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【摘 要】分析地下室结构中常见裂缝分布规律,探讨地下室混凝土墙、地下室顶板、地下室后浇带裂缝成因,并提出预防技术措施,从而达到减少和避免地下室结构裂缝的产生和发展。
【关键词】地下室;结构裂缝;预防措施
1 地下室结构中常见裂缝分布规律
地下室工程的施工过程中,常见的裂缝主要有以下几种:地下室混凝土墙裂缝、地下室顶板裂缝、后浇带裂缝等。这些裂缝虽然短时间内对结构安全使用功能无多大影响,但往往会造成结构渗漏水现象,处理起来会消耗大量的人力物力。根据对结构各种裂缝的观察,这些常见裂缝的分布都有一定的规律。
地下室混凝土墙的裂缝主要集中在地下室外围混凝土墙柱边一侧或中间次梁底。裂缝特征基本上为竖向的,处于与顶板转角部位水平暗梁底至底板以上500mm左右,中间宽两端细且贯穿,如图1。
(6)混凝土养护不及时、养护措施不到位、养护时间不足,导致在水化过程中缺少水分,使混凝土墙体产生体积干缩裂缝。
上述原因会造成混凝土墙产生裂缝,但由于混凝土墙在顶部设计有暗梁、底部有底板及承台的约束,因此在正常情况下会出现如图1的裂缝特征。
2.2 地下室顶板(包括中间层顶板)裂缝成因
地下室顶板(包括中间层顶板)裂缝的主要原因有:
(1)设计时地下室外侧阴角和主楼外阳角部位梁分布不对称、未设计板面加强抗裂钢筋网片;
(2)地下室内混凝土墙设计分布不对称,导致顶板混凝土变形不均匀,有混凝土墙的部位顶板混凝土变形受到约束,造成局部顶板产生斜向裂缝;
(3)板内设计预埋的各类管线过于集中,预埋单管直径过大,预埋位置不合理等,使顶板混凝土变薄,在温度应力作用下产生裂缝,这些裂缝一般顺管道布置方向;
(4)在施工过程中,混凝土水灰比过大(即坍落度偏大),造成混凝土振捣不密实,水泥砂浆(浆料)与碎石(集料)分离,浆料强度薄弱、集料集中部位产生裂缝;
(5)因温度、湿度的变化,使混凝土受温度应力影响,产生裂缝;
(6)混凝土结构养护龄期不足,过早地受外力影响,使板面受压不均。
2.3 地下室后浇带裂缝成因
地下室后浇带的裂缝分为底板、侧板、顶板裂缝等三种形式。
底板后浇带裂缝原因有:(1)底板后浇带施工条件差、防水层失效、地下水压大;(2)原底板结构混凝土浇捣时振捣不密实;(3)后浇带混凝土施工前未清理干净,使得新老混凝土分离;(4)由于后浇带底部(特别是基础梁部位)沉淀着大量的淤泥,使得底板后浇带混凝土厚度不足,或混凝土掺入大量的淤泥残渣,而使强度降低。
侧板(混凝土墙)后浇带产生裂缝原因:(1)预埋的钢板止水带不连续,混凝土浇捣不密实;(2)后浇带封堵前存在着大量的夹渣、原松动的混凝土或模板碎片等,未清理干净;(3)遗漏后浇带迎水面防水层施工;(4)混凝土墙后浇带迎水面部位节点处理设计不合理。
顶板后浇带产生裂缝的原因:(1)顶板后浇带节点处理设计不合理;(2)后浇带钢筋分布不均,弯曲变形;(3)后浇带两侧松动混凝土及夹渣等未清理干净;(4)后浇带在浇捣过程中振捣不密实,施工完成后养护不及时,养护时间不足;(5)后浇带承重支模架不稳固;(6)平行于后浇带且在其中间的预埋管线偏多、管径偏大。
3 地下室结构裂缝的预防技术措施
施工过程中地下室结构虽然经常出现裂缝,但裂缝的产生是可预防的。在施工管理
图3 地下室顶板阴角加强钢筋
设计时尽量考虑顶板阴、阳角部位梁的分布对称,梁截面尺寸一致;地下室内的剪力墙布置应对称。
(2)地下室混凝土墙及顶板配筋设计时尽量做到细而密,混凝土强度等级在满足设计强度及抗裂要求情况下,尽可能采用相对较低的混凝土强度等级。同时掺入一定量的抗裂纤维,也可掺加高抗裂膨胀剂、采用《超长建筑结构无缝设计和施工方法》和混凝土结构自防水等技术,或采用预应力设计,可阻止侧板、顶板的裂缝产生。
