地下室超長結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制

【摘 要】超長結(jié)構(gòu)混凝土由于其較大的溫差收縮及干燥收縮，導(dǎo)致裂縫控制的難度加大，必須從材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工等方面綜合采取有效的措施。

　　【關(guān)鍵詞】超長結(jié)構(gòu)混凝土；裂縫；控制

　　近年來，有不少新建成或正在施工的大型商住樓和公用建筑中，其地下室大部份為超長結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)整體性及地下室防水的要求，取消地下宣底板所有后澆帶，導(dǎo)致采用超長結(jié)構(gòu)混凝土無縫施工技術(shù)推廣應(yīng)用越來越廣泛。

　　1 混凝土超長結(jié)構(gòu)

　　混凝土超長結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)單元長度超出《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50012—2002)9．1_1條所規(guī)定的混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)置伸縮是基于控制由于混凝土的干燥收縮和熱脹冷縮而引起的變形，超長混凝土結(jié)構(gòu)必須考慮在施工期間和建成使用如何控制減少裂縫。

　　2 混凝土產(chǎn)生裂繾的原因

　　混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，包括濕度的變化和混凝土的收縮，混凝土的脆性和材料的不均勻性，原材料不合格(如堿骨料反映)，模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。其中濕度的變化和混凝土的收縮是引起裂縫的主要原因。

　　2.1 溫度應(yīng)力(包括施工期間的溫度應(yīng)力和建成使用后溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力)．施工期間自澆筑混凝土開始放熱至混凝土完全冷卻以后的時期，混凝土中的水泥放出大量的水化熱，同時混凝土彈性模量發(fā)生顯著的變化，這個時期形成了彈性模量變化殘余應(yīng)力和混凝土的冷卻所引起殘余應(yīng)力。

　　溫度變化對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形約束不能自由變形時將引起應(yīng)力。如：框架變形受到地基基礎(chǔ)的約束，框架梁的變形受到框架柱的約束，樓板的變形受到墻、梁的約束；這類外約束引起的力為外約束應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件非均勻受熱，如混凝土冷卻時表面的濕度低，內(nèi)部濕度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力，這類由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力為內(nèi)約束應(yīng)力。

　　2.2 混凝土的收縮(主要有塑性收縮、自收縮、干燥收縮和碳化收縮)：塑性收縮是新拌混凝土失水引起的收縮，它的失水是由表面脫水而引起。當收縮力大于基體的抗拉強度時，就會使表面產(chǎn)生開裂�；炷�土日早期塑性收縮最大速率發(fā)生在澆筑后1～4h，此后收縮平緩。因此在收縮速度較大的時期特別要采取保護措施以避混凝土開裂。化學減縮主要是無水熟料與水起化學反應(yīng)，使固相體積逐漸增加，而水泥中的水體系的總體積逐漸減少的緣故，干燥收縮的主要原因是水分在混凝土硬化后較長時間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起的，由于集料的干燥收縮很小，因此混凝土的干燥收縮主要是水泥石干燥收縮造成的。

　　3 預(yù)防裂縫的方法與措施

　　3.1 采用低標號混凝土：混凝土土的強度等級高，水泥用量多�；炷�土硬化過程中水化熱高，收縮大，容易造成裂縫。設(shè)計過程中。在滿足承載力和變形的條件下，優(yōu)先采用較低標號的混凝土，宜在C30～C35的范圍，這一方法在基礎(chǔ)和樓板上能較好的實現(xiàn)。

　　3.2 設(shè)置膨脹加強帶

　　(1)膨脹加強帶要求設(shè)置在混凝土收縮應(yīng)力發(fā)生的最大部位，一般的就是長度方向的中問位置，對于超長普通混凝土伸縮縫設(shè)置距離很長的超長連續(xù)無縫施工的混凝土，可設(shè)置多條膨脹加強帶。膨脹加強帶作用主要有兩個方面：①膨脹加強帶混凝土的設(shè)計強度應(yīng)比相鄰的非膨脹加強帶混凝土的設(shè)計強度提高5MPa，從而提高膨脹加強帶混凝土的抗拉強度，提高最易開縫部位的抗拉強度，防止混凝土在最易開縫的部位開縫；

