淺談超長(zhǎng)建筑地下室的結(jié)構(gòu)無(wú)縫設(shè)計(jì)

朱軼

摘 要：文章結(jié)合某工程對(duì)超長(zhǎng)地下室結(jié)構(gòu)裂縫控制進(jìn)行分析研究，并全面介紹該工程超長(zhǎng)無(wú)縫設(shè)計(jì)及施工處理方法，希望為今后類似工程的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：超長(zhǎng)建筑；無(wú)縫設(shè)計(jì)；裂縫控制

工程為某房產(chǎn)公司開(kāi)發(fā)的住宅小區(qū)，設(shè)一層地下室，其建筑面積約14400m2，地下室長(zhǎng)約190m，寬約115m，底板板厚300mm，外墻厚350mm，砼強(qiáng)度等級(jí)：墻、柱為C35；梁、板為C30，砼抗?jié)B等級(jí)均為P6級(jí)。

1 裂縫成因分析

在建筑工程中，超長(zhǎng)地下室外墻與底板裂縫的形成，是由多種因素所影響帶來(lái)的收縮應(yīng)力造成的。從已建成的建筑來(lái)觀察，超長(zhǎng)地下室底板裂縫呈現(xiàn)出：裂縫與地下室底板的長(zhǎng)向垂直，同時(shí)，按一定的間距沿著長(zhǎng)向分布的規(guī)律。文章將從收縮應(yīng)力的角度對(duì)超長(zhǎng)地下室底板及外墻裂縫產(chǎn)生的原理進(jìn)行相應(yīng)的分析。

超長(zhǎng)地下室底板及外墻處在收縮變形的作用之下時(shí)，混凝土?xí)a(chǎn)生從兩端至中心的位移趨勢(shì)；這一趨勢(shì)的產(chǎn)生，必然會(huì)受到地基土對(duì)其的約束，所以，底板的全載面會(huì)產(chǎn)生水平法向應(yīng)力。通過(guò)工程實(shí)踐可知，砼水平法向應(yīng)力是造成底板垂直裂縫的主要應(yīng)力，是設(shè)計(jì)的主要控制應(yīng)力。同時(shí)，地基土對(duì)底板的約束作用，是沿著底板長(zhǎng)向連續(xù)式的進(jìn)行約束，所以，由端部至中心，混凝土底板載面上的水平法向應(yīng)力，將隨著地基土的約束而累積并增大，其最大值出現(xiàn)在底板截面的中心位置。當(dāng)最大法向應(yīng)力大于混凝土底板的抗拉強(qiáng)度時(shí)，底板中心位置將產(chǎn)生第一批垂直裂縫。底板開(kāi)裂之后，每塊底板的水平法向應(yīng)力又將按相同原理進(jìn)行分布，并產(chǎn)生下一批裂縫，如此繼續(xù)下去。

2 補(bǔ)償收縮砼抗裂原理

混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫一般直接由砼干縮及溫差引起，當(dāng)?shù)叵率业装搴屯鈮捎闷胀艜r(shí)，干縮及溫差均較大，容易產(chǎn)生裂縫。對(duì)于超長(zhǎng)地下室砼結(jié)構(gòu)，如果采用傳統(tǒng)的施工方法，每隔30～40設(shè)置一條后澆帶來(lái)解決砼的開(kāi)裂問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致施工工期延長(zhǎng)，后澆帶的清理及澆搗也非常麻煩，處理不好極易導(dǎo)致地下室滲漏，此外，后澆帶不封閉，則需一直進(jìn)行施工降水，也會(huì)導(dǎo)致工程費(fèi)用增加。

3 無(wú)縫設(shè)計(jì)中采取的設(shè)計(jì)及施工措施

通過(guò)以上分析，本工程超長(zhǎng)地下室的設(shè)計(jì)，即地下室砼采用膨脹混凝土，混凝土中摻入適量膨脹劑，同時(shí)每隔30m左右設(shè)置一條膨脹加強(qiáng)帶，加強(qiáng)帶內(nèi)采用膨脹砼，膨脹劑摻量適當(dāng)提高；此外，結(jié)合上部主樓設(shè)置膨脹后澆帶，后澆帶除上部主樓周邊設(shè)置外，沿長(zhǎng)度方向設(shè)置三條，沿寬度方向設(shè)置兩條。膨脹后澆帶及加強(qiáng)帶具體做法如下：

