超長(大)地下室混凝土頂板裂縫控制探析

1、超長（大）地下室混凝土頂板裂縫控制探析【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178mx204mo由于地形西高東低，地下室分為四 個區(qū)，三個高差均為700mmo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)

2、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。iil 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c30p6o為

3、了確保混凝土的質(zhì)量, 事前項目部要求從供應(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。混凝土澆筑完成后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。混凝土 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

4、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。結(jié) 構(gòu)剛度突變

5、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. 2mo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。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

6、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

7、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

8、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” o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