　　②膨脹加強帶混凝土摻量應(yīng)比帶外混凝土摻量提高一些，一般應(yīng)提高到8％～10％。從而提高最易開裂部位的膨脹率，消除該部位混凝土內(nèi)的預(yù)應(yīng)力，避免混凝土開裂。

　　(2)膨脹加強帶寬2m。帶的兩側(cè)布置中5mm，網(wǎng)格尺寸為40×40ram的鋼絲網(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(或內(nèi)外層)鋼筋之間，兩端分別綁扎在上下層(或內(nèi)外層)鋼筋上。

　　(3)膨脹加強帶內(nèi)增設(shè)(10～15)％水平溫度鋼筋。并均勻布置在上下層(或內(nèi)外層)鋼筋上。水平溫度鋼筋垂直于膨脹加強帶長度方向進行分布，兩端積壓伸出膨脹加強帶2m，并固定在上下層(或內(nèi)外層)鋼筋上。(水平溫度鋼筋的配制以配筋率高低而確定)。

　　(4)膨脹加強帶做法：帶內(nèi)混凝土強度等級比帶外混凝土強度等級高5MPa，帶外混凝土膨脹劑摻量為6％～8％，帶內(nèi)混凝土膨脹劑摻量為8％～10％。

　　3.3 增大配筋率：底層樓板由于溫度影響較大應(yīng)該考慮溫度受力筋，配筋率應(yīng)加大�；炷�土墻體由于養(yǎng)護困難，受濕度影響大，為了控制溫差和干縮引起的豎向裂縫，水平鋼筋的配筋率不宜小于O．5％(200厚混凝土墻，(912@110)，且最好采用變形鋼筋。

　　3.4施加預(yù)應(yīng)力：在地下室頂板和屋面板采用部分預(yù)應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生O．2～O．7Mpa預(yù)壓應(yīng)力，補償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的溫差和干縮拉應(yīng)力，從而預(yù)防了混凝土的裂縫。

　　4 施工技術(shù)措施

　　4.1 混凝土配合比優(yōu)化

　　(1)砼原材料技術(shù)指標是決定砼質(zhì)量的關(guān)鍵，適當代替一部分水泥以減小水泥用量，降低大體積砼水化熱，摻量由試驗確定。

　　(2)原材料計量準確，誤差控制在規(guī)定范圍內(nèi)，攪拌前應(yīng)進行核查標定。隨時抽檢級配單中原材料計量。 ’

　　(3)砼運至現(xiàn)場后嚴禁加水．隨時抽檢塌落度，不符臺要求者退貨。

　　(4)除按規(guī)定作實驗試塊外增加60d試塊組。

　　4.2 原材料的選擇與質(zhì)量控制

　　(1)采用收縮量小的水泥：混凝土是一種收縮性材料，雖然其收縮的絕對值不大，但由于其較高的彈性模量和很低的抗拉強度，即使很小一點的收縮變形也會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。因此，應(yīng)該設(shè)法盡最大可能地降低混凝土的收縮值。對于商品混凝土攪拌站來說，一是要盡量少用收縮量大的水泥，如礦渣水泥，礦渣硅酸鹽水泥的收縮比普通硅酸鹽水泥大25％左右。

　　(2)盡可能使用細度大的水泥：水泥的細度越細，混凝土越容易開裂。這是由于：①細度大的水泥水化快，產(chǎn)生較大的水的消耗，易引起混凝土的白干燥收縮．②水泥細度細，則使毛細管細化，較細的毛細管失水時將產(chǎn)生較大的張力。③細顆粒容易水化充分，產(chǎn)生更多的易于干燥收縮的凝膠和其他水化物。粗顆粒的減少，減少了穩(wěn)定體積的未水化顆料，因而影響到混凝土的長期性能。水泥標號越高，細度越小，在滿足使用的情況下盡可能用低標號水泥。