地下室外墻抗?jié)B施工淺談

張澤民 楊如峰

地下室滲漏,是困擾著建筑業(yè)工程技術(shù)人員和管理人員的質(zhì)量通病,不僅造成建筑物壽命縮短和使用功能下降,也給工程的正常使用帶來困擾。地下防水施工中,多道設(shè)防明確以鋼筋混凝土自防水為主,因此施工中一定確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量,消除鋼筋混凝土中的裂縫和裂紋,這是抗?jié)B防水關(guān)鍵。

1 工程概況

府都賓館改擴建工程,位于青島市南區(qū)香港中路與南京路交界處,地下室基坑深-15.650 m,外側(cè)擋土墻厚度大(最厚部位500 mm),設(shè)計強度等級高(C40),極易產(chǎn)生收縮裂縫。

工程設(shè)計擋土墻采用膨脹混凝土,但實際施工中由于混凝土材料本身的離散特性,收縮率與普通混凝土不相上下,構(gòu)件仍有較大應(yīng)變,墻體表面出現(xiàn)細小、分散的裂紋,影響抗?jié)B效果。

2 技術(shù)路線與理論分析

根據(jù)裂縫成因分析,從材料入手,提高混凝土抗裂性能的技術(shù)途徑如下:1)減小溫度和濕度等變形,降低干縮和溫縮等變形引起的應(yīng)力。2)提高抗拉強度和極限拉伸率?；谝陨险J識,施工措施和思路為:摻加減水劑降低水膠比,提高混凝土的密實度;利用纖維的約束和混凝土膨脹對收縮的補償來減小溫差產(chǎn)生的變形,減少混凝土的原生缺陷;同時通過在纖維限制條件下的膨脹建立的自應(yīng)力對混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改善來提高混凝土抗裂、耐久性能,達到施工阻裂和增強抗?jié)B性能的目的。

3 抗裂纖維膨脹混凝土的工程應(yīng)用(府都賓館改擴建工程)

3.1 構(gòu)造措施施工優(yōu)化

墻體中的鋼筋除應(yīng)滿足強度要求外,充分考慮混凝土收縮而加設(shè)了強化鋼筋。水平構(gòu)造鋼筋置于受力鋼筋外側(cè)。

3.2 原材料優(yōu)選和混凝土配合比優(yōu)化

1)水泥。使用低熱或中熱的硅酸鹽水泥,降低混凝土的溫升,提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。工程采用山鋁水泥廠生產(chǎn)的P.O42.5水泥。2)細骨料。使用平均粒徑較大的中粗砂,降低混凝土的干縮,防止開裂。本工程采用平度古硯生產(chǎn)的天然河砂。3)粗骨料。選用粒徑大、質(zhì)量優(yōu)良、級配良好的石子,降低水泥和水的用量,減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。工程采用青島綠園人工碎石。從分析可知,水泥、骨料均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求。4)抗裂合成纖維(CTA Fiber)。由青島蘇博特建材公司生產(chǎn),其主要參數(shù)見表1。5)AEA膨脹劑。摻復(fù)合型AEA的混凝土物理性能見表2。6)混凝土配合比。保證混凝土具有良好工作性的情況下,降低混凝土的單位用水量,按低砂率、低水膠比、良好引氣性的原則,生產(chǎn)強度高、熱度小、韌性強的抗裂混凝土。本工程抗裂纖維混凝土配合比如表3所示。

表1 CTA Fiber纖維主要參數(shù)

表2 摻AEA膨脹劑混凝土的物理性能

3.3 混凝土的拌制和運輸

1)安排技術(shù)人員與混凝土生產(chǎn)廠家充分溝通,并駐扎生產(chǎn)廠家,對原料的質(zhì)量控制、配料的計量控制做全程監(jiān)控,確?；炷临|(zhì)量優(yōu)質(zhì)、供應(yīng)及時。2)纖維在砂、水泥、石子投放之后,加水之前攪拌,攪拌時間以聚丙烯纖維在混凝土中均勻分布為度,一般為3 min～5 min。3)異常天氣情況下輸送混凝土,容器上應(yīng)加蓋,以防進水或水分蒸發(fā)。4)混凝土出廠時的坍落度在160 mm～180 mm之間,運輸過程中的坍落度損失控制在20 mm以內(nèi)。

