地下室大體積混泥土裂縫的控制(正文)

1、地下室大體積混泥土裂縫的控制1 引言近年來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(fā)展，各地興建了大量的混凝土建筑。在建筑物的建造過(guò)程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量的問(wèn)題屢見不鮮?；炷两Y(jié)構(gòu)工程中的裂縫，是一個(gè)帶有普遍性、廣泛性、常見性、多發(fā)性的建筑工程學(xué)實(shí)際問(wèn)題，也是建筑界的一個(gè)難題，是一個(gè) “常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著工程技術(shù)人員。隨著各地建筑業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑的美觀和實(shí)用性的要求不斷加高，大體積混泥土工程的日趨增多，特別是大型的地下車庫(kù)、人防工程等地下室大體積混凝土建筑物。裂縫這個(gè)問(wèn)題也越來(lái)越明顯地暴露在所有從事、接觸建筑行業(yè)的人員面前，成為一個(gè)急待解決、刻不容緩的棘手的難題。由此，我們可以

2、清楚地知道，對(duì)它的研究防治以及實(shí)效易行的處理方式顯得非常的必要和可貴！2 地下室大體積混凝土裂縫形成的可能原因大體積混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生的原因大體可分為兩類：一是由外荷載引起的，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的主 要應(yīng)力以及其它結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫。二是由非受力變形變化引起的，主要由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。在這里主要指由非受力變形變化引起的裂縫：收縮裂縫?；炷恋氖湛s引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同，干縮、收縮的量也不同。其次受施工和環(huán)境、濕度等因數(shù)影響所引起的收縮裂縫。混凝土逐漸散熱和硬化過(guò)程引起的收

3、縮，會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力。如果產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就要使應(yīng)力增大，所以在地下室大體積混凝土的施工時(shí)就應(yīng)將自身收縮作為一項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定和考慮。溫差裂縫?；炷羶?nèi)外部溫差過(guò)大會(huì)產(chǎn)生裂縫。主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過(guò)大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑。澆筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，而其表面則散熱較快，形成了較大的

4、溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。此時(shí)，混凝齡期短，抗拉強(qiáng)度很低。當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面抗拉應(yīng)力超過(guò)混凝土極限抗拉強(qiáng)度，則會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的措施l 3.1水泥品種的使用理論研究表明大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過(guò)程中釋放了大量的熱量。于是，我們選擇低熱水泥品種，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。水泥水化釋放熱量的大小及速度取決于水泥內(nèi)礦物質(zhì)成分的不同。為了降低水化熱，要盡量采用早期水化熱較低的水泥。l 3.2摻加外加劑和外加料在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰后，可以增加混凝土的密實(shí)度，提高抗?jié)B能力，改善混泥土的工作度，降低最終收縮值，減少水泥用

5、量。要降低大體積混泥土的水泥水化熱引起的內(nèi)部溫升，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫，利用粉煤灰作混泥土的摻合料是最有效的方法之一。實(shí)踐中地下室混凝土添加UFA-H高抗裂膨脹劑，并要求保證水中養(yǎng)護(hù)14天的混凝土限制膨脹率大于等于有關(guān)規(guī)定。膨脹劑通過(guò)水化反應(yīng)，使混凝土產(chǎn)生適量膨脹，在鋼筋和鄰位的限制下，在混凝土中建立適當(dāng)?shù)念A(yù)壓應(yīng)力，可大致抵消混凝土干縮及溫度收縮時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，防止混泥土開裂。同時(shí)膨脹劑水化時(shí)生成的膨脹結(jié)晶使混凝土的抗?jié)B能力大大提高，從而使混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到抗裂與抗?jié)B的目的，最終提高其結(jié)構(gòu)的整體抗裂性能。聚丙烯纖維是一種新型高分子材料，采用改性母料添加到聚丙烯切片中進(jìn)行共混、紡絲、拉伸、切斷而制成

