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協(xié)會(huì)刊物
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地下室混凝土底板施工裂縫的分析及控制 |
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時(shí)間日期：2003-11-24 已被閱讀次：[6905] |
佛山市工業(yè)區(qū)綜合開發(fā)總公司 李志彬
[摘 要] 在地下室施工過(guò)程中，一個(gè)相當(dāng)普遍的問(wèn)題就是底板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。本文介紹了通過(guò)設(shè)計(jì)、材料、 施工等綜合技術(shù)措施進(jìn)行裂縫控制， 經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用效果良好。
[關(guān)鍵詞] 地下室 混凝土 裂縫 控制措施
概述
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，在地下室施工過(guò)程中，一個(gè)相當(dāng)普遍的問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，影響了建筑物的使用功能和壽命。我們應(yīng)采取有效的措施減少裂縫的發(fā)生,將有害裂縫控制在允許范圍內(nèi)。
施工階段混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
裂縫的出現(xiàn)極大部分是由于溫度、收縮和地基不均勻沉降產(chǎn)生的變形引起的。在地下室施工時(shí)，因?yàn)樯喜亢奢d不大，地基下沉的可能性較小，主要還是由于溫差和收縮變形引起的。其出現(xiàn)的直接原因有：
1）泵送商品混凝土的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致混凝土的收縮及水化熱增加。
2）混凝土的等級(jí)日趨提高，水泥的用量相應(yīng)增加。
3）由于地下室底板較厚及大量采用超靜定結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)的約束應(yīng)力不斷增大。
4）施工方法不當(dāng)。
控制裂縫的措施
1）合理布置鋼筋
鋼筋的彈性模量比混凝土的彈性模量大7～15倍，合理的鋼筋配置可以起到減輕混凝土收縮的程度，在相同的配筋率下，應(yīng)選擇細(xì)筋密布的辦法。
2）合理留設(shè)伸縮縫
伸縮縫是為了防止結(jié)構(gòu)因溫度效應(yīng)而設(shè)置的一種結(jié)構(gòu)縫。我國(guó)現(xiàn)行的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)式結(jié)構(gòu)處于室內(nèi)或土中條件下的伸縮縫間距為55m,合理設(shè)置伸縮縫對(duì)大體型結(jié)構(gòu)防止溫度裂縫是非常有效的。
3）后澆帶
它是施工期間保留的臨時(shí)性溫度收縮變形縫，是一種特殊的施工縫。設(shè)計(jì)后澆帶的目的是取代結(jié)構(gòu)中永久性的伸縮縫。要求在澆搗后澆帶之前，結(jié)構(gòu)混凝土至少30％的收縮已完成。
4）選用相應(yīng)的水泥
混凝土內(nèi)部實(shí)際最高溫升,主要處決于水泥用量及水泥的品種。應(yīng)優(yōu)先選用水化熱較低的水泥品種，如礦渣硅酸鹽水泥。在符合設(shè)計(jì)的情況下，充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少水泥的用量。地下室外墻施工時(shí)，考慮到礦渣水泥比普通硅酸鹽水泥收縮量大25％，因此墻板采用普通硅酸鹽水泥為好。
5）骨料
目前泵送混凝土的碎石規(guī)格一般為5～25mm。根據(jù)試驗(yàn)，采用5～40mm石子比采用5～25mm石子，每立方米混凝土可減少用水量15kg左右，在相同水灰比情況下，水泥用量減少20kg左右，因此盡量選擇大粒徑粗骨料。
6）砂
采用中、粗砂，細(xì)度模數(shù)必須控制在2.3以上，含泥量控制在2％以下。因?yàn)椴捎眉?xì)度模數(shù)為2.8比2.3的中砂每立方砼可減少水泥用量約30kg，減少水用量20～25kg，從而降低混凝土水化熱和溫差引起的收縮。泵送砼時(shí)，砂率應(yīng)控制在38％～45％。
7）使用粉煤灰等礦物質(zhì)外摻料
由于粉煤灰顆粒呈球狀，為中空結(jié)構(gòu)，主要成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，因此在混凝土中摻入粉煤灰對(duì)改善混凝土的和易性，替代水泥用量降低水化熱，減少收縮，提高抗裂性有著良好的效果。但應(yīng)注意摻入粉煤灰后混凝土的早期強(qiáng)度較低，摻量應(yīng)根據(jù)水泥的品種、不同的工程對(duì)象、施工工藝，通過(guò)試驗(yàn)確定。
8）外加劑
