分别为4.2m, 3.9m, 5.7m。

2 应用“跳仓法”施工技术

2.1 选择“跳仓法”施工技术

本工程原设计方案根据《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 要求, 地下室横向和竖向共设置15条贯穿整个地下室底板/楼板/顶板及外墙的后浇带。留置后浇带是取消永久变形缝的比较成熟的方法, 但大量结构后浇带给施工带来困难, 进而对地下室混凝土结构变形裂缝控制造成很大的难度。

“跳仓法”施工技术由于混凝土浇筑的连续性, 并不需要特别处理施工缝, 同时施工缝的数目较使用后浇带减少了一半, 降低了开裂渗水的概率。而且取消后浇筑带, 减少了后浇带混凝土剔凿、垃圾清理、后浇带支撑等大量工序, 进而减少基础底板、顶板及外墙防水施工控制渗漏的隐患, 同时可以提前进行地下室防水和土方回填施工, 有利于结构抵抗温差裂缝。

结合本工程地下室特点, 综合考虑质量、工期等多方面因素, 经各有关部门及专家论证对比, 本工程地下室采用“跳仓法”施工技术, 取消混凝土结构后浇带。

2.2 “跳仓法”施工原理

“跳仓法”施工原理是运用“抗放兼施, 先放后抗”的原则进行施工, 通过合理设置跳仓间距, 在跳仓施工阶段, 释放混凝土早期应力, 即所谓“先放”, 在封仓阶段, 混凝土的抗拉强度已经有所增长, 充分利用混凝土的约束减小应变, 即所谓“后抗”, 并通过封仓后及时做防水层、回填土等措施, 避免混凝土结构长期暴露在空气中, 使结构承受收缩和温差作用减到最小, 进而达到控制混凝土裂缝的目的。

2.3 “跳仓法”施工技术应用

本工程地下室尺寸为189.2m236.7m, 属于超大地下室大体积混凝土结构。地下室底板及各层楼 (顶) 板根据“跳仓法”工艺要求划分成34块仓块, 地下室外墙划分成18块仓块, 每块长度控制在40m左右, 第27仓和32仓为2#、3#塔楼基础大筏板。具体详见图1。

跳仓法的控制原则为“隔一跳一”, 即至少隔一仓位跳仓或封仓施工。由于混凝土的早期水化热较高及收缩较大, 早期塑性收缩最大一般在12小时, 6～7d后水化热变小及收缩变缓, 因此相邻仓位混凝土浇筑时间间隔不宜小于7d, 封仓间隔施工时间宜为7～10d。

3 设计构造措施

3.1 节点构造措施

为避免应力集中, 应尽量避免结构断面的突然变化, 当不可能避免时, 应作局部过渡及补强处理。

(1) 由于主楼筏板厚度为4.5m及3.0m, 而周边底板厚度为0.6m, 厚度差异较大, 设计在厚薄底板交接处设置过渡斜坡, 以避免应力在交接处过于集中, 其构造详见图2。

(2) 顶板室内外高低差较大 (主要为1.5m～2m) , 造成框架梁相邻跨在高低差处未能连续, 高差大于0.6m时, 设计在梁高低差处采取加腋构造措施, 具体大样详见图3。

3.2 钢筋构造措施

抗温度及收缩应力的钢筋采用“细”而“密”的设计原则。“细”而“密”的钢筋将约束混凝土的塑性变形, 从而分担混凝土的内应力, 推迟裂缝的出现, 即提高混凝土的极限拉伸。混凝土极限拉伸和钢筋直径及间距的关系见式:

式中:εpa配筋后的混凝土极限拉伸;

Rf混凝土的抗裂设计强度 (MPa) ;

p配筋率100;

d钢筋直径 (cm) 。

(1) 本工程地下室外墙体水平分布筋除满足强度计算要求外, 其设计配筋率不小于0.4%, 水平钢筋直径采用12～14mm, 间距均为100mm, 且设置在竖向受力钢筋的外侧。

另外, 为提高外墙抗渗水平, 地下室外墙与土壤直接接触的外侧钢筋混凝土保护层设计厚度为50mm, 并在保护层中设置Φ6@150双向钢筋网片, 以有效减少混凝土的开裂, 钢筋网与墙内受力钢筋之间用Φ6@600拉结, 梅花形布置。

(2) 地下室底板及顶板配筋在满足强度设计要将基础上, 均构造配置双层双向拉通钢筋网, 底板为双层双向ф18@150, 顶板为双层ф12@150。当楼板板面负筋未拉通时, 设置温度筋, 按要求配置双向温度收缩钢筋网, 配筋率≥0.1%, 钢筋网与周边板面钢筋搭接长度300mm。

3.3 混凝土等级控制

为了降低水泥用量, 减少混凝土收缩, 除主楼底板混凝土强度等级为C40, 其余地下室底板、外墙及楼顶板混凝土强度等级均为C30, 混凝土强度设计等级均控制在C30～C40。同时, 附墙柱混凝土强度等级与墙体相同, 以方便施工操作, 防止墙柱交界处开裂。

3.4 底板防水卷材采取“空铺法”

本工程底板防水卷材采用聚合物改性沥青聚胎脂防水卷材, 设计采取“空铺法”施工, 使防水层与基层尽量脱开, 防水卷材在一定程度上起到滑动层的作用, 可以大大减少地基对地下室结构的约束, 进而降低砼的收缩应力, 可有效减少混凝土的开裂。同时, 防水层有足够的长度参加应变, 这对解决防水层被拉裂起到良好的缓冲作用, 避免砼收缩变形造成防水层拉裂破损渗水。

4 施工控制要点

本工程地下室采用“跳仓法”施工技术, 混凝土配合比及原材料选择在规范的基础上从严要求。

4.1 混凝土配合比设计

(1) 本工程地下室混凝土等级为C30P8、C40P8, 采用混凝土60天强度作为混凝土配合比强度设计指标。

(2) 所配制的混凝土 (泵送) 拌合物, 到浇筑工作面的塌落度控制为120±20mm。

(3) 粉煤灰等掺合量的总量不大于混凝土中胶凝材料用量的40%, 具体掺量控制在100～120KG/m3。

(4) 水胶比<0.45;每立方混凝土用水量不超过160KG。

(5) 砂率为38～42%。

(6) 混凝土初凝时间6～8h、终凝时间10～12h。

4.2 原材料选择

(1) 水泥:选用中热或低热的水泥, 采用普通硅酸盐水泥 (非早强型) 。7天的水化热不宜超过270KJ/KG, 3天的水化热不宜超过240KJ/KG, 水泥的比表面积为300～350m2/kg, 尽可能选用水泥比表面积小的水泥。

