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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)超長(zhǎng)地下室混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行了分析，進(jìn)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(zhǎng)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(zhǎng)結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)單元長(zhǎng)度超出《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(shí)期，混凝土中的水泥放出大量的水化熱，同時(shí)混凝土彈性模量發(fā)生顯著的變化，這個(gè)時(shí)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(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形約束不能自由變形時(shí)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(shí)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(dāng)收縮力大于基體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)使表面產(chǎn)生開裂。混凝土日早期塑性收縮最大速率發(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(shí)期特別要采取保護(hù)措施以避混凝土開裂?；瘜W(xué)減縮主要是無水熟料與水起化學(xué)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(zhǎng)時(shí)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(jì)要求，在小區(qū)的中央綠化帶下，設(shè)計(jì)出綜合式人防地下車庫；地下室長(zhǎng)達(dá)120多m，寬達(dá)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(jí)、Ⅱ級(jí)綱?？紤]到超長(zhǎng)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(huì)引起很大的麻煩和因后期維修而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)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(biāo)，在地下室施工前，應(yīng)尋找可以控制超長(zhǎng)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(zhǎng)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(yàn)，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(diǎn)，對(duì)引起混凝土變化的因素進(jìn)行了認(rèn)真地分析，希冀通過對(duì)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(duì)外加劑的使用工程技術(shù)人員也是相當(dāng)慎重的。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)我們選擇了玻璃纖維和微膨脹劑（U E A）在不同的實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)踐證明：微膨脹劑（U E A）在其他地下室項(xiàng)目上使用效果良好，因?yàn)樗_實(shí)達(dá)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(shí)所產(chǎn)生的熱量，從而控制混凝土的溫度升高。本工程試驗(yàn)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(shí)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(jí)配碎石（施工中也可采用5—15mm，20～40mm雙級(jí)配碎石），粗骨料中針片狀顆粒含量不大于15%，細(xì)骨料選用細(xì)度模數(shù)2.50左右的中粗砂。嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量，石子控制在1石以下，黃砂控制在2%以下。因?yàn)槿绻嗔看蟮脑挘粌H會(huì)增加混凝土的收縮，而且會(huì)引起混凝土抗拉強(qiáng)度的降低，對(duì)混凝土抗裂極為不利。

（5）摻加粉煤灰。摻入一定量的磨細(xì)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(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間。實(shí)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(dá)到防裂效果。

2、施工防裂措施

在材料中采取了相對(duì)應(yīng)的防裂措施后，若因商品混凝土的澆搗和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，同樣會(huì)造成地下室外墻板的開裂。特別是因?yàn)楸盟突炷亮看螅绻且淮涡詽仓?，?shì)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(hù)也帶來相當(dāng)難度，使內(nèi)外溫差過大，同樣會(huì)造成溫度裂縫。為避免因商品混凝土的澆搗和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成的裂縫，工程技術(shù)人員在原有施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，特采取以下措施：

第一，減低混凝土的出機(jī)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(qiáng)度，即將28d強(qiáng)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(qiáng)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(shí)度，使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高1O～20%左右，從而提高抗裂性。

第五，加強(qiáng)保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。本次工程墻板的模板采用小鋼模，優(yōu)點(diǎn)是保濕性能比木模好，但缺點(diǎn)是保溫性能比木模差，為了解決這一問題，我們?cè)谕饽Ｉ霞由w了二層麻袋。并按規(guī)范定時(shí)進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。

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(shí)間不放松對(duì)拉螺栓的螺母，使兩側(cè)模板在養(yǎng)護(hù)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(zhǎng)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(duì)超長(zhǎng)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(zhǎng)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(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，制定出科學(xué)合理的技術(shù)保證措施，減少裂縫產(chǎn)生，確保工程質(zhì)量。

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