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2009-12-15 11:36 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:近年來,地下空間的開發(fā)和利用日漸普遍,如地下停車場工程、地下人防工程、地下商場等,然而,由于功能要求,地下室往往面積大、體量大,因施工質量導致滲漏水的現(xiàn)象非常嚴重,甚至影響了建筑物的使用功能和結構安全。針對地下室混凝土裂縫的原因進行分析,進一步提出預防砼裂縫的措施。
關鍵詞:地下室;裂縫;滲漏;后澆帶
1、地下室滲漏發(fā)生的機理
1.1混凝土的干縮和冷縮
采取補償收縮混凝土以增強早中期的抗裂性。根據(jù)微膨脹劑的試驗資料在7d的限制膨脹率為0.032%,滿足設計限制膨脹率0.03%要求。通過水泥的水化反應,在鋼筋和鄰位的約束下,計算其預壓應力為0.4-0.5MPa,大致可抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的干縮拉應力,補償部分水化熱引起的溫度應力,以減少結構產(chǎn)生的有害裂縫。同時還應測定限制干縮應不大于3×10-4,使其收縮落差要小,只有在雙控的條件下,才能避免混凝土開裂。
1.2水化熱與水泥品種
從混凝土本身力求降低水化熱是其首要條件,優(yōu)化混凝土配比設計采用三級配,使水泥量減少水化熱。雖然礦渣硅酸鹽水泥的水化熱較低,但其泌水性較大,干縮率也大,抗?jié)B性較差,故選用了普通硅酸鹽水泥進行了篩選。
1.3外加劑與水灰比及堿骨反應
選用合適的外加劑不僅從質量上得到保證,而且要有性價比的選擇。經(jīng)過級配組合,對水泥有較強的分散作用,可達到減水增強的效果,不僅減小了水膠比,同時對堿骨反應作了控制。
1.4收縮裂縫與地基約束
因塑性收縮是混凝土在初凝前的塑性階段失水狀態(tài)下產(chǎn)生的,隨著表面水分的蒸發(fā),內部水分逐漸向外移動,繼續(xù)蒸發(fā)失水,當內部水分遷移速度小于表面水分蒸發(fā)速度,致使混凝土表面收縮應力大于混凝土抗拉強度時,就會產(chǎn)生大量不規(guī)則裂縫,如未能及時抹壓和保養(yǎng),裂縫將向內部延伸發(fā)展。因此時混凝土的彈性模量相對較小,即使摻有膨脹劑,對此較難發(fā)揮應有作用。必須從改進操作工藝入手,采取兩次振搗反復抹壓,才能消除塑性收縮裂縫。隨著混凝土的逐漸硬化,膨脹劑產(chǎn)生的膨脹能與強度又可協(xié)調發(fā)展,將適度的產(chǎn)生微膨脹有利于補償給混凝土的固有收縮特性。在工程中為了減少約束采用了多種措施,這是設計上的主要控制點,因板在溫度收縮變形作用下,離開板端部區(qū)域,板的全截面受拉應力較均勻,在地基約束下,將出現(xiàn)水平法向應力,它是引起垂直裂縫的主要應力,其最大值出現(xiàn)在板截面中點。當此應力超過混凝土抗拉強度時,板中部出現(xiàn)第一道垂直裂縫,開裂后應力垂直分布,又形成新的單獨墻板,在其中部如收縮應力仍大于混凝土抗拉強度時,又會出現(xiàn)第二批裂縫。因此,地基上長墻結構開裂一般都以中部最大,且有規(guī)律地發(fā)展。
1.5大體積混凝土與溫度變形
地下室底板裂縫高層建筑地下室的底板一般較厚,屬大體積混凝土施工。發(fā)生裂縫的主要原因是水化熱高,與環(huán)境氣溫溫差大,或養(yǎng)護不當,裂縫嚴重的可導致底板滲漏。若混凝土溫度較高時,突然澆冷水養(yǎng)護,也會產(chǎn)生無規(guī)則的多條微裂縫。
1.6冷縫與水平施工縫
冷縫是因混凝土流淌過長而又未及時覆蓋新的混凝土,致使下部混凝土已經(jīng)凝結,上部新澆筑的混凝土御接不上而出現(xiàn)的貫通性縫隙產(chǎn)生漏水。因此,在澆筑混凝土墻板時一定要控制混凝土的流淌區(qū)段,以便即時覆蓋新的混凝土工作面,振搗器插至下層混凝土50mm處,以便新老結合。
1.7混凝土養(yǎng)護與拆摸時間