為達(dá)到抗裂、防水的目的，在配制砼時(shí)，一般需要摻入減水劑、緩凝劑、微膨脹劑等。外加劑的質(zhì)量對(duì)混凝土的影響非常大，有些微膨脹劑與其他外加劑一起使用可能產(chǎn)生副作用，因此在使用前應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。目前工程中應(yīng)用的微膨劑品種較多，質(zhì)量參差不齊，我們通過(guò)試驗(yàn)、比較，常用的微膨脹劑中UEA－H效果較好，水中養(yǎng)護(hù)14d、空氣中養(yǎng)護(hù)28d的限制膨脹率分別為0.045％和0.011％，符合建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JC478－92)水中14d>0.04％和空氣中28d<－0.02％要求,轉(zhuǎn)入空氣中的回落差，60d UEA－H為0.018％。
9）控制混凝土澆筑溫度
根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對(duì)大體積混凝土的澆筑應(yīng)合理分段分層進(jìn)行，使混凝土溫度均勻上升，澆前應(yīng)在室外氣溫較低時(shí)進(jìn)行，混凝土澆筑溫度不宜超過(guò)28 ℃。夏季施工時(shí)，如果混凝土的入模溫度過(guò)高，可用冷水作為攪拌用水，也可將粗骨料遮蓋，防止日曬以降低溫度。
混凝土澆筑以后，混凝土因水泥水化熱升溫而達(dá)到的最高溫度主要是混凝土入模溫度與水化熱引起的。規(guī)范規(guī)定：溫度控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí)，溫度升幅不宜超過(guò)25 ℃。建議限制ΔT30 ℃，根據(jù)我們的體會(huì)ΔT28 ℃不會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。對(duì)于澆筑厚度在1.0～2.5m的底板，實(shí)際最高溫度一般發(fā)生在砼成型后的第3天。
10）注意混凝土施工的操作程序
除在施工中應(yīng)切實(shí)按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》執(zhí)行外，還應(yīng)做好：a）、控制好坍落度，混凝土為便于泵送，一般要求有較大的坍落度，一般攪拌站是通過(guò)外摻高效減水劑來(lái)解決。施工單位在定貨時(shí)應(yīng)在合同中提出所需砼的坍落度值。坍落度一般控制在120±20mm 為宜。b)、泌水，商品混凝土在澆振過(guò)程中會(huì)發(fā)生大量的泌水，當(dāng)混凝土大坡面的坡腳接近盡端模板時(shí)，可改變混凝土澆搗方向，即從盡端往回，與原料坡相交成一個(gè)集水坑，用軟軸泵及時(shí)排除。c)商品混凝土的表面水泥漿較厚，在澆搗后要進(jìn)行處理，一般先初步按設(shè)計(jì)標(biāo)高用長(zhǎng)刮尺刮平，然后在初凝前用滾筒碾壓數(shù)便，再進(jìn)行二次抹面，提高砼表層密度，消除收縮裂縫。
11）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)
塑料薄膜覆蓋或澆水草袋覆蓋養(yǎng)護(hù)是高層建筑地下室底板防止產(chǎn)生裂縫的一重要環(huán)節(jié)，目的是控制溫差，防止產(chǎn)生表面裂縫，可充分發(fā)揮混凝土早期強(qiáng)度，使溫度產(chǎn)生的應(yīng)力 σmax <抗拉強(qiáng)度Rf，防止產(chǎn)生貫穿裂縫。另一方面，潮濕的環(huán)境可防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生的干縮裂縫，澆水養(yǎng)護(hù)不少于14d。
12） 做好測(cè)溫工作
底板混凝土測(cè)溫工作是為了掌握大體積混凝土水化熱的大小。通過(guò)調(diào)節(jié)措施來(lái)控制混凝土中心最高溫度和表面溫度之差不超過(guò)會(huì)產(chǎn)生裂縫的臨界溫度。
總之,地下室混凝土裂縫控制是一個(gè)綜合性的課題，要通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、材料優(yōu)選等環(huán)節(jié)進(jìn)行全面控制，才能減少裂縫的產(chǎn)生。采用了上述方法，經(jīng)過(guò)了試驗(yàn)和工程實(shí)踐，對(duì)底板大體積混凝土裂縫控制是行之有效的，但對(duì)墻面混凝土的開裂現(xiàn)象，還有待我們?nèi)ダ^續(xù)研究。
參考文獻(xiàn)
1. 《鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程JGJ3－91》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1991
2. 王鐵夢(mèng)，工程結(jié)構(gòu)裂縫控制（M）中國(guó)建工出版社，1997.8
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