【摘 要】隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快,土地等自然資源正在變得越來(lái)越緊張,地下空間的利用價(jià)值變得越來(lái)越大。文章探討了地下室設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)問(wèn)題,并針對(duì)性提出了相應(yīng)的措施 。
【關(guān)鍵詞】建筑工程;地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);裂縫控制
概述
隨著社會(huì)城市化不斷的加快,在高層小區(qū)地下室的開(kāi)發(fā)利用當(dāng)中,由于建筑設(shè)備用房、地下消防水池和汽車(chē)停車(chē)位多功能都應(yīng)用在地下室,因此對(duì)地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求,地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜,主要技術(shù)問(wèn)題有:地基承載力及變形問(wèn)題、抗浮問(wèn)題、不均勻沉降問(wèn)題、結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題、基礎(chǔ)型式的選取和計(jì)算方法問(wèn)題、人防設(shè)等等;技術(shù)問(wèn)題與經(jīng)濟(jì)因素息息相關(guān),先進(jìn)適用的技術(shù)能使建設(shè)項(xiàng)目取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,而經(jīng)濟(jì)因素在一定程度上也會(huì)制約一些先進(jìn)技術(shù)的使用。
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
。1)針對(duì)工程的實(shí)際情況,采取不同對(duì)策:對(duì)可設(shè)變形縫處?刹捎秒p墻構(gòu)造設(shè)置變形縫;對(duì)不可設(shè)變形縫處,可結(jié)合主樓與地下室之間的差異沉降控制,合理設(shè)置一定數(shù)量的后澆帶。后澆帶的寬度一般為800~1200mm。后澆帶的設(shè)置可結(jié)合結(jié)構(gòu)平面,底板后澆帶的間距一般為50m~60m左右,外墻后澆帶的間距一般為30m左右。上述后澆帶的設(shè)置基本能夠解決混凝土的早期收縮。
。2)在混凝土中摻入具有抗拉性能的抗裂纖維0.8~1.0kg/m3,可以有效地控制混凝土塑性收縮,大大改善混凝土的抗裂性能。與普通混凝土相比,纖維混凝土抗裂能力提高近70%,抗?jié)B能力提高近65%。
。3)避免結(jié)構(gòu)剛度突變產(chǎn)生應(yīng)力集中,控制應(yīng)力集中引起的裂縫。對(duì)于容易開(kāi)裂的區(qū)域重點(diǎn)防范,可在外墻墻頂、墻底均設(shè)置暗梁:外墻凈高(除暗梁高度外)的1/3中部高度范圍水平配筋加密外墻剛度突變處(如柱、洞口)加強(qiáng)水平配筋或增配斜向鋼筋,加密區(qū)范圍的水平鋼筋間距控制為非加密區(qū)水平鋼筋間距的一半。在砼結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)嘏渲眉?xì)而密的構(gòu)造鋼筋,無(wú)論對(duì)于溫度應(yīng)力或收縮應(yīng)力,都能提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
。4)控制后澆帶封閉時(shí)間。根據(jù)施工進(jìn)度,合理安排后澆帶封閉時(shí)間。一般要求在后澆帶兩側(cè)砼構(gòu)件澆注2個(gè)月后,采用強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的微膨脹砼封閉后澆帶。
2 構(gòu)造措施
(1)在結(jié)構(gòu)開(kāi)口部位(樓、電梯處,人防口部、汽車(chē)坡道等)及項(xiàng)板角部等溫度應(yīng)力較大部位加強(qiáng)配筋。對(duì)地面以上構(gòu)件設(shè)置保溫隔熱層。為控制應(yīng)力集中裂縫,對(duì)半地下室窗洞周邊采取配筋加強(qiáng)措施。
(2)地下室外墻處于頂、底板之間,上、下分別受到頂、底板的約束,中部變形則相對(duì)自由:同時(shí)外墻施工養(yǎng)護(hù)困難。很容易出現(xiàn)垂直收縮裂縫。為降低收縮應(yīng)力的影響,水平鋼筋宜選用小直徑、密間距,間距宜控制在70~l00mm之間,配筋率不宜小于0.6%。水平構(gòu)造筋宜放在豎向受力筋的外側(cè)。
。3)地下室外墻和柱子相交部位常會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫,這是由于此處截面突變,柱對(duì)墻板產(chǎn)生較大的約束,在交接部位產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。在此處宜加密水平鋼筋,水平鋼筋的豎向間距為一般部位的—半,水平長(zhǎng)度為柱邊以外不小于3倍外墻厚度或1/4柱距。
