超長(大)地下室混凝土頂板裂縫控制探討

         【摘 要】超長（大）地下室混凝土頂板裂縫問題普遍存在，對混凝土的危害重大，它直接影響工程的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。裂縫發(fā)生的原因很多，如何才能有效地處理和防止裂縫的產(chǎn)生，一直致力解決的技術(shù)難題。

　　【關(guān)鍵詞】超長（大）地下室；頂板裂縫；原因分析；處理；控制

　　1.工程概況及施工過程

　　某工程總建筑面積162610m2,滿堂地下室,上部有13幢高層建筑,為大底盤、多塔結(jié)構(gòu)。地下室建筑面積36340m2,結(jié)構(gòu)總長約178m×204m。由于地形西高東低，地下室分為四個區(qū)，三個高差均為700mm。

　　地下室頂板混凝土澆筑按2#、3#、5#、6#塔樓平面位置及與之相連的純地下室區(qū)域設(shè)計后澆帶分布位置分4個施工段施工,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ施工段,其中Ⅰ、Ⅲ施工段（即2#、5#塔樓及相連的純地下室區(qū)域）每個施工段分別按各段內(nèi)所設(shè)后澆帶設(shè)置部位再分小段逐次澆筑完成,每個施工小段頂板均一次性連續(xù)澆筑,不留設(shè)施工縫。Ⅰ、Ⅱ施工段的后澆帶混凝土于地下室頂板全部封頂后應(yīng)甲方進(jìn)行地下室頂板上園林施工要求完成澆筑,時間間隔約1個月,未滿足不少于2個月的要求。Ⅲ、Ⅳ段（即3#、6#塔樓及相連的純地下室區(qū)域）澆筑順序同Ⅰ、Ⅱ施工段。Ⅲ、Ⅳ施工段后澆帶混凝土于地下室頂板封頂后,時間間隔約為1個半月,亦不滿足2個月。

　　地下室頂板混凝土采用C30P6。為了確�；炷�土的質(zhì)量,事前項目部要求砼供應(yīng)商按設(shè)計要求做好預(yù)拌混凝土的配合比設(shè)計,提供給項目部審核后報監(jiān)理單位。在混凝土澆筑過程加強混凝土進(jìn)場后的檢測,特別是加強檢測每車混凝土坍落度。在進(jìn)行混凝土澆筑時,梁及梁柱節(jié)點部位采用插人式振動器振搗,樓板采用平板振動器振搗,并在混凝土表面找平后初凝前采用磨壓機進(jìn)行表面磨壓,以提高混凝土的密實度,減少早期收縮裂縫�；炷�土澆筑完成后12h內(nèi)在混凝土表面覆蓋舊麻袋并澆水保持溫潤,養(yǎng)護(hù)時間為15d�；炷�土齡期滿28d,經(jīng)混凝土試塊試驗達(dá)到設(shè)計強度并報監(jiān)理批準(zhǔn)后才進(jìn)行拆模。模板拆除后至后澆帶澆筑前這段時間對頂板進(jìn)行觀察,未發(fā)現(xiàn)地下室頂板出現(xiàn)裂縫。在后澆帶混凝土澆筑完成后,檢查發(fā)現(xiàn)地下室頂板開始出現(xiàn)裂縫,并且逐漸開展、增多,3個月后裂縫開展情況基本穩(wěn)定。

　　2.裂縫情況

　�。�1）裂縫主要分布在各塔樓與純地下室區(qū)域相連部位第一跨頂板內(nèi),多為45°方向斜裂縫,部分裂縫長度較長,寬度較大,且大多貫通頂板,可見較明顯的滲水現(xiàn)象。

　　（2）純地下室區(qū)域裂縫主要分布在整個地下室平面中部區(qū)域的頂板,裂縫長度不長,個別貫通樓板,滲水現(xiàn)象不太明顯。

　　3.裂縫原因分析

　　針對頂板出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,經(jīng)研究分析,推測裂縫產(chǎn)生的主要原因有以下幾個方面。