3.1 膨脹后澆帶。當(dāng)前超長(zhǎng)地下室混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，設(shè)置后澆帶是常用的方法。它的主要作用是，將混凝土早期的收縮應(yīng)力釋放出來(lái)，減少混凝土的變形。后澆帶設(shè)置間距通常在30～40m之間，設(shè)置于梁跨的三分之一位置，且應(yīng)避免將其設(shè)置于大跨處。其寬度通常在800～1000mm之間，本工程采用800mm。后澆帶內(nèi)縱向受力鋼筋處理方法一般有以下幾種：（1）梁板鋼筋都斷開(kāi)之后再搭接，此種方法會(huì)導(dǎo)致梁鋼筋焊接、搭接處理困難，質(zhì)量很難保證，易造成結(jié)構(gòu)隱患；（2）梁板鋼筋都不斷開(kāi)，施工方便，但鋼筋會(huì)約束混凝土的收縮，進(jìn)而影響后澆帶的效果；（3）梁鋼筋不斷，板鋼筋斷開(kāi)，這樣能大量減小鋼筋全部不斷對(duì)混凝土收縮形成的約束，同時(shí)避免梁鋼筋全部焊接、搭接的困難。后澆帶經(jīng)過(guò)跨的梁板配筋適當(dāng)加大。

3.2 膨脹加強(qiáng)帶。由于后澆帶部分不可以和主體一起施工，給施工帶來(lái)了：鋼筋裁斷之后需要焊接、搭接；后澆帶兩側(cè)要設(shè)可靠的支撐；影響模板的周轉(zhuǎn)、延長(zhǎng)工期、使得施工和降水變得更加復(fù)雜，如果處理不當(dāng)很容易留下隱患；后澆帶混凝土的鑿毛和清理麻煩等問(wèn)題。本工程每隔30m左右設(shè)置一道膨脹加強(qiáng)帶，帶寬2m，兩側(cè)設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)，加強(qiáng)帶外側(cè)為普通膨脹砼，到加強(qiáng)帶時(shí)改用大膨脹混凝土，設(shè)置加強(qiáng)帶可以連續(xù)澆搗超長(zhǎng)砼結(jié)構(gòu)。此外，在加強(qiáng)帶部位設(shè)置了附加鋼筋。

4 設(shè)計(jì)措施

在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意一下幾點(diǎn)：（1）材料選用：應(yīng)按《混凝土膨脹劑》和《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定選擇膨脹劑，其具體摻量應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。（2）構(gòu)造措施：合理提高超長(zhǎng)地下室墻、板受力鋼筋配筋率，墻、板受力鋼筋應(yīng)以細(xì)且密的原則設(shè)計(jì)，由于墻體的養(yǎng)護(hù)和施工易受外界溫差的影響，很容易產(chǎn)生豎向的裂縫，所以，應(yīng)以細(xì)且密的原則設(shè)計(jì)墻體水平筋。墻體水平構(gòu)造筋之間的間距最好小于150mm，并應(yīng)適當(dāng)控制其配筋率，另外，墻的中部應(yīng)當(dāng)加密水平筋之間的間距。（3）混凝土的收縮率和其強(qiáng)度的等級(jí)成正比，所以，不能用等級(jí)太高的混凝土澆筑地下室，通常不能超過(guò)C40。地下室通常都選擇自防水混凝土，應(yīng)注意地下室底板及外墻的防水施工，設(shè)置多道防護(hù)線，在地下室的防滲漏方面也是很重要的。

5 施工措施

5.1 底板混凝土可選擇90d或60d強(qiáng)度，來(lái)減少水泥的用量，降低混凝土的早期水化熱。

5.2 確保膨脹劑的摻量準(zhǔn)確。

5.3 如果施工條件充足，澆筑完混凝土之后，在其頂部可設(shè)水管慢淋對(duì)墻體進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，有良好的效果。

5.4 混凝土的振搗和布料應(yīng)當(dāng)按照施工規(guī)范進(jìn)行，以保證混凝土振搗勻質(zhì)、密實(shí)。

5.5 在完成地下室施工后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)覆土回填，同時(shí)盡快做好墻體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

5.6 在工程建設(shè)中，超長(zhǎng)地下室的混凝土養(yǎng)護(hù)工作是非常重要的，只有采取保濕養(yǎng)護(hù)膨脹混凝土的方法，才能更好將其膨脹效應(yīng)發(fā)揮出來(lái)。

6 結(jié)語(yǔ)

本工程控制地下室裂縫可分為“堵”和“疏”兩種方法。以“堵”為主，控制裂縫的產(chǎn)生，對(duì)施工圖進(jìn)行優(yōu)化，嚴(yán)格控制混凝土配合比，對(duì)混凝土的澆搗及養(yǎng)護(hù)嚴(yán)格把關(guān)；以“疏”為輔，在地下室適當(dāng)部位設(shè)置后澆帶，盡量減小混凝土約束應(yīng)力的積聚，以達(dá)到控制裂縫發(fā)展的目的。

參考文獻(xiàn)

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