(2) 外加剂:采用聚羧酸高性能缓凝减水剂, 外加剂掺量占胶凝材料的比重0.8～1%, 可减少水用量, 减少水泥用量, 同时提高混凝土的和易性和可泵性。

(3) 外掺料:采用Ⅰ级粉煤灰, 代替部分水泥, 可降低混凝土的水化热, 同时改善混凝土的可泵性。

(4) 细骨料:采用中、粗河砂为宜, 模数为2.5～3.0, 含泥量1.5%, 泥块含量0.5%。采用细度模数大、粒径大的沙子, 可大大减少水泥及水的用量, 在满足可泵性的前提下, 尽可能减少砂率, 以避免对混凝土强度产生不利影响。

(5) 粗骨料:采用选取粒径大、强高、级配好花岗岩碎石子, 5～40mm连续级配, 含泥量0.8%, 泥块含量0.5%, 尽量在满足施工条件的前提下, 采用粒径大、级配良好的石子, 可以减少水泥用量, 减少用水量, 改善和易性, 提高混凝土的抗压强度。粗骨料的形状对混凝土的和易性和用水量有较大影响, 因此, 针片状颗粒重量比例不应大于15%。

(6) 拌合水的质量应符合国家现行标准《混凝土用水标准》JGJ63的有关规定。

(7) 为控制混凝土的入模温度, 使其浇筑温度不超过28℃, 要求混凝土搅拌站采用低温水拌制混凝土, 骨料放置在遮阳避雨篷中, 避免阳光直晒, 以降低原材料的入机温度。

4.3 混凝土浇筑振捣

(1) 混凝土各段浇筑方法采用斜坡分层连续浇筑, 即“分层浇筑、分层振捣、一个斜面、一次到顶”的推移浇筑法。所有水平分层或水平构件的混凝土均用振动棒振捣密实, 层间最长的间歇时间不应大于混凝土的初凝时间, 水平构件的混凝土表面除用振动棒振捣外, 还应在面层混凝土浇筑2～3小时后, 用平板振动器进行纵横向振捣, 顺边搭接振捣宽度不少于50mm。

(2) 剪力墙竖向施工缝周边的混凝土浇筑应放慢浇筑速度, 待分层振捣密实后, 方可继续向上浇捣混凝土;底板施工缝周边的混凝土, 第一次浇筑高度应略比止水钢板高2～3cm, 宽度不少于1.2米宽, 待振捣密实后, 方可继续往上浇捣混凝土, 以保证施工缝处混凝土的浇筑质量。墙体砼的浇筑从每仓墙体一端向另一端均匀推进浇筑, 浇筑点不能过于集中, 当墙体有洞口时, 洞口两段混凝土浇筑高度要保持一致, 墙体砼分层浇筑, 每次浇筑高度为500mm。

(3) 混凝土浇筑振捣应“好好打”, 加强振捣, 但应避免漏振、过振, 以期获得密实的混凝土, 提高混凝土密实度和抗拉强度。浇筑后, 及时排除表面积水, 约2～3小时后, 进行一次抹面, 防止早期收缩裂缝的出现。

(4) 大体积混凝土浇筑面应及时进行二次抹压处理, 初凝时, 随即用木抹子进行抹压处理, 应做到随裂随压。

(5) 为保证上返部位混凝土的密实, 外墙上返部位宜采用先浇筑底板、楼板混凝土, 再浇筑上返部位混凝土的方法。即待底部混凝土稳定或接近初凝后, 再浇筑上返部位的混凝土。

4.4 混凝土的养护与成品保护

(1) 混凝土养护的意义有两个, 一是控制混凝土的内外温差, 延长散热时间, 防止表面裂缝, 控制温度收缩;二是使混凝土表面保持湿润, 使之充分水化, 提高混凝土的抗拉强度, 避免过早出现体积收缩, 使收缩出现时混凝土已具备基本抗裂能力。

①楼顶板、底板混凝土养护:混凝土二次抹压压光后, 及时进行保温保湿覆盖养护, 养护时间≥14d。夏季高温天气, 混凝土养护以保湿为主的, 直接覆盖一层土工布, 然后再进行连续喷雾养护;冬季低温天气, 混凝土养护以保温为主, 先覆盖一层塑料薄膜, 然后覆盖土工布 (厚度按计算铺设) , 接着再进行连续喷雾养护。

②外墙混凝土的养护:混凝土浇筑完毕, 应带模浇水养护7d;拆除模板后, 可在墙体顶部架设喷淋管持续浇水养护, 也可在墙两侧挂麻袋或土工布等, 覆盖喷水养护, 养护时间≥14d。

③大体积混凝土的养护应实施信息化管理, 即合理布设测温点, 对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测, 当实测结果不满足温控指标要求时, 应及时调整保温与养护措施 , 防止出现有害裂缝。

(2) 混凝土成品保护

①楼面混凝土养护期间, 应至少3天以后方可上施工荷载, 且混凝土强度必须达到1.2Mpa以上。

②大体积混凝土养护期结束后, 地下结构 (含地下室顶板) 应及时回填土, 不宜长期暴露在自然环境中。

4.5 施工缝处理

跳仓接缝处应按施工缝的要求设置和处理, 在地下室底板、外墙、顶板垂直跳仓缝及外墙反口水平施工缝处沿构件的厚度方向中间位置均应预埋止水钢板, 其中底板、外墙、顶板垂直跳仓缝应采用Φ12钢筋焊接钢筋支架网并绑扎20目的钢丝网片 (靠先浇筑混凝土的底板侧) 的支撑形式留置施工缝, 具体做法见图4。

施工缝在封仓前, 应将施工缝处 (钢丝网可不用凿除) 的杂物、混凝土浮浆、松散混凝土块、止水钢板上的混凝土清除干净, 并进行清洗湿润, 以保证混凝土接缝处的施工质量。

5 结束语

(1) 地下室结构裂缝控制是地下室抗渗的基础, 受多方面因素影响, 应从设计措施、材料选择及施工要点上综合考虑各项措施。

(2) 根据地基、结构、施工等条件, 选择应用“跳仓法”施工技术, 依据“抗”、“放”结合的原则组织施工, 可以有效地减小或抵消混凝土结构的收缩及温度应力, 对超大地下室结构裂缝控制效果显著。

参考文献

[1]王铁梦.“抗与放”的设计原则及其在“跳仓法”施工中的应用, 北京:中国建筑工业出版社, 2007.12

[2]《混凝土结构设计规》.[GB50010-2002].