　�。�1）各塔樓與純地下室區(qū)域相連部位第一跨頂板內(nèi)出現(xiàn)的裂縫主要是由結(jié)構(gòu)剛度突變和不均勻沉降引起的。①結(jié)構(gòu)剛度突變處產(chǎn)生應(yīng)力集中而引起裂縫。各塔樓為12-26層的框架剪力墻結(jié)構(gòu),純地下室區(qū)域為單層框架結(jié)構(gòu),兩者的結(jié)構(gòu)剛度相差懸殊；塔樓與純地下室地下室頂板標(biāo)高不在同一標(biāo)高而相差1.2m。通過對塔樓與純地下室的組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛度分析,確定塔樓與純地下室區(qū)域相連部位為整個組合結(jié)構(gòu)的剛度(豎向剛度和水平剛度)突變的薄弱部位,該部位產(chǎn)生應(yīng)力集中使頂板混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力而導(dǎo)致該處頂板的開裂。②不均勻沉降引起變形應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。塔樓與純地下室的結(jié)構(gòu)層數(shù)懸殊,隨著塔樓施工樓層增加而不斷加荷,使塔樓與純地下室的沉降差越來越大,最終導(dǎo)致塔樓與純地下室相連部位出現(xiàn)沉降變形應(yīng)力,引起該處開裂。

　　(2)純地下室區(qū)域中部裂縫主要是由溫度應(yīng)力引起的。經(jīng)觀察,在Ⅰ、Ⅱ施工段頂板后澆帶施工完成后,及時覆蓋土壤進(jìn)行園林施工,在頂板上形成一個隔熱保溫層,該兩段純地下室區(qū)域出現(xiàn)的裂縫較少。而Ⅲ、Ⅳ施工段頂板后澆帶施工完成后沒有覆蓋土壤,該兩段純地下室區(qū)域出現(xiàn)的裂縫較多。Ⅲ、Ⅳ施工段純地下室區(qū)域處于露天環(huán)境,直接受到氣溫變化作用而產(chǎn)生較大溫差,溫差引起變形應(yīng)力。而且,該區(qū)域頂板后澆帶混凝土澆筑封閉過早,在澆筑完成后使頂板形成一個非常大的結(jié)構(gòu)體,使溫差引起的變形應(yīng)力增大。上述兩個因素致使該處出現(xiàn)較多的裂縫。

　�。�3）地下室頂板部分裂縫較多且沿著頂板預(yù)埋的線盒與線管位置出現(xiàn),這是由于該處頂板預(yù)埋過多的線管與線盒,削弱了該處混凝土表面的抗拉強度,當(dāng)受到荷載作用和變形應(yīng)力作用時,容易產(chǎn)生裂縫。

　　4.裂縫處理措施

　　分析地下室頂板裂縫的各種原因可知,所有裂縫并不是全由混凝土強度等級達(dá)不到設(shè)計要求或超荷作用引起的,也不都是由板負(fù)筋下沉引起的。綜上所述,裂縫的存在對結(jié)構(gòu)承載能力影響較小。此類裂縫可采用化學(xué)壓力灌漿法封閉以防止板內(nèi)鋼筋銹蝕,確保結(jié)構(gòu)耐久性,同時可起到防止?jié)B漏的作用。此外,對純地下室區(qū)域頂板應(yīng)及時進(jìn)行下一工序施工，做好土壤覆蓋。壓力灌漿液采用環(huán)氧樹脂發(fā)泡劑。該材料自身會膨脹,適用于滲水、帶水混凝土裂縫的封堵。

　　5.控制裂縫的技術(shù)措施

　　在地下室大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工中可采取以下幾個方面的技術(shù)措施來防止裂縫的產(chǎn)生。

　　5.1設(shè)置后澆帶

　　《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）規(guī)定：“現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)室內(nèi)或埋入土中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距為55m，露天為35m；現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)相應(yīng)情況分別為45m、30m”。但實際工程中墻長均超過此規(guī)定，可采取設(shè)置后澆帶的方式增大伸縮縫的最大間距，后澆帶的設(shè)置雖然簡單，但施工時也應(yīng)予以充分重視，一旦處理不好，不僅無法達(dá)到預(yù)期效果，還會給結(jié)構(gòu)留下安全隱患，并影響結(jié)構(gòu)的防水性能。

　　(1)后澆帶間距。沿東西及南北向每約45m間距各設(shè)置1道后澆帶，頂板與底板上下層對應(yīng)，后澆帶寬800mm，這樣將建筑分割成若干塊。保證后澆帶兩側(cè)的混凝土能相對的自由收縮，由于早期收縮量占混凝土收縮變形的大部分(相對1年的收縮量，1個月占45％-55％，2個月占65％-80％)，待頂板施工完成后60d，再用高一級微膨脹混凝土作二次澆搗后澆帶。由于鋼筋及兩側(cè)混凝土的約束作用，縫內(nèi)混凝土密實度得以提高。而且增強了與兩側(cè)先澆混凝土的結(jié)合，避免在交接面產(chǎn)生裂縫，提高了結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。