3 施工措施
。1)強(qiáng)調(diào)混凝土低溫人模、低溫養(yǎng)護(hù)要求。避免在大風(fēng)降溫天氣澆筑混凝土。混凝土的最高澆筑溫度應(yīng)控在32℃以下,中心溫度與表面溫度差值不應(yīng)大于25℃:混凝土表面溫度與大氣溫度的差值不應(yīng)大于25℃;同時(shí),混凝土降溫速率應(yīng)小于1.5c/d,以減少水化熱和收縮。
(2)改進(jìn)混凝土的澆筑工藝。混凝土的振搗必須密實(shí),最宜的振搗時(shí)間為15~30a,不得欠振和過(guò)振。采用二次振搗(間歇時(shí)間以2小時(shí)為宜1可以消除因塑性沉降引起的混凝土內(nèi)部分層。阻斷因泌水而留下的連貫通道,提高混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B能力。采用二次以上抹面,可以有效提高因泌水而削弱的混凝土表面強(qiáng)度,使混凝土因水分蒸發(fā)而引起的塑性裂縫及時(shí)得到愈合。
。3)地下室外墻模板采用保溫保濕較好的膠合板模板;炷翝仓埃瑢⒛0鍧菜疂裢。墻體混凝土澆筑后。應(yīng)從頂部設(shè)水管?chē)娏埽叵率彝鈮δ0宀鸪龝r(shí)間不少于7~10天。模板拆除后,應(yīng)繼續(xù)養(yǎng)護(hù)14天以上。地下室外墻混凝土宜采取分層澆筑方式,每層層高500r啪,呈階梯式逐層收進(jìn)。
。4)地下室底板、項(xiàng)板應(yīng)在混凝土初凝后、終凝前做二次壓面,以減少混凝土表面裂縫。地下室底板、項(xiàng)板混凝土澆筑成型后,應(yīng)立即覆蓋塑料薄膜,滿(mǎn)鋪麻袋或草袋,澆水濕潤(rùn),保水養(yǎng)護(hù)時(shí)間宜在14天以上。冬季施工不能澆水養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)用塑料薄膜和保溫材料進(jìn)行保濕保溫養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于7天。
。5)為減少施工階段環(huán)境溫差對(duì)地下室混凝土結(jié)構(gòu)的影響,外墻和頂板拆模后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行防水層的施工,并應(yīng)盡快回填,以利于保溫保濕,控制和減少墻體早期和中期裂縫。
(6)后澆帶澆筑前,必須將后澆帶中雜物清除干凈,結(jié)合面鑿毛,充分預(yù)濕。后澆帶應(yīng)采用微膨脹混凝土澆筑。成型后立即覆蓋,并保濕養(yǎng)護(hù)不少于14天。后澆帶混凝土澆筑時(shí)的環(huán)境溫度應(yīng)低于其兩側(cè)混凝土澆筑時(shí)的溫度。
基于上述混凝土裂縫綜合控制與防治的技術(shù)要點(diǎn)與要求。結(jié)合多年來(lái)在工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),在以下工程實(shí)例中進(jìn)行積極的探索與實(shí)踐,積累了一些的經(jīng)驗(yàn),取得了良好的效果。
實(shí)例l:某丁程位于中心商務(wù)區(qū)內(nèi)D、E地塊,該項(xiàng)目是集高檔商務(wù)辦公、商務(wù)公寓及各類(lèi)商業(yè)服務(wù)設(shè)施為一體的綜合性建筑,建筑面積25萬(wàn)m2。該工程地下室長(zhǎng)約272m,寬約100m,地下二層,地下建筑面積5.6萬(wàn)m2,地下室頂板厚250mm,中間層樓板厚250mm,地下室外墻厚400mm。地下室外墻、底板均摻JM—Ⅲ型減水劑,抗?jié)B等級(jí)分別為1.0MPa、0.8MPa,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40。地下室結(jié)構(gòu)布置平面見(jiàn)圖(1)。
實(shí)例2:某小區(qū)用地分為兩塊,總建筑面積26萬(wàn)m2,地下建筑面積為5.4萬(wàn)m2。Al地塊地下室平面呈“工字形”,通過(guò)二道伸縮縫將整個(gè)地下室分為南區(qū)、北區(qū)及中區(qū)三塊。北區(qū)為半埋地下室,項(xiàng)板高出室外地面約1.2m;中區(qū)及南區(qū)為全埋地下室,地下室頂板在室外地坪下0.8m。在南北區(qū)均未設(shè)置伸縮縫,南區(qū)地下室東西向?yàn)?04.0m。南北向101.0m;北區(qū)地下室東西向204.0m,南北向106.0m。南、北兩個(gè)區(qū)上部各有4~5幢高層住宅及小區(qū)會(huì)所。本工程地下室頂板厚取300mm,外墻厚度300mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35。A1地塊地下室南、北區(qū)結(jié)構(gòu)布置平面分別見(jiàn)圖(2)、圖(3)。