超长混凝土结构地下室裂缝控制 第9篇

1 超长混凝土结构裂缝问题概述

近代科学研究表明，结构物的裂缝是不可避免的，混凝土裂缝是一种人们能够接受的材料特征，如果对建筑物抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价。科学的要求应是将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。结构物产生裂缝的原因有3种[1]：（1）由外荷载（如静、动荷载）的直接应力，即按常规计算的主要应力引起的裂缝；（2）由外荷载作用，结构次应力引起的裂缝；（3）由结构变形（温度变化、混凝土收缩和膨胀、不均匀沉降等）引起的裂缝。本文探讨的超长地下室裂缝主要由结构变形产生。影响裂缝产生和发展的因素既多又复杂，初步分析主要有如下几个：温差（包括收缩当量温差）、材料的弹性模量、线膨胀系数、混凝土的极限拉伸、板厚度或墙高度、结构的长度、混凝土的徐变及约束等。对于不同的结构，它们在不同的施工条件下，不同程度地影响裂缝。

国内外对混凝土结构裂缝产生及发展已经进行了大量的理论分析和实验对比。文献[1]依据极限变形概念研究伸缩缝作用，推导出最大伸缩缝间距[Lmax]：

式中，T为总温差，包括水化热温差、气温差、收缩当量温差；εp为混凝土极限拉伸；E为混凝土弹性模量；Cx为地基对底板的阻力系数；α为导温系数；H为板厚度或墙体高度。

在实验方面，国内外通过光弹实验得出如下结论[1]：由温差所引起的结构变形，随着结构物长度的增大，温度应力也相应增大，但它们之间是非线性关系，图1所示为试验得出的结构物长度与水平应力关系。

根据以上理论分析及实验研究可以看出，那种认为根据规范要求设置了伸缩缝就可以避免裂缝、不留伸缩缝就会产生裂缝的传统观念是片面的。用伸缩缝控制结构的长度只是减少温度应力的诸多因素之一，而不是惟一因素。伸缩缝只在一定范围内（较小的尺寸范围内）对温度应力起显著影响，超过一定范围，温度应力趋近于常数，其后，温度应力与长度无关。大量的工程实践也证明，留缝与否，并不是决定结构变形开裂与否的惟一条件。

由前面的分析讨论得出，超长结构不设变形缝是可行的。超长结构“无缝设计”的意义是：可以满足建筑物的使用功能和整体性要求；可以克服设置变形缝带来的耐久性、耐火性、水密性、施工及维修等方面的问题；可以避免设置伸缩缝后给设备管线布置带来的困难。正是由此，目前超长混凝土结构应用的越来越多[4]。下面结合具体工程，分析讨论如何解决超长结构裂缝控制问题。

2 工程概况

本工程为廊坊嘉轩住宅小区项目，位于河北省廊坊市开发区大学城二期，占地面积55.13hm2，总建筑面积107.99×104m2。本次设计范围为一、二期中高层住宅，包括7栋住宅楼及地下车库，建筑面积约7×104m2。其中，住宅为地下2层，地上10层，地下车库1层，上面3m覆土（见图2）。地下车库东西长509m，南北宽36m～45m，属于超长地下室结构。地下车库外墙350mm厚，底板500mm厚，柱底加下柱帽，顶板250mm～300mm厚，混凝土强度等级均为C30，抗渗等级S6。工程场地位于华北地台北缘，为广阔平原，地貌上属潮白河新期冲击扇。本场区沉积土层除地表人工填土外，其下主要为第四系沉积层，岩性主要为黏性土、粉土、砂土等交互。本工程主楼及地下车库均采用板式筏基，持力层均为(4)层粉质黏土，地基承载力特征值fak=120kPa。

3 设计和施工中采取的防裂措施

本工程地下车库东西长509m，长度远远超过了规范[3]规定的伸缩缝最大间距30m的要求。如果设置伸缩缝，会对建筑防水、结构耐久性、施工、维修等均带来不便。混凝土的收缩和温度应力是导致混凝土开裂的主要原因。本工程实际使用中地下车库顶板覆土厚度为3.0m，整个地下室大部分埋置于土体中，其余部分有上部建筑物覆盖，由此地下结构在正常使用中温差不会太大，基本不会对结构产生很大影响。本工程裂缝控制的重点是如何减少混凝土收缩应力及施工期间的温度应力。

由前节可知，结构长度超过一定范围，温度应力趋近于常数，其后，温度应力与长度无关。因此任意长度的结构，可以采取技术措施调整有关参数控制裂缝。实际工程中已经有大量的200m～300m范围不设伸缩缝的地下工程，实践证明使用情况良好。根据本工程的具体特点，经多方面分析比较，决定地下室不设伸缩缝，在设计和施工方面采取以下措施减少混凝土收缩和温度应力的影响。