因混凝土是水硬性材料,特別是摻有外加劑的混凝土,必須有水作養(yǎng)護才能收斂,因膨脹結晶體鈣礬石(C3A.3CaSO4.32H2O)生成需要水,只有在濕養(yǎng)護下才能發(fā)揮混凝土的膨脹效應,否則,因養(yǎng)護不良,在混凝土內部會產(chǎn)生自干縮裂縫。可適當延長拆摸時間,一般以5-7d為宜。當混凝土澆完的第二天就可松動螺栓,使其有一定空隙,淋水可流到墻體跟部,模板可起到保溫保濕作用。
2、對地下室混凝土裂縫的預防措施
2.1摻入微膨脹劑制成補償收縮混凝土
在澆筑混凝土中摻入UEA、HEA等做膨脹劑,利用其膨脹性能補償混凝土凝結收縮?煞乐够虼蟠鬁p輕混凝土硬化過程產(chǎn)生的收縮裂縫,從而達到抗裂防滲的結構目的。
2.2設置混凝土膨脹帶
由于混凝土中微膨脹劑的膨脹變形不會與混凝土的早期收縮變形完全補償,為了實現(xiàn)混凝土連續(xù)澆筑無縫施工而設置的補償收縮混凝土帶,根據(jù)一些工程實踐,一般超過60m應設置膨脹加強帶,膨脹帶的做法:膨脹加強帶寬2~3m,帶的兩側布置5mm的密孔鋼絲網(wǎng)。將帶內混凝土和帶外混凝土分開,鋼絲網(wǎng)垂直布置在上下層鋼筋之間,網(wǎng)兩端分別扎在鋼筋上。膨脹帶內增設10%水平溫度加強筋,與膨脹帶方向垂直布置,兩端伸出膨脹帶2m各與上下層鋼筋固定,配筋直徑減少,間距加密。
2.3設置后澆帶
后澆帶和膨脹加強帶一樣作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術措施,后澆帶按其作用分三種:一種是為解決高層建筑主樓與裙房的沉降差而設置的后澆施工帶稱為沉降后澆帶;另一種是為防止混凝土結構收縮開裂而設置的后澆施工帶稱為收縮后澆帶。第三種是為防止混凝土因溫度變化拉裂而設置的后澆施工帶稱為溫度后澆帶。
2.4加強施工管理優(yōu)化混凝土配合比設計:混凝土應嚴格振搗密實,提高混凝土密實度,混凝土振搗時,要求現(xiàn)場旁站管理人員密切注意操作人員操作,及時提醒工人按要求施工,振動器插入點間距要均勻并小于30cm,插入式振動器插入時間不宜過長,防止骨料加速下沉表面產(chǎn)生浮漿,從而避免混凝土結構出現(xiàn)裂縫,保證混凝土的質量。
落實好混凝土澆筑后的養(yǎng)護措施,做好混凝土保溫養(yǎng)護,保證混凝土內外溫差不超過25℃,溫度陡降不超過10℃。拆模后混凝土體應全面積覆蓋,同時定人、定時澆水養(yǎng)護,并保證混凝土在養(yǎng)護期間處于濕潤狀態(tài),養(yǎng)護時間不少于二周。
降低室內外溫差的影響,夏季施工時應盡量避免烈日下澆筑樓板混凝土,降低混凝土入模時間,地板墊層上平鋪油氈作滑動層。地下室四周土方要及時回填,且應分層夯實,盡量縮短混凝土墻壁體施工外露時間,減少室內外溫差變化對混凝土側壁的影響。
3、施工裂縫的處理
3.1表面修補法表面修補法是一種簡單、常見的修補方法。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥,或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料。在防護的同時,為了防止混凝土繼續(xù)開裂,通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。
3.2灌漿法灌漿法是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中,膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。
3.3嵌縫法嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
3.4加固法當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼,采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。
3.5電化學法電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài),鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法,是化學防護法中常用而有效的三種方法。
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