【摘要】隨著我國城市化進(jìn)程的加快,建設(shè)規(guī)模越來越大,在地下室施工過程中,一個普遍的問題就是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫,影響了建筑物的使用功能和壽命。地下室底板的厚度要求較大,且對剛度和強(qiáng)度也有較高的要求,因此在建筑工程施工中,底板開裂是常見的質(zhì)量通病。本文主要就地下室混凝土底板裂縫的產(chǎn)生以及相應(yīng)的處理對策做出了深入的分析,可供參考。
【關(guān)鍵詞】地下室;裂縫;控制;措施
前言
對于地下室底板而言,當(dāng)產(chǎn)生貫穿性裂縫時將引起底板漏水,從而影響結(jié)構(gòu)的安全度及其使用功能,這種裂縫是致命的。而底板表層產(chǎn)生的淺層及深層的溫差收縮裂縫,雖然是非貫穿性裂縫,但會增加鋼筋的銹蝕和混凝土的碳化速度,也必須加以處理和補(bǔ)強(qiáng)措施,否則也會影響使用年限。
1 施工階段混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析
1.1 水泥選用不當(dāng),水化熱過高。由于地下室底板混凝土的強(qiáng)度一般較高、水泥用量較大,而水泥水化過程中產(chǎn)生的熱量約每克水泥水化放熱量約達(dá)120cal/g,混凝土內(nèi)部升溫約在300c以上。這種升溫與混凝土的入模溫度之和經(jīng)常會達(dá)到60℃以上,當(dāng)其溫度開始下降時,在其內(nèi)部將引起較大的溫度應(yīng)力和溫度變形,當(dāng)溫度應(yīng)力及其變形超過其允許值時將產(chǎn)生混凝土的內(nèi)部裂縫。當(dāng)混凝土內(nèi)部與表面溫差較大時,也將產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形;炷羶(nèi)部的溫度應(yīng)力與混凝土厚度及水泥用量、品種有關(guān),與混凝土結(jié)構(gòu)尺寸愈大,厚度愈厚,溫度應(yīng)力愈大,引起裂縫的可能性愈大。
1.2 混凝土內(nèi)外約束條件的影響。大體積鋼筋混凝土底板與澆筑在地基土上,當(dāng)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度變形時,受到了地基土的限制,從而產(chǎn)生外部約束應(yīng)力,當(dāng)混凝土升溫時,產(chǎn)生膨脹變形約束,中心產(chǎn)生壓應(yīng)力,此時混凝土彈性模量小,徐變和應(yīng)力松馳度大,使混凝土與地基連接不牢固。當(dāng)溫度下降,中心產(chǎn)生較大拉應(yīng)力,當(dāng)混凝土的齡期抗拉強(qiáng)度低于溫度產(chǎn)生的拉應(yīng)力時,混凝土底板將出現(xiàn)由底部向上發(fā)展的垂直裂縫,此裂縫往往是貫穿性裂縫,這是影響到結(jié)構(gòu)安全度和使用功能是致命的裂縫。當(dāng)混凝土內(nèi)部由于水泥水化熱而形成結(jié)構(gòu)中心升溫高,熱膨脹大,中心產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度和鋼筋的約束力,同時也會產(chǎn)生深層裂縫,是非貫穿性裂縫也會影響使用年限。
1.3 外界氣溫變化的影響。大體積混凝土在施工階段,常受到外界氣溫變化的影響,外界氣溫越高,澆筑溫度也愈高,當(dāng)氣溫下降,特別是氣溫驟降,會大大增加外層混凝土內(nèi)部的溫度梯度,會造成溫差與溫度應(yīng)力,使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。
1.4 混凝土的收縮變形的影響。一是混凝土塑性收縮變形發(fā)生在混凝土硬化之前,此時混凝土仍處于塑性狀態(tài),混凝土在自重作用下產(chǎn)生塑性下沉,從而造成混凝土的塑性收縮變形。這種變形的產(chǎn)生主要是上部混凝土的沉降受到鋼筋和骨料限制,或平面面積較大的混凝土其水平方向的減縮造成的。由于混凝土構(gòu)件的水平方向的減縮比垂直方向更難,這就會形成不規(guī)則的深層裂縫,這種裂縫通常是互相平行。二是混凝土的體積變形,混凝土在終凝后體積產(chǎn)生變化,有可能產(chǎn)生收縮或膨脹,這種變形會隨著混凝土內(nèi)部溫度與外界溫度的變化而變化。當(dāng)然也與混凝土組成材料的成分及含量、粒徑大小、混凝土的入模溫度等有關(guān)。
三是干燥收縮;炷林械乃80%要蒸發(fā),20%水分是混凝土中水泥熟化時所需。隨著水分的蒸發(fā)混凝土就會出現(xiàn)干燥收縮。其表面干燥收縮快,中心干燥收縮慢,表面收縮應(yīng)力受到中心收縮應(yīng)力的約束,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。四是混凝土勻質(zhì)性的影響而造成的不規(guī)則裂縫。配合比不嚴(yán)格計(jì)量,坍落度、外加劑,骨料粒徑不同及振搗密實(shí)度不同,造成混凝土的彈性模量不同,形成收縮變形不均勻,導(dǎo)致應(yīng)力集中而引起裂縫。五是結(jié)構(gòu)剛度突變造成的裂縫。厚度差別較大或留孔、留槽、斷面突變、埋管等都會由此處產(chǎn)生裂縫。六是養(yǎng)護(hù)水溫過低造成的急速收縮裂縫。
2 控制裂縫的對策分析
