探討地下室混凝土施工中的抗裂防滲技術(shù)

摘要：隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市建筑中出現(xiàn)了各種類型的地下室，從而增加了土地的利用率，有效緩解了城市土地資源的緊張局面。但是，由于地下室的長(zhǎng)度較長(zhǎng)、體積較大，很容易出現(xiàn)各種裂縫而發(fā)生滲漏現(xiàn)象，給工程的安全帶來(lái)一定的隱患。本文在分析地下室混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因的基礎(chǔ)上，對(duì)其抗裂防滲技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：地下室;混凝土施工;抗裂防滲技術(shù)

1 地下室混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫原因分析

1.1混凝土開裂原理

混凝土屬于剛性建筑材料，其特點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度較高，不易變形，造價(jià)較為低廉，缺點(diǎn)則是較易開裂而發(fā)生滲漏。從力學(xué)方面看，混凝土材料在硬化過程中會(huì)受到各種復(fù)雜的外力作用而產(chǎn)生應(yīng)力，同時(shí)，當(dāng)環(huán)境的溫度變化較大時(shí)，材料自身的體積也會(huì)隨之發(fā)生變化，當(dāng)這種體積的變化受到約束時(shí)，就會(huì)在材料的內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)以上這些應(yīng)力超過其自身的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)造成混凝土開裂而發(fā)生滲漏現(xiàn)象^[1]。

1.2地下室混凝土結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生裂縫的部位及其原因分析

⑴地下室外墻

地下室外墻一般都比較長(zhǎng)，當(dāng)外墻的混凝土結(jié)構(gòu)澆筑結(jié)束后，混凝土在硬化過程中由于失水而出現(xiàn)干燥收縮，在這個(gè)干燥收縮過程中，外墻的底部、頂部不但會(huì)受到一定的約束，而且也受到外界環(huán)境的影響，在兩者的共同作用下就產(chǎn)生了較大的收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮應(yīng)力超過一定限度時(shí)，就會(huì)在混凝土外墻上產(chǎn)生裂縫。

⑵地下室承臺(tái)底板

在建筑工程中，地下室的面積一般都比較大，即使在設(shè)計(jì)上已經(jīng)通過后澆帶將其分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域也仍然具有不小的面積，再加上地下室承臺(tái)的尺寸通常也比較大，一次澆筑混凝土的數(shù)量也比較大，當(dāng)?shù)叵率页信_(tái)底板的混凝土結(jié)構(gòu)澆筑完成后，混凝土中的水泥由于發(fā)生水化現(xiàn)象而釋放出大量的水化熱，致使混凝土結(jié)構(gòu)在內(nèi)部與外部之間出現(xiàn)較大的溫差，從而帶來(lái)一定的溫度應(yīng)力。另外，混凝土在逐漸硬化過程中，其體積會(huì)由于失水而出現(xiàn)干燥收縮現(xiàn)象，同時(shí)，混凝土在環(huán)境溫度、濕度和約束狀態(tài)等外部條件的影響下，也會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力。當(dāng)溫度應(yīng)力或收縮應(yīng)力值達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致地下室承臺(tái)底板開裂而發(fā)生滲漏現(xiàn)象，因此，溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力就是造成地下室承臺(tái)底板開裂的主要原因。

⑶地下室其他部位

在地下室混凝土結(jié)構(gòu)中，除了外墻和承臺(tái)底板之外，地下室的樓板和頂板部位也有可能出現(xiàn)開裂而造成滲水現(xiàn)象，通常都是由干燥收縮或施工堆載等原因所造成。

2 地下室混凝土施工中的抗裂防滲技術(shù)措施

2.1優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)的配筋設(shè)計(jì)

在地下室混凝土結(jié)構(gòu)中，對(duì)于受到干燥收縮變形或溫度變化而導(dǎo)致的裂縫，通常可通過優(yōu)化配筋設(shè)計(jì)的方法來(lái)阻止裂縫的形成，從而達(dá)到抗裂防滲的效果。一般情況下，地下室的混凝土結(jié)構(gòu)可在計(jì)算配筋的基礎(chǔ)上，采取細(xì)而密的配筋方式來(lái)合理布置鋼筋，從而達(dá)到加強(qiáng)構(gòu)造配筋的目的，即以較密的鋼筋來(lái)加強(qiáng)對(duì)相鄰混凝土的約束，以避免或降低混凝土出現(xiàn)裂縫的機(jī)率。

