深圳國際會展中心超長地下室裂縫控制技術(shù)

梁傳浩，袁淵，王珂昊

（中建三局工程設(shè)計有限公司，武漢 430071）

1 引言

超長地下室混凝土結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)單元長度超過了規(guī)范規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距（室內(nèi)現(xiàn)澆式框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距為55m【1】）的結(jié)構(gòu)。實際工程中超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題顯得尤為突出。裂縫導(dǎo)致的滲漏不僅影響地下室的正常使用，也給混凝土結(jié)構(gòu)耐久性帶來防裂、抗?jié)B的技術(shù)難點。筆者以深圳國際會展中心超長地下室為案例，對該項目設(shè)計和施工過程中采用的裂縫控制技術(shù)做一些實質(zhì)性的概述和探討。

2 工程概述

本項目地下室為2 層（局部1 層），鳳塘大道從深圳國際會展中心中部穿過，分為南北2 部分，南側(cè)地下室與北側(cè)地下室通過設(shè)于鳳塘大道下方的下穿通道相連，下穿通道與南北地下室交界處設(shè)伸縮縫斷開。北側(cè)地下室東西向最大寬度540m，南北向最大長度415m；南側(cè)地下室東西向最大寬度516m，南北向不分縫最大長度為1 250m。其中，地下室首層平面示意圖如圖1 所示。

圖1 深圳國際會展中心首層平面示意圖

地下2 層?xùn)|西向最大寬度為516m（南登錄大廳），南北向最大長度為1 250m（南側(cè)地下室）；地下1 層?xùn)|西向最大寬度為540m（北登錄大廳），南登錄大廳寬524m，南北向最大長度1 250m（南側(cè)地下室）；地下室頂板東西向最大寬度為540m（北登錄大廳），南登錄大廳524m，南北向最大長度為1 250m（南側(cè)地下室）；頂板最大不分縫區(qū)塊為499m×524m；地下室各層?xùn)|西向典型寬度為91m（中廊），中廊+穿梭車道的東西向典型寬度為330～390m。

南、北登錄大廳室內(nèi)頂板標高為-0.100m，標準展廳地面標高為-1.250m，南北登錄大廳室外及中廊頂板結(jié)構(gòu)標高為-1.300m；地下1 層板面標高為-6.500m，地下室底板結(jié)構(gòu)標高為-10.300m。頂板標高示意圖及相應(yīng)剖面圖如圖2 所示。

圖2 深圳國際會展中心頂板層標高分布圖（單位：m）

3 設(shè)計上采用的超長地下室裂縫控制構(gòu)造措施

3.1 地下室底板構(gòu)造措施

本工程地下室底板最大長度為1 250m，為削弱底板的剛度，擬每隔150m 左右設(shè)置1道寬 2.5m×1.5m 的結(jié)構(gòu)溝【2】，結(jié)構(gòu)溝結(jié)合后澆帶設(shè)置。結(jié)構(gòu)溝的工作原理是：結(jié)構(gòu)溝側(cè)壁厚度取為300mm，通過人為設(shè)置結(jié)構(gòu)凹口，減少地下室底板結(jié)構(gòu)收縮垂直長度，有利于充分釋放面內(nèi)剛度，從而達到減小混凝土結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力的目的。后澆帶之間采用跳倉法施工，跳倉區(qū)塊尺寸約40m×40m，相鄰倉塊混凝土的澆筑時間間隔建議不少于10d 以上。

3.2 地下1 層板構(gòu)造措施

本工程地下1 層板最大長度為1 250m，地下1 層在與鳳塘大道交界處、與休閑帶相連處設(shè)置伸縮縫；后澆帶設(shè)置間距約為150m，其位置與地下室底板層后澆帶位置相對應(yīng)，后澆帶兩側(cè)混凝土澆筑60d 以后澆筑；北登錄大廳東側(cè)僅1 層地下室，其地下1 層底板處后澆帶結(jié)合結(jié)構(gòu)溝一同設(shè)置。同時，結(jié)合伸縮縫與誘導(dǎo)縫的概念，本工程設(shè)計師提出地下室1 層板中采用梁板分縫、柱不分縫的方式（簡稱為“不完全伸縮縫”）來應(yīng)對超長所帶來的問題；后澆帶之間采用跳倉法進行施工，跳倉法施工要求同地下室底板層。

