郭艳玲 陈家豪
摘 要:伴随国民经济和科学技术的不断发展,我国在建筑设计、施工技术等方面都取得了不错的成绩,特别是近年来我国大型建筑、超长建筑不断涌现,由于其功能上的需要,要求不设或少设伸缩缝,致使钢筋混凝土超长结构日益增多,一些技术上的难题也日益显现。尤其是大型地下室结构,对防裂要求较高,若处理不当,极易引起地下室渗漏、保护层剥落、钢筋腐蚀等问题,最终将会影响结构的正常使用。为此,本文从地下室施工裂缝产生原因入手,在了解裂缝成因的前提下,结合具体案例,提出了相应的裂缝控制措施,以期全面提升工程质量。
关键词:房屋建筑;地下室施工;裂缝成因
1 地下室施工裂缝成因
地下室施工中的裂缝问题是由混凝土的特性引起的。由于混凝土不均匀、拉应力低、变形能力差,在实际施工中,混凝土体积随温度变化和化学反应引起的裂缝问题也是不可避免的。在施工中,裂缝造成的破坏主要表现在混凝土结构的安全性、可靠性和耐久性,前者主要指承重结构(构件)的刚度和承载力,耐久性包括混凝土结构的使用寿命和使用功能。通常,根据裂缝产生的不同原因,地下室裂缝主要有混凝土裂缝、温度变化引起的裂缝、建筑结构不合理引起的裂缝和建筑沉降引起的裂缝。根据裂缝的位置,地下室裂缝可分为屋顶裂缝、楼板裂缝、墙体裂缝和止水带裂缝。混凝土裂缝对地下室的施工质量影响最大,是地下室安全的主要隐患。其主要产生原因在于以下几点:
1)外加剂的负效应。在钢筋混凝土的浇筑过程中,通常会加入添加剂。添加剂的用量和质量将影响混凝土的质量。添加剂使用不当或假冒伪劣产品使用不当,会影响混凝土凝结时间,导致混凝土开裂。因此,在使用添加剂时,必须严格按照规范要求,严格选用合格产品,严格控制使用量。
2)建筑结构日趋复杂。随着高层建筑数量的不断增多,其结构形式也越来越复杂。各种结构都会产生不同的约束应力和约束效应。钢筋混凝土结构在设计和施工中的重要作用往往被忽略,从而产生结构裂缝。
3)混凝土强度等级的提高。一般认为,混凝土强度越大,安全等级越高。因此,在施工中,许多施工单位会选择高强度混凝土,使用水量不断增加,进而出现水热收缩裂缝。
4)水泥水化热。在混凝土浇筑初期,水化过程会产生大量热量,使混凝土温度迅速升高。由于表面散热条件好,热量可分配到大气中,因此温升较小;而内部散热条件差,温升较快,形成内外温差。实践表明,在混凝土内部出现压应力,外部出现拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,裂缝就产生了。
5)冻胀作用。当大气温度低于零时,吸水饱和混凝土会结冰,自由水会变成冰,体积膨胀会导致混凝土的膨胀应力,但当膨胀应力超过混凝土的抗拉强度时,会出现裂缝。
2 工程概况
某建筑工程建筑面积约84500㎡,地上16层,地下1层。为满足人防和交通部门的规范设计要求,在小区的中央绿化带下,设计出综合式人防地下车库;地下室长达120多m,宽达100m,总建筑面积1万多㎡,地下室净高4.5m。地下室所有内外墙采用S8、C50抗渗混凝土,底板、顶板为S8、C35抗渗混凝土,其中外墙厚度为350mm,内墙厚度为25Omm,底板厚度为500至600mm,顶板厚度为350mm。钢筋为I级、Ⅱ级纲。考虑到超长结构建筑极易出现裂缝的客观因素,特别是地下室裂缝引起的渗漏更是会引起很大的麻烦和因后期维修而带来巨大的经济损失。为预防出现裂缝而导致渗漏情况的发生,也为了完成既定的质量目标,在地下室施工前,应寻找可以控制超长地下室钢筋混凝土墙板裂缝的施工措施,探索出一条行之有效的施工管理之路。
3 房屋建筑地下室施工裂缝控制措施