2.2合理選擇混凝土的原材料^[2]

⑴水泥

水泥的抗裂性能對(duì)于混凝土的抗裂性能有著重要的影響。試驗(yàn)證明，水泥的抗裂性能跟水泥的C4AF含量、C3A含量、堿含量及其早期的強(qiáng)度等因素有關(guān)，水泥的C4AF含量、C3A含量和堿含量越低，水泥的抗裂性能就越好，混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能也就越好，而水泥早期的強(qiáng)度越高，其抗裂性能反而越差，混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能也就越差。因此，為了提高地下室混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂防滲性能，一般可在滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，選擇早期強(qiáng)度低、堿含量低、C4AF含量低和C3A含量低的水泥。

另外，由于不同種類的水泥在摻合料方面有所不同，混凝土的干燥收縮值也存在著相應(yīng)的差異，而混凝土的干燥收縮值越小，其抗裂防滲性能就越強(qiáng)，在比較常用的普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥和粉煤灰水泥三者中，在收縮值方面，粉煤灰水泥<普通硅酸鹽水泥<礦渣水泥，因此，采用粉煤灰水泥的混凝土結(jié)構(gòu)，其抗裂防滲性能最好，普通硅酸鹽水泥次之，礦渣水泥最差。

⑵粗骨料

混凝土中的粗骨料一般為石子，試驗(yàn)證明，混凝土的收縮值與粗骨料有著較大的關(guān)系。各種常用粗骨料的收縮值大小關(guān)系為：石英巖<石灰?guī)r<花崗巖<板巖<砂巖。在地下室混凝土結(jié)構(gòu)中，基于抗裂防滲性能方面的考慮，一般宜從石英巖、石灰?guī)r和花崗巖這三者中選擇。

⑶外加劑

混凝土中的外加劑主要有減水劑和膨脹劑。一方面，可在混凝土中摻加減水劑，以減少拌和水的用量，這樣可以減少混凝土在硬化過程中因水分流失而造成的收縮，從而避免或減少開裂現(xiàn)象。另一方面，還可以在混凝土中添加膨脹劑，用以對(duì)混凝土的收縮進(jìn)行補(bǔ)償，從而避免或降低混凝土收縮造成的開裂現(xiàn)象^[3]。

2.3優(yōu)化混凝土的配合比

通過對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化，能夠使混凝土拌合物的和易性、流動(dòng)性、保水性和粘聚性等得到改善和提高，從而避免或降低混凝土的泌水與離析現(xiàn)象，并減少混凝土的干縮變形。其中，水灰比對(duì)混凝土的收縮有著非常重大的影響，選擇了合理的水灰比，就能夠?qū)囟攘芽p進(jìn)行有效地控制。一般情況下，對(duì)于超長(zhǎng)型的地下室外墻，其水灰比通常要控制在0.4以上。

2.4加強(qiáng)對(duì)混凝土施工過程的控制

在混凝土從澆筑到養(yǎng)護(hù)這一系列施工過程中，稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，因此，在地下室混凝土施工中，加強(qiáng)對(duì)混凝土施工過程的控制是一種比較重要的抗裂防滲技術(shù)措施。

首先，在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土的入模溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。尤其是在夏季高溫天氣下進(jìn)行施工時(shí)，必須采取各種有效的措施來(lái)降低混凝土的溫度，當(dāng)?shù)叵率业幕炷镣鈮Ρ容^長(zhǎng)或高度較高時(shí)，可通過分層澆筑、分段澆筑等方法來(lái)加強(qiáng)混凝土的散熱。

其次，在澆筑混凝土過程中還要切實(shí)加強(qiáng)振搗工作，以避免出現(xiàn)孔隙過量現(xiàn)象。只有確?；炷恋目障堵蔬_(dá)到設(shè)計(jì)要求，才能夠保證地下室混凝土結(jié)構(gòu)具有較好抗裂防滲性能。