1）合理设置后浇带。结合上部建筑分布，沿地下室长度方向共设13条后浇带，其中1.0m宽后浇带11条，3.5m宽后浇带2条。3.5m宽后浇带将整个地下室沿长度方向分为3大块，每块长度均小于200m。1.0m宽后浇带钢筋不需断开，连续布置；3.5m宽后浇带钢筋上下（内外）层钢筋全部切断，连接方式如图3所示。13条后浇带中紧邻主楼的为沉降后浇带，其余为温度后浇带。沉降后浇带的封闭：应依据沉降记录决定何时封闭，高层结构封顶时，如果沉降曲线趋于平缓,则可在高层封顶一个月后封闭后浇带;如沉降曲线不缓和,则延长封闭后浇带时间，直至沉降稳定时再封闭。温度后浇带的封闭：应在其两侧混凝土龄期达到42d后再封闭。封闭后浇带的混凝土应采用比设计强度高一级的补偿收缩混凝土，浇筑时应选择气温较低的时间进行。

2）调整结构配筋。地下室外墙、顶板、底板均采用双层双向通长配筋，钢筋间距不大于150mm，最小配筋率提高到0.3%，在满足强度要求的前提下，尽量选用直径较小的钢筋。

3）混凝土中掺加符合国家规定的优质聚丙烯抗裂纤维。混凝土中掺入纤维后，水泥浆体作为砂、石等骨料的胶凝材料，同时握裹了大量的微细纤维。这些均匀分散的纤维相互搭接成为乱向分布的网状撑托系统，起承托骨料作用，从而有效减少骨料离析，减少泌水，提高黏聚性及保水性。在混凝土凝结硬化过程中，聚丙烯抗裂纤维能有效消耗能量，抑制混凝土开裂的过程，同时在一定程度上提高了混凝土的抗拉强度，提高了混凝土的韧性。工程中采用的产品应具备国家权威机构的无毒检测报告，聚丙烯纤维含量为100%，直径不大于20μm,抗裂性能等级为一级，设计强度指标不低于400MPa。

4）提高混凝土的极限抗拉强度[1]，尽可能使各龄期的，这是防止裂缝的有效措施。具体措施有：严格控制砂、石质量，限制含泥量，合理选用混凝土级配，适当掺用外加剂，减少用水量，改进混凝土浇筑工艺等可以提高混凝土的极限抗拉强度；加强养护是超长结构施工一个关键的工作，适宜的温湿养护可减少收缩，充分发挥水泥的水化作用，促进混凝土强度潜在能力得到充分发挥；混凝土浇筑结束后，应铺上草袋加强保温，可以减少混凝土表面的温度梯度和延长散热时间，缓慢降温可充分发挥混凝土的应力松弛效应，提高抗拉性能。

5）减小混凝土的水化热。施工中应选择水化热较低的水泥；基础底板、地下室外墙、顶板均采用粉煤灰防水混凝土，要求60d龄期混凝土强度达到设计强度即可，抗渗等级为S6；通过合理确定混凝土配合比、掺加外加剂等方法尽量降低单位水泥用量；降低混凝土浇筑时的温度。

6）地下室顶板施工结束后应及时覆土回填。因施工期间外界温湿度可能变化比较大，结构如果长时间暴露在外面，容易引起混凝土开裂。故在施工组织设计时就应该明确回填时间及措施，拆模后及时回填覆盖地下结构，避免温湿度变化引起开裂。

7）施工中还可以采取一些有利于减少混凝土收缩的方法，比如，加强二次振捣；分层浇筑混凝土；降低混凝土搅拌出机温度；延长拆模时间等。设计中也可以采取施加预应力等方法防止混凝土裂缝产生[2]。

4 结语

1）超长混凝土结构实际应用中越来越多，设计人员应有足够的认识，根据工程具体情况采取必要合理的设计和施工措施，防止有害裂缝的产生和发展。

2)工程实际、试验研究及理论分析均证明,结构温度应力和长度呈非线性关系,超过一定范围后,温度应力趋近于常数。这就说明超长结构“无缝设计”是可行的。

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]李丽娟,陆伟文,等.高层钢筋混凝土超长结构无缝设计与楼板应力分析[J].建筑结构学报,2004,25(1):114-120.48

[3]GB50010-2002混凝土结构设计规范[S].

地下室结构自防水及裂缝控制浅谈 第10篇

1工程概况

本别墅群工程位于阿城鸽子洞处,属于山区,地质条件较复杂。别墅为三层的内框架或砖混结构,建于湖边。地下水位较高地下室底板厚300mm,外垟板厚250mm,砼强度等级C30,砼抗渗等级均为S6。

2砼结构自防水的基本原理

在混凝土中掺加适量的ZY膨胀剂,通过与水的化学反应,使混凝土产生适量膨胀,在钢筋和邻位限制下,在钢筋混凝土中建立0.2～1.0Mpa的预压应力,可大致抵消混凝土收缩时产生的拉应力,防止混凝土开裂。同时,水化反应生成的钙钒石晶体属针状、棒状晶体,填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔,使混凝土的抗渗能力大大提高,抗渗标号可达S30,从而达到混凝土结构自防水的目的。

3技术措施

3.1各块混凝土的防水施工方案

3.1.1外墙和底板取消外防水做法,采用结构自防水技术。

3.1.2底板混凝土ZY膨胀剂掺量8%。各块底板均要求蓄水养护,养护期14d,蓄水高度3～5cm。

3.1.3外墙和顶板:为平衡外墙的收缩应力,增加墙体上部约束,外墙和顶板执行同一配合比,同时浇筑,整体一次成型。墙体需提高补偿收缩能力,ZY膨胀剂掺量为9%。墙体等立面结构,受外界温度、湿度和风速影响较大,容易发生纵向裂缝。工程实践表明,如果早拆模板,墙体由于内外温差较大而易于开裂,因此,墙体模板拆除时间宜不少于7d。墙体浇模板拆除后继续养护至14d。