1)原材料配比防裂措施。(1)分析容易引起混凝土收缩变形的因素。根据工程经验,引起墙板裂缝的主要原因是混凝土的收缩变形,而混凝土结构的收缩变形又是由许多因素决定的,为此需根据本工程的特点,对引起混凝土变化的因素进行了认真地分析,希冀通过对混凝土原材料的合理选用,找到防止混凝土收缩变形的办法。(2)合理选用微膨胀剂。对外加剂的使用工程技术人员也是相当慎重的。根据以往的经验我们选择了玻璃纤维和微膨胀剂(U E A)在不同的实验段进行试验。实践证明:微膨胀剂(U E A)在其他地下室项目上使用效果良好,因为它确实达到了减少水泥用量和早期微膨胀的作用,可以控制和减少墙板裂缝。(3)选用中低热水泥。选用中低热水泥的目的主要是降低水泥水化时所产生的热量,从而控制混凝土的温度升高。本工程试验表明用525#矿渣水泥,可降低混凝土中水泥水化所产生的水化热。并尽量采用同一厂家生产的同时期、同规格的产品,以保持产品的稳定性。(4)选择合适的粗骨料。经试配本工程粗骨料选用粒径为5~35mm连续级配碎石(施工中也可采用5—15mm,20~40mm双级配碎石),粗骨料中针片状颗粒含量不大于15%,细骨料选用细度模数2.50左右的中粗砂。严格控制粗细骨料的含泥量,石子控制在1石以下,黄砂控制在2%以下。因为如果含泥量大的话,不仅会增加混凝土的收缩,而且会引起混凝土抗拉强度的降低,对混凝土抗裂极为不利。(5)掺加粉煤灰。掺入一定量的磨细粉煤灰,发挥其“滚珠效应”,可以改善混凝土的粘塑性,也提高了混凝土的可泵性,并因此取代部份水泥,降低了混凝土的水化热,从而使混凝土的温升大为减小。(6)应用外加剂。掺入具有缓凝、减水作用的外加剂,以改善混凝土的性能,可延长混凝土的凝结时间。实践证明,混凝土的胶凝材料的用量是影响混凝土结构收缩变形的主要因素,只要我们精心选用原材料,并在混凝土中添加某种外加剂,就能改善其性能,使其既能减少水泥用量,又能提高混凝土的早期“抗”收缩能力,达到防裂效果。
2)施工防裂措施。在材料中采取了相对应的防裂措施后,若因商品混凝土的浇捣和养护不当,同样会造成地下室外墙板的开裂。特别是因为泵送混凝土量大,如果是一次性浇筑,势必造成混凝土相应的收缩量增大。另一方面给地下室墙板表面的养护也带来相当难度,使内外温差过大,同样会造成温度裂缝。为避免因商品混凝土的浇捣和养护不当造成的裂缝,工程技术人员在原有施工经验的基础上,特采取以下措施:第一,减低混凝土的出机温度和浇筑温度,如:降低搅拌前石子、砂、水的温度;在泵管上铺设湿草包,以减低入模温度。第二,充分利用混凝土的后期强度,即将28d强度改为60d。这样可使混凝土收缩速度减小。第三,采取分层浇筑混凝土的施工措施,利用浇筑面来散热,这样可大大减少施工中出现冷缝的可能性。第四,加强二次振捣。在混凝土浇捣施工中,应在初凝前给予第二次振捣,这样能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成水分和空隙,提高混凝土的握裹力,防止因混凝土沉落而出现的裂缝,减小内部微裂,增加混凝土密实度,使混凝土的抗压强度提高1O~20%左右,从而提高抗裂性。第五,加强保温、保湿养护。本次工程墙板的模板采用小钢模,优点是保湿性能比木模好,但缺点是保温性能比木模差,为了解决这一问题,我们在外模上加盖了二层麻袋。并按规范定时进行浇水养护。第六,增加表面摩阻,提高混凝土墙表面的摩阻力。在混凝土浇筑7d后,才拆除墙根部模板。利用这段时间不放松对拉螺栓的螺母,使两侧模板在养护期内始终夹紧模板,这样可利用混凝土表面产生的张力及由于螺母紧固力而產生的侧向摩阻力用以抵抗一部分收缩力,从而减小表面裂缝的出现。
4 结束语
综上所述,高层建筑地下室施工质量不严格把关的话,极易产生裂缝。为避免裂缝产生,这就需要加强工程的质量意识,从设计、施工方案的最优、最细方面着手,以预防为主,增加人力和材料的投入,全程控制施工各个阶段,全面提升工程质量。
参考文献
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