
当前建筑工程规模因功能需求,愈益扩大,基础结构多设计为箱基、筏板,设置地下室。地下室多为1层或2层,甚至3层、4层,以减小地基附加应力,增强稳定性和抗震能力,满足人防、地下设备层的需要。很多基础为大面积、大底盘,底板厚,墙体长,已超出混凝土结构设计规范要求的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的长度。地下室混凝土外墙长度越长,温度及收缩影响越大,越容易产生裂缝。特别是有些结构设计不设伸缩缝或后浇带,要求施工一次整体浇筑。因此对钢筋混凝土地下室墙体如何避免裂缝产生,保证墙体强度、整体性、抗裂性,尤其地下水位高时,控制钢筋混凝土裂缝对钢筋侵蚀的影响,保证钢筋混凝土地下结构的耐久性和使用性能,至关重要。
1、地下室墙裂缝部位
一般在外墙独立单元的中部,内墙很少。多为沿墙体一定高度(如墙高在1/3~1/2范围)的竖向裂缝,并间隔一定的距离分布。有的几乎等间距出现,裂缝多呈梭形,中间稍宽、两端很细。收缩性裂缝多在墙体表面产生,深度在保护层厚度内,温度性裂缝则超过墙体混凝土保护层深度,甚至为贯穿性裂缝。
2、分析裂缝产生原因
1、水泥品种和配合比选择不当,水泥水化热过高,温差过大,产生温度和收缩裂缝。
2、拆模过早,使墙体内部与表面产生较大温差,引起收缩变形。
3、有的外墙混凝土设计强度等级较高,达到C45或以上。水泥用量大,引起混凝土水化热温度升值很高,当温度应力大时,易于开裂。
4、外墙的水平构造钢筋直径设计较粗,间距较大,不能有效分散混凝土的收缩应力。
5、施工浇筑混凝土时,遇大风、高温暴晒,突遇降雨等气候影响,使混凝土的收缩加大。
6、地下室外墙拆模后,养护不良、水分蒸发快,白天阳光照射升温,夜间降温,混凝土在温差、干湿交替变化作用下,混凝土内部产生附加应力,超过混凝土抗拉强度时,产生裂缝。
7、地下室墙受墙下大块基础和楼面结构的约束,限制墙体微变形及位移。基础与墙体之间,一般地下室基础为大块钢筋混凝土,其水平阻力系数Cx较大(C40、C50混凝土Cx可达15N/mm3),阻力系数越大,约束作用愈大。墙体与楼面结构之间均存在收缩差,约束作用使地下室墙体产生裂缝。
3、此类裂缝防治的措施
1、优化预拌混凝土。研制低收缩、密实的混凝土,控制混凝土的收缩率小于0.03%,通过混凝土的优质品性来减少混凝土在低强度时的收缩应力。
2、采用低水化热水泥。水泥水化过程中产生大量的热量,使混凝土内部温度升高,一般可达60℃左右,甚至更高,1-3d释放的热量可占总热量的一半,3~5d是混凝土浇筑后的最高温度阶段,因此降低水泥水化热很有必要。应优先选用P·S·P·O水泥和控制最大水泥用量,并使混凝土拌合物夏季出盘温度不宜超过25-30℃,冬季8-12℃。
3、合理确定混凝土配合比。因地下室均在地面以下,浇筑时向下泵送混凝土,所以可控制坍落度为12-14cm。
4、合理配置墙体水平构造钢筋。由于地下室墙体裂缝多是竖向裂缝,因此合理利用墙体内的横向分布筋(水平构造钢筋),对分散混凝土温差收缩应力防止裂缝,有较好的效果。
5、控制混凝土人模温度。夏季降低入模温度,冬季适当提高或确保最低入模温度,一般不低于5℃,并根据外界大气温度进行调整,当大气温度在-15℃左右时,人模温度不低于10℃以减少混凝土与外界温差过大的收缩及温度变形,并加快水泥水化热的进行和强度增长对较高温度的需求。
6、调整混凝土浇筑时的气温环境时段,风大时的天气不浇筑,气温高时不浇筑,夏季避开最高温时段,可选择夜间施工。
7、控制混凝土分层浇筑厚度不大于500mm和墙体浇筑总高度不大于6m。
8、墙体混凝土养护。混凝土墙体浇筑后12h内,常温下应及时养护,但此时模板未能拆除,因模板封闭无法浇水养护。且墙体为竖向结构养护浇水流失快,难以存水,过早的拆模又会使墙体因内外温差的影响和混凝土的失水产生裂缝。实践中常采用带模养护的方法。即在墙体混凝土凝结后,达到侧模拆除的强度要求不小于1.0MPa时,松动模板,使侧模离开墙体2~3mm的缝隙,然后用带孔的塑料管沿着缝隙进行浇水养护使墙体处于保温保湿的状态,度过开裂危险期,带模养护可避免阳光暴晒,减少混凝土内外温差过大产生的温度收缩裂缝。浇水养护7d后,在混凝土内外表面及与大气温差不高于15℃时拆除模板。拆模后不宜直接向混凝土表面浇水,可在外侧悬挂草帘、麻袋洒水湿润,养护间隔时间不多于4h,养护不少于14d。
9、改善和减小结构的相对约束。墙下基础施工完后,宜早安排墙体施工,墙体混凝土的浇筑宜在基础完工后14d内完成,以减小基础的约束。地下室楼面结构与墙体分开浇筑施工,不应一次整浇,先浇筑墙体竖向构件混凝土,再浇筑楼面水平构件混凝土,期间留有浇筑间隔时间。以减少楼面结构对墙板的约束。
10、地下室结构完成后,宜及早进行防水层施工和回填土,般回填土应在三个月内完成。利用土壤对混凝土外墙进行养护,起到保温保湿的作用。
11、当地下室墙为防水混凝土结构时,其表面的裂缝宽度不应大于0.2mm,并不得贯通。当混凝土裂缝为0.1~0.2mm时,在水渗入时,开始出现一点渗漏,而水进入裂缝后,与水泥结合发生反应形成氢氧化钙,而后浓度不断增加,生成胶凝物,胶合、封闭了原有结构的裂缝,制止了渗漏的发展,使渗漏停止,这种现象是裂缝的自愈现象,所以规范限制防水结构裂缝的宽度和其贯通性。