3.1.4附加筋:在电梯井、墙体等结构开口部位因收缩应力集中易于开裂,这些部位应适当增加附加筋,以增强其抗裂能力。

3.2底板后浇带做法

后浇带两侧改为阶梯式,施工缝清洗干净后,用掺ZY10%高一个强度等级的大膨胀混凝土浇后浇带。

3.3

底板与墙体间的水平施工缝做法要求采用钢板止水带。

3.4墙体后浇带做法

设置竖向钢板止水带。用掺ZY10%高一个强度等级的大膨胀混凝土回填。

4混凝土的浇筑

4.1设计要求及混凝土拌和形式

4.1.1设计要求:底板外墙、顶板强度及抗掺等级C30、S6,ZY掺量8%;后浇带强度及抗掺等级C35、S6,ZY掺量10%。

4.1.2拌合形式:泵送混凝土,出机=20～22cm,入模=18±2cm。

4.2原材料情况。

见混凝土搅拌站提供的《水泥物理性能试验报告》《砂子物理性能试验报告》及《石子物理性能试验报告》。

4.3补偿收缩混凝土配合比。

见混凝土搅拌站提供的《混凝土配合比报告》。

4.4结构自防水混凝土施工技术要求

4.4.1原材料计量。水泥、砂、石、ZY、水必须经过计量后才能投入搅拌机,计量偏差应符合下列要求(按重量计):水泥、ZY、泵送剂、水:±1%;砂、石:±2%。

4.4.2混凝土搅拌

a.ZY投料应有专人负责,做到准确可靠,严格执行混凝土配合比并符合计量要求。b.及时测定砂、石的含水量,以便及时调整混凝土拌合用水量,严禁随意增加用水量。c.监理及施工方应不定期抽查搅拌站的配比及ZY计量准确性。d.混凝土搅拌时间:用自落式搅拌机比不掺外加剂的普通混凝土延长30s以上,用强制式则延长10s以上,严格控制搅拌时间,确保混凝土拌和均匀。

4.3底板混凝土浇灌

4.3.1底板混凝土浇灌前检查后浇带绑扎是否符合要求。在浇灌自防水混凝土前,所有杂物必须清理干净。

4.3.2板混凝土连接浇筑,不得留缝,必须保证“软接茬”。

4.3.3自防水混凝土振捣必须密实,不能漏振、欠振,也不可过振。振捣时间宜为10～30s,以混凝土开始泛浆和不冒气为准。振捣时,在施工缝、预埋件处,加强振捣,以免振捣不实,造成渗水通道、振捣时应尽量不触及模板、钢筋、止水带,以防止其位移、变形。

4.3.4混凝土接茬应控制在混凝土初凝之前进行,以防产生冷接茬,造成防水隐患。

4.3.5底板混凝土的浇筑方法。基础底板的施工建议沿纵向采用“一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的连续浇筑方法,保证及时接缝,避免冷缝的出现。

每个浇筑带的宽度应根据现场混凝土的方量、结构物的长、宽及供料情况和泵送工艺等情况预先计算好,避免冷缝的出现。

4.3.6底板成型完,等表面凝结前必须用木抹子搓压表面,以防表面龟裂,抹压至少三遍,最后一遍的收平要掌握好时间,在混凝土终凝前用木抹刀抹压平整。

4.3.7混凝土未达到足够强度以前,严禁敲打或振动钢筋,以防产生渗水通道。

4.4底板混凝土养护

自防水混凝土的养护是保证防水质量的最重要的措施之一,一定要派专人负责养护工作。养护期14d。

4.4.1开始养护时间:浇筑硬化12h后。

4.4.2养护方式:底板的保温保湿。底板成型完后,采用蓄水养护,蓄水高度不小于3cm。表面覆盖一层塑料薄膜。

地下室500mm高外墙的养护:在混凝土浇筑完毕终凝后,应立即挂上麻袋,拆除时间不少于7d,从模板的上方浇水养护至少14d。

4.5外墙混凝土浇灌

4.5.1在浇灌自防水混凝土前,模板及钢筋间的所有杂物必须清理干净。

4.5.2墙壁混凝土分层浇筑,每层高度不超过500mm,阶梯式逐层推进。

4.5.3混凝土振捣要求与前面所说底板相同。

4.5.4混凝土接茬时间不得超过120min,以防产生冷接茬,造成防水隐患。各施工单位的施工组织方案要充分满足此项要求。

4.6外墙混凝土养护。

自防水混凝土的养护是保证防水质量的最重要技术措施之一,一定要派专人负责养护工作。养护期14d。

4.6.1开始养护时间:终凝后12h左右开始养护。

4.6.2养护方式:外墙壁混凝土的暴露面大,养护困难,受阳光直射、气候变化以及风吹等因素影响,易因骤冷骤热或急剧干燥而产生开裂现象,因此,外墙混凝土必须采取有效的养护措施。

混凝土浇筑完后,1d可松动模板支撑螺栓,从上部不断浇水。由于混凝土最高升温在3d前后,为减少混凝土内外温差应力,减缓混凝土因水分蒸发产生的干缩应力,墙体应在7d后拆模板。然后淋水养护至14d。

拆模后每两天对外墙有无墙裂缝进行一次观察,发现裂缝应及时处理。

应尽快安排回填土工程。

5施工缝外侧、蜂窝麻面处理方法

5.1施工缝上继续浇筑混凝土之前,应将施工缝处的混凝土表面凿毛,清除浮粒及杂物,用水冲洗干净,保持湿润,在铺上一层20～30mm厚的同标号ZY水泥砂浆,然后再浇筑混凝土。

5.2外墙施工缝外侧处理

模板拆除后,施工缝外表面往往露出砂石的明显缝,这是易发生渗水的地方,为此,必须要用ZY防水砂浆处理,具体方法如下:a.在施工缝上、下各5cm沿缝凿毛,用水清洗干净。b.用内掺入7%ZY的水泥净浆,在表面刷1～2mm的净浆层;若不想凿毛,可以掺入界面剂,以提高粘结力。c.净浆层稍干后,在抹上4～5mmZY水泥砂浆,配合比为(水泥+ZY):砂:水=(0.39+0.07):2.0:0.38～0.40。d.压实,收光。e.抹面后8～10h进行洒水养护,养护期不少于7d。

