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 对深基础地下室外墙混凝土裂缝控制的探讨

      摘要:随着国民经济的飞速发展以及各房地产开发商实力的不断加强,近年来兴建了大量的地下室及地下车库,由于涉及到工期、投入的建设费用以及商品混凝土及泵送混凝土的应用日益普及,地下室裂缝问题也越来越突出。下面就地下室外墙裂缝问题进行分析并提出对策措施,以供工程设计人员参考。

  关键词:高层建筑;地下室结构;外墙;混凝土裂缝;控制

  1工程概况

  本工程地处上海市杨浦区五角场中心地带,是上海市重点建设的城市副中心之一,位于邯郸路、四平路夹角地块,毗邻五角场环岛和地铁10号线五角场站,地块形状呈扇形,占地约10000平方米(详图一所示)。本工程地下3层,地上裙房5层,主楼15层,总建筑面积约54000㎡,其中地下建筑面织约20000平方米,地上建筑面积约34000平方米。裙房高度为30米,主楼建筑高度87.6米。

  本工程主体结构为框架-剪力墙结构,基础采用钻孔灌注桩+筏板基础,基础埋深约15米,基坑围护采用地下连续墙+内支撑形式,建筑外立面主要是玻璃和石材幕墙。基坑施工分Ⅰ区和Ⅱ区两个区域,Ⅰ区施工至±0.000时进行Ⅱ区开挖。

  由于施工技术,材料,地基变形等客观原因,设变形缝的地下室往往大多数出现渗漏,业主也希望将渗漏的可能性降到最小。经过综合比较,决定采用不设

  缝的方案,但考虑到该地下室在X、Y方向分别为112.5m和144.5m,严重超长超宽,为保证地下室的正常使用寿命和安全性,防止外墙出现裂缝引起地下室

  渗漏,影响使用,降低结构耐久性,工程采取“抗、放、补、防”相结合的技术措施,把地下室外墙裂缝控制在允许的范围内。

  2地下室外墙裂缝特征与产生的原因

  2.1常见地下室外墙裂缝的主要特征

  2.1.1混凝土结构在施工和使用过程中不可避免地经常出现不同程度、不同类型的裂缝,这些裂缝大多是因荷载及温度变化而引起的。

  从裂缝形状看,绝大多数裂缝为竖向裂缝,缝长接近墙高。从裂缝宽度形状看,缝中间宽,两头尖,呈枣核形。从裂缝分布位置看,外墙中间裂缝数量较多,靠近外墙两端裂缝数量较少。

  2.1.2地下室外墙暴露在大气中的时间越长,裂缝数量增加越多,但裂缝宽度变化不大。

  2.1.3地下室回填土完成后,裂缝宽度稍大处有少量渗漏,但水流量不大。

  2.1.4温度上升引起的裂缝:水泥水化热是引起大体积混凝土中的温度变化的主要因素。

  由于混凝土表面散热条件较好,热量容易释放,因而温度上升较少;而混凝土内部由于散热条件较差,使温度上升较多而形成内约束。其结果使得混凝土内部产生压应力、面层产生拉应力。当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就产生了温度裂缝。

  2.1.5降温产生的裂缝:混凝土浇筑后经过一段时间,水泥水化热基本上已释放,混凝土从较高温度逐渐降温,引起混凝土收缩,同时由于混凝土中多余水分蒸发、碳化等引起的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束,不能自由变形,导致产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,则从约束面开始向上开裂形成裂缝。

  2.2裂缝产生的原因分析

  2.2.1设计问题

  《混凝土结构设计规范》规定:现浇钢筋混凝土地下室墙壁伸缩缝的最大间距为20m(露天)、30m(室内或土中)。但实际工程墙长往往超过规范规定,设计时地下室外墙水平钢筋仍按构造配置,从而使外墙容易产生裂缝。

  2.2.2环境问题

  地下室外墙相对梁、柱构件而言,为薄壁构件,这类薄而长的构件对温度、湿度变化较敏感,约束产生的内应力较大;同时实际施工中很难做到墙体完成后立

  即回填土或完成顶板浇筑,使地下室墙体长期暴露,承受着季节温差和内外温差。

  地下室外墙温差用平均温差T=(T1+T2)/2和温差梯度ΔT=T1–T2两部分来衡量。平均温差会使墙板产生轴力,引起贯穿裂缝;温差梯度使墙板产生弯矩,引起非贯穿裂缝。对地下室外墙而言,贯穿裂缝更为有害。

  2.2.3材料问题

  水泥用量与品种、粗细骨料、掺合料、外加剂等质量不良;配合比不恰当;水灰比过高;使用过期的UEA微膨胀剂,均会导致混凝土收缩而产生裂缝。

  2.2.4施工问题

  采用泵送混凝土需要较大的坍落度,因此在配合比配制过程中掺加了缓凝型高效减水剂和粉煤灰的用量,但却影响混凝土早期的抗拉强度和弹性模量,降低

  混凝土早期的抗裂能力。另外,拆模时间和混凝土养护方法对裂缝开展也有影响。

  3外墙裂缝控制对策措施

  3.1设计方面

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