淺談地下車庫超長結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)

【摘要】通過工程實(shí)例，重點(diǎn)闡述超長地下車庫混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、影響因素及其控制原則，總結(jié)了超長地下車庫設(shè)計(jì)中混凝土裂縫控制方法及措施，希望能為類似的項(xiàng)目作為參考。

【關(guān)鍵詞】地下車庫；無縫設(shè)計(jì)

1、概述

近年來，超長超寬地下車庫結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮地下室超長帶來的不利影響，尤其是要注意防范因超長而使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大較多的裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性甚至安全性。

2、工程概況

河北某住宅小區(qū)，由18棟16～20層住宅和一層地下車庫組成，建筑綜合面積約為37萬平方米，其中地庫面積約為10.6萬平方米，地庫寬約為110m，長約為964m（如下圖一）。車庫采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板柱剪力墻結(jié)構(gòu)，車庫基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)加下柱墩結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)底板及下柱墩厚均為500mm，外墻厚為300mm.本工程地下結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級均為C30。

3、超長地下車庫結(jié)構(gòu)混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及采取的相應(yīng)措施

根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，對于埋于土中地下室結(jié)構(gòu)，要求每隔30m左右設(shè)一道溫度伸縮縫，但同時(shí)指出，當(dāng)采取有效措施后要求可以放寬。但在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，有些工程建筑使用功能或甲方要求不允許設(shè)置伸縮縫，因此必須采用一系列措施來避免因超長給車庫混凝土結(jié)構(gòu)帶來裂縫甚至滲水等情況。

因超長導(dǎo)致地下車庫混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫按照成因分為兩類：一是混凝土澆筑后硬化過程中的干縮裂縫，二是使用過程中外界溫度變化導(dǎo)致的溫度裂縫。以本工程為例，針對以上兩種裂縫形式，設(shè)計(jì)中分別采取如下應(yīng)對措施。

3.1控制干縮裂縫措施如下

1）混凝土材料的選用

本工程采用粉煤灰混凝土，粉煤灰混凝土可以大大降低水泥硬化過程中的水化熱，從而減少干縮裂縫，因粉煤灰混凝土28天期齡的強(qiáng)度沒有發(fā)揮，故設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級采用60天期齡的強(qiáng)度。同時(shí)本工程除后澆帶外全部采用補(bǔ)償收縮混凝土，后澆帶內(nèi)采用膨脹混凝土，此種混凝土就是在普通水泥中加入膨脹劑，水化反應(yīng)后在鋼筋混凝土中產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而大大減小了混凝土收縮過程中的干縮裂縫。

超長結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能選用低強(qiáng)度等級的混凝土，因混凝土強(qiáng)度等級高時(shí)，施工中養(yǎng)護(hù)不好，很容易產(chǎn)生裂縫，本工程基礎(chǔ)底板、頂板、墻柱均采用C30的混凝土。

2）施工注意事項(xiàng)

施工中應(yīng)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，并在設(shè)計(jì)中注明施工注意事項(xiàng)：如建議采用跳倉法或跳倉遞推法施工，地下外墻采用誘導(dǎo)縫等施工措施。

3.2控制溫度裂縫措施如下

1）建筑物的保溫

本工程的外墻及頂板均采用50mm厚的擠塑板保溫。

2）設(shè)置伸縮后澆帶

本工程每隔40m左右設(shè)置一道伸縮后澆帶，并注明后澆帶的澆筑溫度。后澆帶的澆筑溫度即為該地區(qū)的年平均氣溫。

3）樓板的鋼筋布置

樓板宜配置防裂鋼筋，板鋼筋宜采用較小直徑和間距。

4）溫度應(yīng)力大的部位增設(shè)溫度筋

超長混凝土結(jié)構(gòu)的使用階段除考慮常規(guī)荷載工況下作用效應(yīng)以外，還應(yīng)考慮混凝土收縮、徐變和溫度變化等間接作用在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的效應(yīng)。本工程進(jìn)行了溫度應(yīng)力分析，在凹凸角部位及長方向板邊緣溫度應(yīng)力較大，增設(shè)溫度筋。另外在地下室外墻截面突變位置及交接部位（如墻與柱、墻與墻的連接部位）宜增設(shè)直徑為8mm～10mm的水平附加鋼筋，伸入墻內(nèi)不宜小于150mm，豎向間距與墻體水平鋼筋相同，間隔布置。

5）采用膨脹加強(qiáng)帶替代伸縮后澆帶

應(yīng)綜合考慮建筑長度、構(gòu)件尺寸等因素，合理布置膨脹加強(qiáng)帶，帶寬度宜取2m，間距不宜大于40m。其主要做法如下：

1.帶寬2.0m，帶兩側(cè)布置 5mm的密孔鋼絲網(wǎng)，將帶內(nèi)混凝土與帶外混凝土分隔開，鋼絲網(wǎng)垂直布置在上下層鋼筋之間，兩端分別綁扎在上下層鋼筋上。

2.帶內(nèi)增設(shè)10 %～15 %的水平溫度鋼筋，均勻布置在上下層鋼筋上，水平溫度鋼筋垂直于膨脹加強(qiáng)帶長度方向進(jìn)行分布，兩端各伸出膨脹加強(qiáng)帶La，并固定在上下層鋼筋上。

3.帶內(nèi)采用設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級比相鄰非加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度等級高一級的混凝土進(jìn)行澆筑，外摻適量膨脹劑（帶內(nèi)膨脹劑含量比帶外高）

與傳統(tǒng)的后澆帶相比，膨脹加強(qiáng)帶可連續(xù)施工，避免了60天后澆筑后澆帶這一環(huán)節(jié)，大大縮短了施工周期，加快了施工進(jìn)度且結(jié)構(gòu)的整體防水性能好，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

總結(jié)：

超長地下室裂縫的控制與預(yù)防一直是現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)面臨的一大綜合性難題。它必須通過設(shè)計(jì)、施工、材料優(yōu)選等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面控制，只有這樣才能減少甚至避免裂縫的產(chǎn)生。本文結(jié)合實(shí)際工程對超長地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在預(yù)防與控制裂縫方面采取的措施進(jìn)行探討和分析，意在拋磚引玉能為以后類似的項(xiàng)目作為一些參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010.

[2]《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊》第四版，中國建筑工業(yè)出版社.