5.3外墙缝窝、麻面处理

5.3.2由于漏振造成的孔洞,应将砼剔实,润湿,支模用内掺9%ZY的豆石砼灌注,振实,湿养14d。豆石砼的水胶比小于0.04,坍落度大于20cm。

6混凝土质量检测与控制

6.1按GBJ108《地下工程防水技术规程》规定检测混凝土坍落度、检查原材料称量;按规定留置抗渗试块。

6.2按GBJ107《混凝土强度检验评定标准》留置抗压强度试块及检验评定。

7本报告中未尽事项,遵照有关施工规程。

地下结构裂缝 第11篇

关键词：钢筋混凝土；地下室；外墙裂缝

1墙体裂缝分布状况

高层建筑地下室外墙一般与上部结构外框柱整浇，墙面外平，柱距约6～10米 ，柱截面双向尺度要比墙厚度大数倍，相应其刚度比墙体也大很多。因此墙面裂缝的分布大致有以下几种情况，第一种情况：大截面柱在两侧，离柱边30～50厘米的墙上，并上下延伸至墙的顶、底边；第二种情况：柱、墙截面刚度差别不很大时，墙面裂缝出现在柱距间，墙长中间部位处，当墙顶、底设有配筋较强的纵向梁时，裂缝上下延伸受限，分布在墙高中部；第三种情况：在外墙转角处的两侧，裂缝往往是成对出现的；第四种情况：墙体上有较大矩形洞口时，洞角顶出现放射状裂缝等。墙外立面裂缝多于内立面，裂缝宽度不一，有的肉眼仅见，有的较宽，达0.2～0.4mm，甚至更宽，内外贯通。这类裂缝会渗漏水，必将影响结构耐久性，必须进行处理。

在夏、秋的炎热、干燥季节，裂缝的出现一般在拆模后当天或稍后数日，在初冬骤冷降温天更易出现。

2钢筋混凝土地下室外墙裂缝出现的原因

混凝土结构的裂缝产生的原因有：荷载作用产生的和非荷载作用的两种。上述墙体裂缝一般是非荷载作用产生的。地下室钢筋混凝土外墙一般厚度不大，在混凝土浇筑过程中，由水泥水化热产生的墙体内部温度与表面温度的温差不大，不致因内胀外缩而产生墙体裂缝。工程竣工交付后，墙体埋在土中，几乎不受大气温度变化影响，不大可能因大气温度变化产生裂缝。所以地下室外墙裂缝都是施工早期形成的，进而逐步显现扩展的。如施工早期现浇筑混凝土失水过快、过多（养护不足，拆模过早），使其体积收缩过快，当墙体混凝土内产生的收缩应力大于当时混凝土具备的抗拉强度时，混凝土内就产生裂缝，随着水分的逐渐散失，裂缝进一步扩展显现。

墙体混凝土的早期抗拉强度与原材料质量、混凝土配合比有关，墙体内裂缝的扩展与结构设计配筋构造欠妥等因素有关。所以墙体出现裂缝是因墙体混凝土早期失水过快过多为主要原因。

我们知道混凝土在水中养护的条件下，体积是膨胀的，体内产生的将是压应力，不可能产生裂缝的。原材料质量、混凝土配合比、施工质量、结构设计配筋构造欠妥等因素都将促使已出现的裂缝继续开裂。

3钢筋混凝土构件收缩应变、应力浅析

3.1 一般地下室墙体混凝土和钢筋的应力和应变

由表知，混凝土内配置钢筋可抵消部分混凝土因失水产生的收缩应变，其值因配筋率的增加而增大，所以适当提高配筋率对抗收缩（抗裂）有一定好处，但过多增大配筋率反而会引起混凝土的开裂。如当C20， =3%时，钢筋处混凝土的拉应变 =1.3×10—4mm/mm>1.21×10—4mm/mm大于混凝土开裂极限拉应变，混凝土因受拉而开裂，所以用增大配筋量来消除混凝土的收缩应变（防止裂缝的产生）既不经济也不可行。但适当提高配筋率，取用较细直径，适当减小钢筋间距，使钢筋间混凝土的拉、缩应变均匀化，对抗收缩裂缝的扩展有一定好处。

由表也可见，相同配筋率，不同混凝土强度级别，混凝土中的拉应变，即配筋抵消的混凝土收缩变应的值（ / %）是不同的，其值随混凝土强度级别的提高而下降，一般说混凝土强度的提高不利于抗混凝土收缩，不能提高混凝土的抗裂度。

4控制裂缝的综合措施

如上所述，混凝土墙体中产生裂缝有多种原因引起，有原材料的、配比设计的，施工操作和管理的以及结构设计的等方面。在控制主要因素的同时，重视各个方面因素，对混凝土墙体裂缝进行综合控制，就能得到较好的效果。

4.1 对原材料的要求

混凝土是由多种材料组成的，总的要求是材料本身收缩性小，质量好，符合规范规定要求，这对防止混凝土早期收缩裂缝很有好处。

1） 水泥品种的选择。普通硅酸盐水泥，因其干缩率比矿渣水泥的要小25%。但普通硅酸盐水泥的水化热比较高，因墙体厚度小，其内外温差不大，不会产生不利影响。

2）粗细骨科的选择。最好用粗砂，细度模数在2.5以上，砂子含泥量要小于2%，最好为1%；石子片状颗粒要小于15%，其含泥量要小于1%。这些都有利于提高混凝土早期抗拉强度。

4.2 优化混凝土配合比。尽量减小孔隙率，减少水灰比，单方石子用量不少于1000㎏；适当掺加Ⅰ级粉煤灰，可改善和易性，减少水泥用量和水灰比。按规定加适量补偿收缩膨胀剂。

4.3 设计宜采取的措施

1）设置后浇带，其间距沿墙长方向不大于规范规定的结构伸缩缝距离，并与底板和顶板的后浇带间距一致，缝处钢筋不断。后浇带处设置底板和外墙贯通的超前止水带，后浇带浇筑时间延后不少于60天。

2）墙体水平钢筋设在竖筋外侧，钢筋直径宜细，间距宜密，可取100mm～150mm，构造配筋率宜大些，单侧宜取0.3%.（双面0.6%）。墙体上较大洞口用钢筋构造加强。

3）墙体转角、墙、柱相交截面突变处，宜另加相应水平筋，置于原筋的内侧，每端伸出柱边或墙角1000mm.