再次，要加強(qiáng)對(duì)地下室混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)。在混凝土的硬化過程中，其內(nèi)部熱量主要從表面散發(fā)，這時(shí)必須確?；炷帘砻娴乃肿銐颍拍芗铀贌崃康纳l(fā)，以避免混凝土發(fā)生開裂現(xiàn)象，因此，在養(yǎng)護(hù)期間必須認(rèn)真做好混凝土表面的保濕養(yǎng)護(hù)工作。一般情況下，在混凝土拆模后，可在其表面覆蓋麻袋，并配以澆水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.5合理?yè)郊油饧觿?/p>

在地下室混凝土工程尤其是具有超長(zhǎng)外墻的地下室工程中，通常會(huì)在混凝土內(nèi)摻加適量的外加劑，以提高其抗裂防滲能力。在地下室工程中應(yīng)用得比較普遍的外加劑主要是高抗裂膨脹劑，膨脹劑摻入混凝土中后會(huì)跟水起水化反應(yīng)，使其體積膨脹變大，并在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生適量的預(yù)應(yīng)力，當(dāng)混凝土內(nèi)部出現(xiàn)溫度應(yīng)力時(shí)，這個(gè)預(yù)應(yīng)力就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效抵消，從而避免了溫度應(yīng)力過大而造成溫縮裂縫。

另外，由于大多數(shù)的抗裂膨脹劑都屬于有機(jī)體，跟水發(fā)生水化反應(yīng)后能夠產(chǎn)生大量的結(jié)晶體，并進(jìn)入到混凝土中的細(xì)小孔隙中去，不但降低了混凝土的孔隙率，還提高了混凝土的整體強(qiáng)度，并最終提高了混凝土的抗裂防滲能力。

2.6在地下室外墻加設(shè)后澆帶

在地下室外墻等大體積混凝土工程中，水泥跟水發(fā)生水化反應(yīng)而產(chǎn)生大量的水化熱，會(huì)增大混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力，從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生溫縮現(xiàn)象，這時(shí)如果加設(shè)了后澆帶，當(dāng)后澆帶受到溫度應(yīng)力的作用時(shí)，就會(huì)進(jìn)行自由收縮，從而有效抵消溫縮應(yīng)力所造成的破壞，而且，后澆帶在設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)上通常要比混凝土的強(qiáng)度高，其抗拉強(qiáng)度也比較高，因此，對(duì)于預(yù)防混凝土發(fā)生裂縫的效果比較好。

在地下室外墻設(shè)置后澆帶時(shí)，除了要符合相關(guān)的規(guī)范要求和“抗防兼?zhèn)洌苑罏橹鳌钡脑瓌t外，還必須根據(jù)實(shí)際的抗裂要求及混凝土的工程量大小，對(duì)后澆帶的間距進(jìn)行合理地選擇，一般情況下，地下室外墻的后澆帶間距宜控制在30～50米范圍內(nèi)。

2.7在地下室外墻中設(shè)置水平暗梁

當(dāng)?shù)叵率业耐鈮Ρ容^長(zhǎng)時(shí)，在施工條件、環(huán)境溫度的影響下比較容易出現(xiàn)裂縫，而且，裂縫的產(chǎn)生機(jī)率隨著混凝土的等級(jí)、水泥含量和環(huán)境溫度的升高而增加。另外，超長(zhǎng)地下室的外墻在配筋上通常都遵循“細(xì)筋密配”的原則，墻體的中部會(huì)受到項(xiàng)部和底部較大的約束力作用，而且，混凝土的項(xiàng)部與底部在重力作用下的膨脹量也不盡相同，很容易造成墻體的中部出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。因此，在超長(zhǎng)型的地下室外墻中，可通過在中部設(shè)置水平暗梁的方式來(lái)避免或降低墻體開裂現(xiàn)象。

3 結(jié)論

綜上所述，地下室的混凝土結(jié)構(gòu)比較容易出現(xiàn)裂縫而發(fā)生滲漏現(xiàn)象，只有充分分析其成因并靈活運(yùn)用各種抗裂防滲技術(shù)措施，才能確保地下室具有較好的抗裂防滲性能。

參考文獻(xiàn)：

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