(3)地下室混凝土墙及顶板如有次梁搁置的部位,设计时应考虑在次梁下增设暗柱。框架柱部位混凝土墙以框架柱为中心,在混凝土墙体内外增设长3000mm的水平加强钢筋(隔一加一)。
(3)地下室顶板内设计的各类管线尽量避免过分集中。施工时不能出现预埋管线重叠现象,尽量不能出现平行于板长跨的预埋走向。板内各类预埋管线最佳埋设位置应沿梁中走,或垂直于板长跨方向,在管线直径偏大的板面上设计应增设抗裂缝加强分布钢筋(加强筋最佳为Φ8~Φ10)。
(3)地下室底板后浇带节点设计时虽然套用有关标准(如参照《地下室建筑防水构造》国家建筑标准设计图集02J301),但最好考虑将后浇带部位垫层及防水层均下降100~200mm,便于后浇带施工时的清理和保证底板后浇带混凝土的厚度。同时在后浇带部位,另外增加一层加强防水层。
(4)地下室底板施工时,在合适的后浇带部位(最好在基础梁侧)预设足够数量的
严格控制,坍落度最佳控制在120±20mm的范围内;基础及混凝土墙应分层浇捣,并振捣密实。
(8)模板支设的截面尺寸准确、稳固,不得出现跑模、弹模等现象,以保证混凝土结构不出现变形现象。
混凝土成形后养护要及时,对梁、板、混凝土墙带模养护时间不得小于14天。带模养护时由于模板的密实度差,容易吸收并蒸发混凝土内的水分,使混凝土在养护期内缺少水分,因此要求混凝土带模养护期间,必须保证模板湿润和外露混凝土的湿润。如条件许可的前提下,采取蓄水加养生布覆盖养护为佳(冬期施工除外)。
(9)在底板后浇带施工时,为防止地下水压破坏新浇筑混凝土,建议在底板后浇带施工前每间隔20~30米的距离,埋置泄压孔并分段分条施工。
4 结束语
地下室结构受到内应力和外力的作用下,经常会出现各种不同部位的裂缝,严重影响工程质量。通过对裂缝原因的分析、分布规律的总结,在设计、材料、施工和使用上采取相应的技术措施,可以减少或避免地下室各类裂缝的发生和发展。
作者简介
夏伟国(1967-),男,工程师
姚荣炳(1955-),男,工程师
【关键词】地下室;结构裂缝;预防措施
1 地下室结构中常见裂缝分布规律
地下室工程的施工过程中,常见的裂缝主要有以下几种:地下室混凝土墙裂缝、地下室顶板裂缝、后浇带裂缝等。这些裂缝虽然短时间内对结构安全使用功能无多大影响,但往往会造成结构渗漏水现象,处理起来会消耗大量的人力物力。根据对结构各种裂缝的观察,这些常见裂缝的分布都有一定的规律。
地下室混凝土墙的裂缝主要集中在地下室外围混凝土墙柱边一侧或中间次梁底。裂缝特征基本上为竖向的,处于与顶板转角部位水平暗梁底至底板以上500mm左右,中间宽两端细且贯穿,如图1。
(6)混凝土养护不及时、养护措施不到位、养护时间不足,导致在水化过程中缺少水分,使混凝土墙体产生体积干缩裂缝。
上述原因会造成混凝土墙产生裂缝,但由于混凝土墙在顶部设计有暗梁、底部有底板及承台的约束,因此在正常情况下会出现如图1的裂缝特征。
2.2 地下室顶板(包括中间层顶板)裂缝成因
地下室顶板(包括中间层顶板)裂缝的主要原因有:
(1)设计时地下室外侧阴角和主楼外阳角部位梁分布不对称、未设计板面加强抗裂钢筋网片;
(2)地下室内混凝土墙设计分布不对称,导致顶板混凝土变形不均匀,有混凝土墙的部位顶板混凝土变形受到约束,造成局部顶板产生斜向裂缝;
(3)板内设计预埋的各类管线过于集中,预埋单管直径过大,预埋位置不合理等,使顶板混凝土变薄,在温度应力作用下产生裂缝,这些裂缝一般顺管道布置方向;
(4)在施工过程中,混凝土水灰比过大(即坍落度偏大),造成混凝土振捣不密实,水泥砂浆(浆料)与碎石(集料)分离,浆料强度薄弱、集料集中部位产生裂缝;
(5)因温度、湿度的变化,使混凝土受温度应力影响,产生裂缝;