4） 墙底部和顶部设置水平通长拉梁。

4.4 施工和养护措施

1）墙体高度在3.0米及以上时，应分层浇捣，严格控制导管落高，不使混凝土跌落离析，禁止用振捣棒赶料，防止混凝土的不均匀性。

2）控制振捣时间，不过振不漏振，上层振捣时插入下层5cm，确保混凝土的密实。

3）保水养护，防止混凝土早期低强时过多失水，这是最重要的控制措施。最好采用木模，尽可能晚拆模，带模覆盖草袋养护不少于一周，拆模后继续饱水养护七天。夏天高温，秋冬季干燥、大风，墙体临空面大，会失水过快，更应加强养护。

4）±0.00现浇楼板的浇筑时间宜迟后于墙体浇筑一周以上，以利墙体变形和应力释放。

5）及时组织验收，验收后即在后浇带区段内回填土，防止长期室外暴露。

地下结构裂缝 第12篇

近年来, 随着我国建筑市场的大力发展, 各地都建成许多大型高层建筑群, 地下室结构也日趋大型化、复杂化。由于大型地下室结构多为超长超宽混凝土结构, 其平面尺寸大大超过规范允许的不设缝的最大限制长度, 但由于建筑使用功能上的限制一般不允许设置伸缩缝, 而由于混凝土结构具有随温度变化热胀冷缩及混凝土本身收缩的特性, 当结构长度超过一定限值或结构温差变化较大时, 结构收缩或膨胀变形在结构内引起的内力不可忽略, 因此在大型地下室工程中, 应从设计、施工、材料三方面全面考虑采用留置后浇带、采用膨胀剂补偿收缩、掺加聚丙纤维、施加预应力、设置加强带等技术进行综合控制, 并从结构整体布置与构造上采取有效措施, 只有这样才能有效防止超长混凝土结构裂缝的产生。

2 工程概况

某小区总建筑面积约30万m2, 由15座高层住宅楼组成, 上部主体结构分别为剪力墙结构和框架剪力墙结构, 设置二层地下室, 整个地下室建筑面积约为8万m2, 分为4个区。各区地下室顶板未设置伸缩缝, 间隔40 m～50 m设置后浇带, 后浇带浇捣封闭后地下室侧壁墙体以及顶板梁板多处出现细小裂缝, 其中典型裂缝发生区段结构平面布置如图1所示。经我院现场勘测、分析后, 发现多数裂缝是由温度应力引起, 现结合该工程裂缝产生原因分析对超长地下室混凝土结构设计及施工过程需重视的若干问题进行分析。

3 结构设计

超长地下室混凝土结构温度裂缝属非荷载裂缝, 主要是由砼收缩变形和季节性温差变化引起的应力状态控制, 与单纯由荷载变化引起的应力状态存在较大差别。结构变形、受到约束和强度不足为非结构裂缝形成的三要素, 只有这三要素同时存在时, 才会产生非荷载裂缝。因此从受力机理的角度讲, 解决超长地下室混凝土结构裂缝的方法不外乎以下三种:一是减小变形;第二是解除或减小约束;再就是提高材料的抗裂性能

3.1 结构布置

一个结构如果自身处于完全自由状态, 则再大的砼收缩及温差变形也不可能引起内力变化。因此在满足抵抗水平力作用的前提下, 应尽量弱化纵向抗侧构件的纵向刚度, 尽量将纵向主抗侧构件布置于结构几何中心, 使纵向抗侧刚度中心与几何中心尽量重合, 以便于两端构件以中部为对称轴相对容易的胀缩, 从而在相同温度荷载下可大大降低超长结构的温度应力。也就是常说的“放”的概念。

本工程由于前期建筑规划总平过程中, 为追求立面效果及经济效益, 两端建筑为二十三层纯剪力墙结构住宅楼, 中部为十七层框架剪力墙结构住宅楼, 因此两端纵向剪力墙构件较为密集, 从而形成了该结构两端的抗侧刚度大的先天不足。而且在后期设计过程中, 同样出于经济方面的考虑, 建设方未采纳设计院提出的采用预应力技术施加预压应力抵抗部分收缩次拉应力的建议;施工过程又未采取在混凝土中掺加膨胀剂的同时掺入一定比例的改性聚丙纤维, 以加强混凝土材料的连续性和匀质性, 提高混凝土的阻裂能力, 改善混凝土的脆性, 提高混凝土的抗裂性能, 致使“抗”的措施也未能实现。

3.2 后浇带设置

超长地下室通常为无缝设计, 工程上一般采用间隔30 m～40 m设置后浇带的方法防止混凝土开裂。后浇带的作用主要是释放后浇带封闭前这段时间内混凝土的收缩变形, 因此后浇带的设置必须充分考虑混凝土的早期收缩量及结构纵向的抗侧刚度大小来确定后浇带间距, 同时还必须对后浇带宽度及钢筋构造加以重视。而不能无论什么工程中都依靠工程经验按照30 m～40 m的间距设置后浇带, 这样有时可能不能完全解决问题, 有时可能又显得过于保守。目前实际工程中后浇带钢筋的构造比较混乱, 有将板筋截断梁筋不断的, 也有后浇带钢筋全部不断的, 甚至还有在后浇带范围内另设贯通加强筋的。究竟应采用何种构造方式为好, 文献[2]中对此进行了深入的分析, 认为后浇带完全脱开最为有利, 但由于结构其他方面条件的限制往往难以做到, 当钢筋部分贯通时, 穿越后浇带的钢筋面积越大, 对结构越不利;后浇带宽度越大, 对结构越有利;钢筋合力点位置越低对结构越有利。因此建议:①应尽量减少穿越后浇带的连续钢筋总量, 对于板内钢筋, 由于便于焊接且允许采用搭接方案, 均应作断开处理;②有连续钢筋穿越的后浇带应在允许范围内尽量加宽;③对允许进行搭接处理的梁腹与梁面纵向钢筋尽量截断, 只保留梁底钢筋贯通。