3.3 地下室頂板構(gòu)造措施

本工程地下室頂板在與鳳塘大道處交界處、與休閑帶相連處、西北側(cè)車道出口處、東南側(cè)及西南側(cè)車道出口處設(shè)置伸縮縫；每隔約150m 設(shè)置1 條后澆帶，后澆帶位置同地下室底板層、地下1 層，大部分后澆帶的封閉時間定為兩側(cè)混凝土澆筑后60d，中廊部分每隔300m 左右留置1 條后澆帶待工程主體完工后再澆筑；各展廳短邊與地下室相鄰的第一跨設(shè)置結(jié)構(gòu)溝，以減小X 向面內(nèi)剛度。各構(gòu)造措施平面布置如圖3所示。

3.4 地下室外墻構(gòu)造措施

地下室外墻因長度長、剛度大及養(yǎng)護條件差，故較易出現(xiàn)裂縫。本工程設(shè)計上在地下室側(cè)壁設(shè)誘導(dǎo)縫；誘導(dǎo)縫沿外墻按間距約30m 布置1 道。地下室外墻在各樓層后澆帶對應(yīng)的位置亦留置后澆帶，后澆帶澆筑時間為兩側(cè)混凝土澆筑后的60d。

圖3 深圳國際會展中心地下室頂板構(gòu)造措施示意圖

3.5 設(shè)計上采取的其他構(gòu)造措施

采用補償收縮混凝土技術(shù)，在鋼筋和約束的作用下，在鋼筋混凝土中建立起一定的預(yù)應(yīng)力，這一應(yīng)力能大致抵消混凝土在收縮時產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止或減少混凝土構(gòu)件的裂縫產(chǎn)生【3】。另外，地下室各層板鋼筋配筋間距控制到≤150mm，盡量以鋼筋間距100～125mm 為優(yōu)，合理的“細而密”的構(gòu)造配筋方式，對防止裂縫的產(chǎn)生或減少裂縫的危害有著重大作用。

4 設(shè)計上建模進行應(yīng)力計算分析

設(shè)計上通過軟件建模，考慮溫度荷載、混凝土的收縮和徐變、樁基剛度等影響因素，結(jié)合不同情況的施工模擬，對超長地下室進行整體模型應(yīng)力分析。分析結(jié)論以下：

1）地下室底板位移最大點位于中廊兩端及登錄大廳兩端，靠近結(jié)構(gòu)溝的地方板應(yīng)力明顯減少；地下一層樓板位移最大點位于中廊南端及登陸大廳兩端、穿梭車道對應(yīng)的中廊處；地下室頂板位移最大點位于中廊南端及登錄大廳兩端、穿梭車道對應(yīng)的中廊處、展廳外圍輪廓角點。

2）靠近登錄大廳及中廊地下室側(cè)壁的4.5m 范圍內(nèi)，由于受到側(cè)壁約束的影響，板的應(yīng)力值較大，設(shè)計時對應(yīng)做了加強。

另外，設(shè)計上模擬施工比較了考慮/不考慮跳倉法施工及后澆帶2 種情況，結(jié)果顯示：考慮跳倉法及設(shè)置后澆帶，能有效地減小混凝土的收縮應(yīng)力；不完全伸縮縫應(yīng)用于地下1 層樓板，能起到一定程度上釋放樓面應(yīng)力的作用。

5 超長地下室裂縫控制施工上采取的構(gòu)造措施

5.1 跳倉法施工

跳倉法施工裂縫控制是采用“抗放兼施”“先放后抗”，最后以“抗”為主的綜合方法來控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫【4】。也就是利用混凝土在7～10d 期間的性能尚未穩(wěn)定，并且沒有終凝前容易將內(nèi)應(yīng)力釋放出來的原理，將超長的混凝土塊用垂直施工縫分為若干區(qū)域，按照“分塊規(guī)劃、隔塊施工、分層澆筑、整體成形”的施工原則，每隔一段澆筑一段，并且相鄰兩段澆筑時間不少于7d，以此來避免混凝土施工初期的部分劇烈溫差及干燥作用。