表3 試驗用混凝土配合比

3.4 混凝土澆筑

1)混凝土澆筑時,應(yīng)保證振搗的時間和位置,防止漏振、欠振和過振。對已經(jīng)初凝的混凝土不應(yīng)再次進行振搗,避免破壞已形成的混凝土結(jié)構(gòu)強度。2)對于墻與板等截面相差較大的構(gòu)件或結(jié)構(gòu),應(yīng)先澆筑較深的部分,根據(jù)氣候條件靜停0.5 h～1.5 h后再與較薄部分一起澆筑,以防止沉降裂縫的產(chǎn)生。3)聚丙烯纖維混凝土在相同配合比下,坍落度比普通混凝土降低30%左右,且泌水速度降低,同時聚丙烯纖維混凝土較稠,插入式振動棒拔出時穴坑復(fù)平時間較長,故在聚丙烯纖維混凝土澆筑1 h～2 h后,必須進行二次振搗,確?；炷撩軐嵍群细?。4)模板采用保溫保濕效果較好的木模板。對拉螺栓要求具有止水功能。模板支撐穩(wěn)固,避免了振搗產(chǎn)生相應(yīng)支撐的落差或位移產(chǎn)生相應(yīng)的裂縫和應(yīng)變(見圖1)。

對支撐系統(tǒng)進行嚴(yán)格設(shè)計,根據(jù)青建管質(zhì)字[2007]60號文件要求,合理安排支撐架體的布置,優(yōu)化支撐體系的分布。

3.5 混凝土拆模與養(yǎng)護

1)混凝土初凝后及時養(yǎng)護(帶模養(yǎng)護),適當(dāng)延緩拆模時間。2)模板拆除除符合強度及外觀的限定要求外,還考慮混凝土水化溫升、溫降變化規(guī)律及混凝土收縮變化規(guī)律、自然環(huán)境溫度、濕度、日照等情況,合理確定拆模時間。避免在混凝土溫度峰值時拆除模板及淋冷水養(yǎng)護?；炷翝仓? d后,采用模板上口開小縫隙的方法,小水慢淋進行墻體養(yǎng)護,養(yǎng)護用水以與墻體外表面溫度相近為宜。3)混凝土施工應(yīng)根據(jù)天氣情況,避免雨中混凝土澆筑施工,防止剛澆筑完的混凝土被雨水澆淋。

4 效果分析

分析28 d試驗結(jié)果,抗裂纖維和膨脹劑復(fù)合使用與不添加纖維比較,抗壓強度提高28%,劈拉強度提高34%,極限拉伸值提高32%,目前該工程地下室擋土墻施工未出現(xiàn)不良裂縫。

綜合分析以上試驗結(jié)果,膨脹劑對混凝土強度產(chǎn)生的負效應(yīng)是膨脹組分水化產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力導(dǎo)致混凝土內(nèi)部缺陷,抗裂纖維的復(fù)合使用,使大量亂向分布的細纖維分布其中,對混凝土產(chǎn)生一種約束作用,此種作用會使這種膨脹應(yīng)力得到分散,有效控制膨脹應(yīng)力導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞,并且在混凝土中建立一定的預(yù)壓應(yīng)力。兩者的復(fù)合效應(yīng)使混凝土內(nèi)部原生缺陷及結(jié)構(gòu)的均勻性得到徹底的改善。

5 經(jīng)濟效果

地下室外墻防水設(shè)計為一級防水,由外向內(nèi)防水設(shè)防依次為SBS瀝青卷材、鋼筋混凝土自防水、滲透結(jié)晶防水涂料。采用抗裂纖維膨脹混凝土,提高抗?jié)B等級(達到 P12抗?jié)B效果),外側(cè) SBS瀝青卷材防水層取消,為工程收獲較大的工期效益和經(jīng)濟效益。

6 結(jié)語

聚丙烯纖維在混凝土中形成的亂向支撐體系,產(chǎn)生了有效的效應(yīng)復(fù)合。能夠有效地減少混凝土早期泌水,降低孔隙率,減小早期干縮和塑性裂縫,從而能較大幅度地提高混凝土的密實度、抗裂性和抗?jié)B性。

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