3.3 温度应力计算

超长地下室混凝土结构计算温差主要由混凝土收缩等效温差和季节性温差两部分构成。在建立温度应力有限元模型时, 综合考虑砼收缩变形、膨胀剂影响以及后浇带闭合前砼已完成约30%的收缩变形等因素, 一般收缩等效温差可取10 ℃;季节性温差为建筑物成型时的环境温度与使用时的环境温度差值, 超长砼结构于冬季封闭成型时, 温差可直接取冬季月平均最低气温与投入使用后室内环境温度的差值;而砼在夏、秋季封闭成型时, 结构温度场应通过对同纬度相类似工程的实测值确定, 必须考虑到日照等环境因素对混凝土结构温度的影响, 不能简单采用气温值。由于砼在夏季封闭成型时, 结构主要在负温差作用下结构收缩与砼收缩应力相累加, 是超长混凝土结构计算中的最不利工况, 因此, 设计时除非能确认砼具体成型时间, 否则应按夏季工况计算确定季节性温差[3]。

计算后浇带间距时, 首先应确定该结构单元施工时段, 以混凝土浇注成型到后浇带封闭或预应力施加完毕期间可能出现的最大结构温差作为第一部分温度荷载。确定的后浇带封闭时常按公式 (1) [4]计算该时段内混凝土的收缩量作为第二部分温度荷载。对有掺加膨胀剂的混凝土, 还应计算其在该时段内的膨胀量, 将该三部分当量温差的代数和相加得到的荷载施加于该结构单元段进行有限元分析以确定后浇带间距。计算所得的间距作为该超长混凝土结构的可能最大后浇带间距, 最终间距尚须结合施工期间沉降缝及预应力筋布置情况确定。当分隔后的区段仍较大时, 可以在区段内采用加设“膨胀带”来增强该区段的砼的抗收缩能力。

εy (t) =εundefinedM1M2M3M10 (1-e-bt) (1)

式中: εy (t) 任意时间的收缩, t时间, 以天为单位;b M3经验系数一般取0.01, 养护较差时取0.03;εundefined标准状态下的极限收缩32410-6;M1水泥品种影响系数;M2水泥细度影响系数;M3一骨料影响系数;M4水灰比影响系数;M5水泥浆量影响系数;M6初期养护时间影响系数;M7使用环境湿度状态影响系数;M8构件尺寸影响系数;M9不同操作条件影响系数;M10不同配筋率影响系数。

4 施工要点

超长地下室混凝土结构裂缝控制涉及到设计、施工、材料三方面, 单一方面采取措施都无法达到理想的效果。设计与施工应紧密配合, 在混凝土封闭入模时期、膨胀剂的选择、预应力张拉等方面密切配合, 才能达到较好的效果。

(1) 地下室底板和顶板的混凝土强度等级不宜过高, 宜在C30～C35范围内选用, 如果混凝土强度等级过高, 水泥用量多, 混凝土硬化过程中的水化热高, 收缩大, 容易引起裂缝。

(2) 严格控制混凝土原材料质量和技术指标, 尽可能采用低收缩高防裂混凝土, 目前设计单位在设计时一般仅规定应采用低压缩混凝土, 而对收缩限值未给出具体规定, 施工单位在选用混凝土时就有了很大的灵活性, 无法正确体现设计意图, 故设计单位应在设计文件中明确给出最大收缩量要求。

(3) 在满足混凝土膨胀量、强度及泵送工艺条件时, 混凝土配合比设计应尽量降低胶凝材料总量、降低水灰比、提高单位体积粗骨料的用量, 以控制混凝土后期干缩量。

(4) 混凝土浇捣成型时间应尽量安排在春秋两季, 以减小季节性温差影响;混凝土入模时应低温入模、低温养护, 使混凝土终凝温度尽量降低, 减少水化热和收缩。

(5) 在混凝土中掺人一定比例的改性聚丙纤维, 可有效的提高混凝土的阻裂能力、抗渗性和抗拉强度。

(6) 当采用预应力张拉工艺时, 应采用分段分批张拉, 先中段后两端, 在混凝土浇捣10天左右强度达到60时先张拉部分预应力筋, 可以有效防止早期裂缝的产生, 还能有效减小预应力损失。

(7) 在有塔楼部分地下室和无塔楼部分地下室连接区域, 由于两者之间侧向刚度相差较大, 如只在一个方向配置预应力筋, 则预应力作用会在垂直方向上产生拉应力, 因此应在垂直方向上加强配置一定数量的预应力筋, 以抵抗剪力作用。本工程在设计确定后浇带间距时, 未充分考虑实际工程温度应力状况, 未采用有限元分析软件计算后浇带间距, 而是按以往的工程经验按间隔40 m～50 m设置后浇带, 尽管采用在混凝土中采用掺入12%膨胀剂作为补偿收缩砼, 但由于结构超长超宽, 结构抗侧刚度布置不尽合理;在实际施工过程中施工单位又擅自调整后浇带间距, 致使其中一个区段的后浇带间距超过55 m, 并且由于采用泵送混凝土, 塌落度和水灰比均较大, 混凝土浇捣入模成型时间又恰逢夏季温度较高时期, 季节性温差较大, 后浇带钢筋未作断开处理等几个方面的原因共同导致了这一区段地下室顶板出现裂缝, 且多出现在无塔楼和有塔楼连接的部位 (即侧向刚度显著变异处) 。

5 结语

超长地下室混凝土结构设计是一个综合性问题, 它牵涉到混凝土收缩徐变特性、环境气温、日照强度、结构布置、预应力技术等诸多方面, 在进行复杂、超长地下室设计时, 首先在结构布置阶段应尽可能采用减少结构变形约束的原则, 即尽量将纵向主抗侧构件布置于结构几何中心, 使纵向抗侧刚度中心与几何中心尽量重合, 并减少温度变形方向竖向构件的抗侧刚度;其次温度应力计算应考虑收缩等效温差和季节性温差作用特征的不同之处, 在施工时低温入模、低温养护, 降低混凝土终凝温度, 以减少它们的累加效应;最后应根据超长结构温度裂缝形成特点, 结合采用留置后浇带、掺加膨胀剂、施加预应力等“抗”、“放”结合手段对温度应力进行有效控制。

参考文献

[1]GB50010-2002, 混凝土结构设计规范[S].

[2]全学友, 孙会郎.后浇带的设置方案对抗裂效果的影响[J].建筑结构, 2004, (6) :22-24.

[3]韩重庆, 孟少平.大面积混凝土梁板结构温度应力问题的探[J].建筑技术, 2000, 31 (12) .