2.1 合理布置鋼筋。鋼筋的彈性模量比混凝土的彈性模量大 7~15 倍,合理的鋼筋配置可以起到減輕混凝土收縮的程度,在相同的配筋率下,應(yīng)選擇細(xì)筋密布的辦法。
2.2 合理留設(shè)伸縮縫。伸縮縫是為了防止結(jié)構(gòu)因溫度效應(yīng)而設(shè)置的一種結(jié)構(gòu)縫。我國現(xiàn)行的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)式結(jié)構(gòu)處于室內(nèi)或土中條件下的伸縮縫間距為55m,合理設(shè)置伸縮縫對大體型結(jié)構(gòu)防止溫度裂縫是非常有效的。
2.3 后澆帶。它是施工期間保留的臨時性溫度收縮變形縫,是一種特殊的施工縫。設(shè)計(jì)后澆帶的目的是取代結(jié)構(gòu)中永久性的伸縮縫。要求在澆搗后澆帶之前,結(jié)構(gòu)混凝土至少 30%的收縮已完成。
2.4 選用相應(yīng)的水泥。混凝土內(nèi)部實(shí)際最高溫升, 主要處決于水泥用量及水泥的品種。應(yīng)優(yōu)先選用水化熱較低的水泥品種,如礦渣硅酸鹽水泥。在符合設(shè)計(jì)的情況下,充分利用混凝土的后期強(qiáng)度,減少水泥的用量。地下室外墻施工時,考慮到礦渣水泥比普通硅酸鹽水泥收縮量大 25%,因此墻板采用普通硅酸鹽水泥為好。
2.5 使用粉煤灰等礦物質(zhì)外摻料;炷林袚饺敕勖夯覍Ω纳苹炷恋暮鸵仔,替代水泥用量降低水化熱,減少收縮,提高抗裂性有著良好的效果。但應(yīng)注意摻入粉煤灰后混凝土的早期強(qiáng)度較低,摻量應(yīng)根據(jù)水泥的品種、不同的工程對象、施工工藝,通過試驗(yàn)確定。
2.6 外加劑。為達(dá)到抗裂、防水的目的,在配制砼時,一般需要摻入減水劑、緩凝劑、微膨脹劑等。外加劑的質(zhì)量對混凝土的影響非常大,有些微膨脹劑與其他外加劑一起使用可能產(chǎn)生副作用,因此在使用前應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。
2.7 控制混凝土澆筑溫度。根據(jù)規(guī)范規(guī)定,對大體積混凝土的澆筑應(yīng)合理分段分層進(jìn)行,使混凝土溫度均勻上升,澆前應(yīng)在室外氣溫較低時進(jìn)行,混凝土澆筑溫度不宜超過28℃。夏季施工時,如果混凝土的入模溫度過高,可用冷水作為攪拌用水,也可將粗骨料遮蓋,防止日曬以降低溫度;炷翝仓院,混凝土因水泥水化熱升溫而達(dá)到的最高溫度主要是混凝土入模溫度與水化熱引起的。規(guī)范規(guī)定:溫度控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi),當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時,溫度升幅不宜超過 25℃。
2.8 注意混凝土施工的操作程序。除在施工中應(yīng)切實(shí)按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》執(zhí)行外,還應(yīng)做好:a.控制好坍落度,混凝土為便于泵送,一般要求有較大的坍落度,一般攪拌站是通過外摻高效減水劑來解決。施工單位在定貨時應(yīng)在合同中提出所需砼的坍落度值。坍落度一般控制在120±20mm 為宜。b.泌水,商品混凝土在澆振過程中會發(fā)生大量的泌水,當(dāng)混凝土大坡面的坡腳接近盡端模板時,可改變混凝土澆搗方向,即從盡端往回,與原料坡相交成一個集水坑,用軟軸泵及時排除。c.商品混凝土的表面水泥漿較厚,在澆搗后要進(jìn)行處理,一般先初步按設(shè)計(jì)標(biāo)高用長刮尺刮平,然后在初凝前用滾筒碾壓數(shù)便,再進(jìn)行二次抹面,提高砼表層密度,消除收縮裂縫。
2.9 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。塑料薄膜覆蓋或澆水草袋覆蓋養(yǎng)護(hù)是高層建筑地下室底板防止產(chǎn)生裂縫的一重要環(huán)節(jié),目的是控制溫差,防止產(chǎn)生表面裂縫,可充分發(fā)揮混凝土早期強(qiáng)度,使溫度產(chǎn)生的應(yīng)力 σmax< 抗拉強(qiáng)度Rf,防止產(chǎn)生貫穿裂縫。另一方面,潮濕的環(huán)境可防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生的干縮裂縫,澆水養(yǎng)護(hù)不少于14d。
2.10 做好測溫工作。底板混凝土測溫工作是為了掌握大體積混凝土水化熱的大小。通過調(diào)節(jié)措施來控制混凝土中心最高溫度和表面溫度之差不超過會產(chǎn)生裂縫的臨界溫度。
3 結(jié)語
隨著我國城市化進(jìn)程的加快,建設(shè)規(guī)模越來越大,在地下室施工過程中,一個相當(dāng)普遍的問題就是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫,影響了建筑物的使用功能和壽命。我們應(yīng)采取有效的措施減少裂縫的發(fā)生,將有害裂縫控制在允許范圍內(nèi)。
參考文獻(xiàn)
[1]陳新農(nóng).地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素與技術(shù)措施[J].建材技術(shù)與應(yīng)用,2007(3).