(6)混凝土结构养护龄期不足,过早地受外力影响,使板面受压不均。
2.3 地下室后浇带裂缝成因
地下室后浇带的裂缝分为底板、侧板、顶板裂缝等三种形式。
底板后浇带裂缝原因有:(1)底板后浇带施工条件差、防水层失效、地下水压大;(2)原底板结构混凝土浇捣时振捣不密实;(3)后浇带混凝土施工前未清理干净,使得新老混凝土分离;(4)由于后浇带底部(特别是基础梁部位)沉淀着大量的淤泥,使得底板后浇带混凝土厚度不足,或混凝土掺入大量的淤泥残渣,而使强度降低。
侧板(混凝土墙)后浇带产生裂缝原因:(1)预埋的钢板止水带不连续,混凝土浇捣不密实;(2)后浇带封堵前存在着大量的夹渣、原松动的混凝土或模板碎片等,未清理干净;(3)遗漏后浇带迎水面防水层施工;(4)混凝土墙后浇带迎水面部位节点处理设计不合理。
顶板后浇带产生裂缝的原因:(1)顶板后浇带节点处理设计不合理;(2)后浇带钢筋分布不均,弯曲变形;(3)后浇带两侧松动混凝土及夹渣等未清理干净;(4)后浇带在浇捣过程中振捣不密实,施工完成后养护不及时,养护时间不足;(5)后浇带承重支模架不稳固;(6)平行于后浇带且在其中间的预埋管线偏多、管径偏大。
3 地下室结构裂缝的预防技术措施
施工过程中地下室结构虽然经常出现裂缝,但裂缝的产生是可预防的。在施工管理
图3 地下室顶板阴角加强钢筋
设计时尽量考虑顶板阴、阳角部位梁的分布对称,梁截面尺寸一致;地下室内的剪力墙布置应对称。
(2)地下室混凝土墙及顶板配筋设计时尽量做到细而密,混凝土强度等级在满足设计强度及抗裂要求情况下,尽可能采用相对较低的混凝土强度等级。同时掺入一定量的抗裂纤维,也可掺加高抗裂膨胀剂、采用《超长建筑结构无缝设计和施工方法》和混凝土结构自防水等技术,或采用预应力设计,可阻止侧板、顶板的裂缝产生。
(3)地下室混凝土墙及顶板如有次梁搁置的部位,设计时应考虑在次梁下增设暗柱。框架柱部位混凝土墙以框架柱为中心,在混凝土墙体内外增设长3000mm的水平加强钢筋(隔一加一)。
(3)地下室顶板内设计的各类管线尽量避免过分集中。施工时不能出现预埋管线重叠现象,尽量不能出现平行于板长跨的预埋走向。板内各类预埋管线最佳埋设位置应沿梁中走,或垂直于板长跨方向,在管线直径偏大的板面上设计应增设抗裂缝加强分布钢筋(加强筋最佳为Φ8~Φ10)。
(3)地下室底板后浇带节点设计时虽然套用有关标准(如参照《地下室建筑防水构造》国家建筑标准设计图集02J301),但最好考虑将后浇带部位垫层及防水层均下降100~200mm,便于后浇带施工时的清理和保证底板后浇带混凝土的厚度。同时在后浇带部位,另外增加一层加强防水层。
(4)地下室底板施工时,在合适的后浇带部位(最好在基础梁侧)预设足够数量的
严格控制,坍落度最佳控制在120±20mm的范围内;基础及混凝土墙应分层浇捣,并振捣密实。
(8)模板支设的截面尺寸准确、稳固,不得出现跑模、弹模等现象,以保证混凝土结构不出现变形现象。
混凝土成形后养护要及时,对梁、板、混凝土墙带模养护时间不得小于14天。带模养护时由于模板的密实度差,容易吸收并蒸发混凝土内的水分,使混凝土在养护期内缺少水分,因此要求混凝土带模养护期间,必须保证模板湿润和外露混凝土的湿润。如条件许可的前提下,采取蓄水加养生布覆盖养护为佳(冬期施工除外)。
(9)在底板后浇带施工时,为防止地下水压破坏新浇筑混凝土,建议在底板后浇带施工前每间隔20~30米的距离,埋置泄压孔并分段分条施工。
4 结束语
地下室结构受到内应力和外力的作用下,经常会出现各种不同部位的裂缝,严重影响工程质量。通过对裂缝原因的分析、分布规律的总结,在设计、材料、施工和使用上采取相应的技术措施,可以减少或避免地下室各类裂缝的发生和发展。
作者简介
夏伟国(1967-),男,工程师
姚荣炳(1955-),男,工程师