5.2 科學(xué)的混凝土配合比

混凝土配合比決定了混凝土的強度指標、抗?jié)B性能、坍落度指標、水化熱大小、初凝和終凝時間以及收縮率等。為使混凝土具有高性能，水泥采用低水化熱普通硅酸鹽水泥，外摻礦物質(zhì)摻和料（F 類I 級粉煤灰，摻量11.6%、LFX 鋼筋混凝土阻銹劑，摻量5.0%），添加外加劑（FST-6 聚羧酸高性能緩凝減水劑，摻量2.43%；WK 復(fù)核纖維抗裂劑，摻量10.0%；BM 微硅粉，摻量3.1%）；粗骨料針片狀含量6.0%，壓碎指標7.3%，含泥量0.4%，最大粒徑25.0mm；砂子表觀密度2 590kg/m2，堆積密度1 420kg/m2，細度模數(shù)2.6，含泥量0.50%。所選用配合比的混凝土限值膨脹率不小于0.000 2，坍落度現(xiàn)場控制在140～160mm。

5.3 嚴格的溫度控制及合理的澆筑方法

有效降低混凝土的出泵溫度，合理確定運輸路線，保證混凝土準時地運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場；在地下室大體積混凝土養(yǎng)護期間保證充分的濕潤養(yǎng)護，嚴格控制內(nèi)外溫差。

要確保連續(xù)澆筑，避免出現(xiàn)施工冷縫；施工縫、后澆帶的處理方法：將新舊混凝土接觸面鑿成毛面，露出粗骨料，澆筑前充分濕潤界面，并要求清洗干凈，刷與混凝土同配比砂漿。

5.4 重視混凝土澆筑后的養(yǎng)護

補償收縮混凝土澆筑后1～7d 內(nèi)是膨脹變形的主要階段，應(yīng)特別加強澆水養(yǎng)護。底板或樓板較易養(yǎng)護，能蓄水養(yǎng)護最好，一般用麻包袋或草席覆蓋，定期澆水養(yǎng)護。墻體等立體結(jié)構(gòu)應(yīng)在混凝土澆筑后由墻頂澆水養(yǎng)護，墻體混凝土達到脫模強度應(yīng)放松模板2～3mm，并繼續(xù)從墻頂澆水帶模養(yǎng)護【5】，墻體模板拆除時間宜不少于7d，拆模后應(yīng)采用濕麻袋緊貼墻體覆蓋并噴水養(yǎng)護至14d。

5.5 做好后澆帶的隔離措施

后澆帶施工在第一次支模時應(yīng)保證質(zhì)量，確保斷面符合設(shè)計要求，同時也會減小封閉時的清理工作。封閉后澆帶時，必須先將后澆帶內(nèi)雜物清理干凈，將積水抽干后，用高一等（≥C30）并摻加10% ZY 膨脹劑的混凝土澆搗封閉。澆筑時溫度宜低于兩側(cè)混凝土澆筑時溫度。條件允許時，后澆帶應(yīng)在低溫時封閉。

5.6 做好外墻的防水做法

采用P10 結(jié)構(gòu)自防水側(cè)墻，清理平整干凈，滲透環(huán)氧基層處理→2mm 厚聚氨酯防水涂膜→1.5mm 厚高分子交叉壓膜自黏防水卷材，防水卷材遇陰陽角均上翻不小于300mm→30mm厚擠塑聚苯板保護層→回填石粉渣分層夯實。

6 結(jié)語

深圳國際會展中心超長地下室裂縫控制技術(shù)，設(shè)計上采用設(shè)置結(jié)構(gòu)溝、后澆帶、誘導(dǎo)縫、不完全伸縮縫等結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，并結(jié)合軟件進行跳倉法施工模擬、溫度應(yīng)力模擬、混凝土收縮和徐變模擬及施工活荷載模擬，根據(jù)模擬結(jié)果進行配筋對應(yīng)加強。施工上采用補償收縮混凝土技術(shù)、跳倉法施工、優(yōu)化混凝土配合比、合理控制施工溫差、科學(xué)合理養(yǎng)護、做好后澆帶隔離措施、做好外墻防水等多種措施。

如今地下室施工完成接近2a，地下室頂板整體裂縫質(zhì)量情況良好，地下室外墻局部仍存在滲漏點，但經(jīng)現(xiàn)場注漿處理后已得到很好解決。