6、的用于砂漿混凝土抗裂防滲的工程纖維。該纖維經(jīng)過(guò)特殊的防靜電及抗紫外線處理，使纖維在混凝土中分散均勻并能長(zhǎng)期發(fā)揮其功效；該纖維異型截面增加了纖維面積；經(jīng)過(guò)化學(xué)接枝和物理改性及纖維表面處理技術(shù)使其表面粗糙多孔，大大提高了纖維與水泥基集料的結(jié)合力。單絲聚丙烯纖維加入混凝土基料中，能迅速輕易地與砂漿/混凝土材料均勻混合。由于纖維微細(xì)，比表面積大，每的混凝土有近二十條纖維,故能在混凝土內(nèi)部形成一種亂向支撐體系，能極有效的控制混凝土及水泥砂漿的早期的塑性收縮、干縮等非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展；有效阻礙骨料的離析，阻礙沉降裂縫的形成。大大提高混凝土的抗裂、抗?jié)B、抗凍、抗沖擊、耐磨能力，同時(shí)改善其韌性和延展性，

7、從而使建筑物的壽命大大延長(zhǎng)。l 3.3大體積混凝土的骨料控制在骨料的選擇上應(yīng)該選取級(jí)配良好的骨料，這樣可以獲得較小的空隙率及表面積，從而減少水泥的用量，降低水化熱，減少干縮，減小了混凝土裂縫的開展。盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑，因?yàn)榇止橇狭皆酱?、?jí)配越好，其空隙率就越小、總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越少，水化熱也隨之降低，其結(jié)果對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生有利。工程中宜采用級(jí)配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因?yàn)槠淇障堵市?，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就可以減少。另一方面，要控制砂子的含泥量。因?yàn)楹嗔吭酱笫湛s變形就越大，抗拉強(qiáng)度就低，裂縫就越嚴(yán)重，

8、因此細(xì)骨料盡量用干凈的中粗砂。l 3.4大體積混凝土的施工混凝土施工包括混泥土的生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑和溫度及表面保護(hù)，施工是減少大體積混凝土溫度裂縫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大體積混凝土工程施工，是在溫度較高的情況下進(jìn)行（如在夏季施工），那么一定要注意降低混凝土澆筑時(shí)的溫度。施工方法是在混凝土的內(nèi)部通入冷卻循環(huán)水，采用循環(huán)法表面保溫養(yǎng)護(hù)，以便加快混凝土內(nèi)部的熱量散發(fā)。另外，混凝土表面應(yīng)該覆蓋一些織物進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，這樣不但可以降低混凝土內(nèi)外溫差，防止表面產(chǎn)生裂縫，而且還可以防止混凝土驟然降溫產(chǎn)生貫穿裂縫，同時(shí)還可以使水泥順利水化，防止產(chǎn)生干縮裂縫。為了及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部溫升與表面溫度變化值，可以在混凝土內(nèi)部

9、設(shè)置一定量的測(cè)溫點(diǎn)，通過(guò)觀察可以更好了解混凝土的溫度變化情況。一旦內(nèi)外溫差超過(guò)允許值就要及時(shí)采取相應(yīng)措施。對(duì)于在較低溫度情況下的大體積混凝土工程施工，溫度驟降也容易形成裂縫。因此說(shuō)混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫也尤其重要。大體積混凝土的保養(yǎng)是保證工程質(zhì)量的最重要的措施之一，要派專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)工作。養(yǎng)護(hù)期不得少于14d。開始養(yǎng)護(hù)時(shí)間：混凝土終凝后2h即開始養(yǎng)護(hù)。地下室混凝土采取蓄水養(yǎng)護(hù)，樓板混凝土板表面必須覆蓋2層草袋或一層麻袋，并以每天澆水多次的方式養(yǎng)護(hù)（次數(shù)根據(jù)氣溫定，夏季每天約69次，其它季節(jié)可適當(dāng)調(diào)整），或采取蓄水10cm深的方式養(yǎng)護(hù)，使之保持混凝土內(nèi)外溫差不大于25。墻體養(yǎng)護(hù)一般可以延長(zhǎng)

10、模板的拆除時(shí)間，然后再派專人澆水養(yǎng)護(hù)。l 3.5設(shè)置后澆帶工程可結(jié)合建筑長(zhǎng)度、氣候環(huán)境特點(diǎn)綜合考慮，后澆帶設(shè)置間距一般控制在3040m；因建筑原因無(wú)法設(shè)置后澆帶時(shí)，增設(shè)膨脹加強(qiáng)帶。后澆帶的混凝土采用比原標(biāo)號(hào)混凝土高的微膨脹混凝土澆筑、（應(yīng)保證水中養(yǎng)護(hù)14d的混凝土限制膨脹率大于等于相關(guān)規(guī)定）。后澆帶寬度以工程情況而定，一般設(shè)置在梁跨1/3處。平面布置時(shí)梁的布置宜平行于后澆帶，以免梁截?cái)嗵啵ㄒ暰唧w情況可沿平面曲折通過(guò)）。后澆帶部位的構(gòu)件鋼筋不截?cái)?，且可增設(shè)不少于原配筋20的附加鋼筋，深入后澆帶兩側(cè)各1000mm，這樣可避免梁鋼筋全部斷后造成的鋼筋搭接及焊接困難。地下室有防水要求，在新老混凝土之

11、間設(shè)置鋼板止水帶，利用止水帶來(lái)防止?jié)B漏。 l 3.6設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶如若工程地下室體型復(fù)雜，上部結(jié)構(gòu)在地下室內(nèi)柱網(wǎng)排列也不均勻，致使部分區(qū)域后澆帶間距無(wú)法保證，故在這些區(qū)域增設(shè)膨脹加強(qiáng)帶并結(jié)合跳倉(cāng)法施工。膨脹加強(qiáng)帶混凝土采用微膨脹混凝土澆筑（應(yīng)保證水中養(yǎng)護(hù)14d的混凝土限制膨脹率大于等于相關(guān)規(guī)定），加強(qiáng)帶兩側(cè)架設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)，以防止兩側(cè)混凝土流入膨脹加強(qiáng)帶。膨脹加強(qiáng)帶鋼筋增加作法同后澆帶作法。l 3.7 降低水灰比配置混凝土?xí)r，應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，同時(shí)，要振搗密實(shí)，以減少收縮量，提高混凝土抗裂度；此外還要注意對(duì)板面進(jìn)行抹壓，方法是在混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行2次抹壓，以提高混凝土抗拉強(qiáng)度，減

12、少收縮量。l 3.8 設(shè)水平暗梁由于墻體可能受施工和環(huán)境溫度、濕度等因素影響較大，容易出現(xiàn)豎向收縮裂縫，且混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高開裂幾率越大。因此，工程設(shè)計(jì)時(shí)在計(jì)算滿足要求的前提下適當(dāng)提高了墻體的水平鋼筋配筋率，水平鋼筋的間距小于等于150mm，采取細(xì)而密的配筋原則。由于墻體受底板或頂板的約束較大，混凝土脹縮不一致，所以設(shè)計(jì)圖紙中部及端部各設(shè)一道水平暗梁，用來(lái)控制墻體有害裂縫的出現(xiàn)。l 3.9 增設(shè)構(gòu)造鋼筋由于墻與柱的配筋率相差較大，混凝土脹縮變形與限制條件有關(guān)；又由于應(yīng)力集中的原因，在離柱子12m 的墻體上易出現(xiàn)豎向收縮裂縫。所以，設(shè)計(jì)一般要求在墻柱連接處增設(shè)水平附加筋。這樣，有利于分散墻柱間的應(yīng)力集中，避免豎向裂縫的出現(xiàn)。l 3.10 裂縫的檢查與處理對(duì)于混凝土裂縫，應(yīng)以預(yù)防為主，為此需要精心設(shè)計(jì)、施工；但是由于目前設(shè)計(jì)采用的是帶裂縫工作（控制裂縫寬度），而實(shí)際情況又復(fù)雜多變，所以實(shí)際工作中還是難免出現(xiàn)一些裂縫。大體積混凝土的裂縫分為三種：表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫。對(duì)于表面裂縫因?yàn)槠鋵?duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、耐久性和安全基本沒有影響，一般不作處理；對(duì)深層裂縫和貫穿裂縫可以采取鑿除裂縫，將裂縫鑿除至看不見裂縫為止，再在上面澆筑混凝土。在處理較深的裂縫時(shí)應(yīng)增設(shè)限裂鋼筋，一般是在混凝土已充分冷卻后，在裂縫上