地下室剪力墙早期裂缝控制

侯西平

(河北天昕建设集团有限公司,河北沧州 061000)

地下室剪力墙早期裂缝控制

侯西平

(河北天昕建设集团有限公司,河北沧州 061000)

结合工程实践,从多方面分析处于潮湿环境中的地下室剪力墙早期产生裂缝的原因,并采取相应措施以有效控制裂缝的发生。

地下室剪力墙;早期裂缝;控制措施

华北石油创业家园A区二标段包括3个单体工程,均为地下1层,地上18层框剪结构。建筑总高59.3 m,建筑面积51 533.76 m2。本工程地下室剪力墙混凝土为C35、S6混凝土。其地下室混凝土施工时大气温度平均为-11℃,施工条件较恶劣。针对地下室剪力墙出现早期裂缝问题,该项目部从多方面分析产生裂缝的原因,并采取了相应措施。

1 几种常见裂缝的分析

1.1 塑性收缩裂缝

裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构、构件表面出现,开头很规则,但长短不一,互不连贯,裂缝较浅,类似干燥的泥浆面。大多在混凝土初凝后(一般在浇筑后4 h左右),气温高、风速大、湿度小的情况下出现。

1.2 沉降收缩裂缝

裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上断续出现,或在埋设件的附近周围出现。裂缝呈现梭形,宽度1～4 mm,深度不大,一般到钢筋上表面为止。多在浇筑后发生,混凝土硬化后即停止。

1.3 凝缩裂缝

混凝土表面呈现碎小的六角形花纹状裂缝,裂缝很浅,常在初凝期间出现。

1.4 碳化收缩裂缝

在结构的表面出现,呈花纹状,无规律性,裂缝一般较浅,深1～6 mm,有的至钢筋保护层全深,裂缝宽0.05～0.2 mm,少数大于1.0 mm,多发生在混凝土浇筑完后数月或更长时间。

1.5 温度裂缝

表面温度裂缝走向无一定规律性;长度尺寸较大的结构构件,裂缝多平行于短边;大面积结构裂缝常纵横交错。深入的和贯穿的温度裂缝,一般与短边方向平行或接近于平行,裂缝沿全长分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,一般在0.5 mm以下,沿全长没有多大变化。表面温度裂缝多发生在施工期间,进深的或贯穿的多发生在浇筑后2～3个月或更长时间,缝宽受温度变化影响较明显,沿截面高度,裂缝大多呈上宽下窄,但个别也有下宽上窄情况,地下室底板配筋较多时,有时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

2 裂缝产生的原因及控制措施

2.1 设计方面

结构设计时,应当考虑尽量减少约束。设计者往往重视构件的承载力计算,经常忽视构件的挠度验算和裂缝验算。尽管变形荷载是产生裂缝的主要原因,却因计算依据不充分、无强制规范要求而不进行设计计算。

浇筑在基础底板混凝土上的墙因浇筑后产生的温度应力受约束而开裂的形式是最常见的。本工程设置了后浇带,有效释放了温度应力,减少了这种裂缝的大量产生。同时,裂缝总数是由混凝土构件尺寸决定的,裂缝间距与骨料最大的粒径有关。在特定物理条件下,单位长度混凝土上的裂缝总宽度是一定的,裂缝尽量细小,形成多量的裂缝是有利的。钢筋对裂缝的约束可以使总宽度相同的大裂缝变成多而细小的裂缝。“当梁的腹板高度超过450 mm时,在梁的两侧面沿高度配置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的截面积不应小于腹板截面积的0.1%,且间距不宜大于200 mm”[1]。这样配筋对抗裂是有益的。通过与设计单位及现场监理沟通,保证了本工程墙体水平配筋率宜达到0.6%左右、水平筋间距宜小于150 mm,墙体与柱连接部位应设置加强构造钢筋,以避免应力集中而产生裂缝。

2.2 施工方面

2.2.1 混凝土的养护

由于剪力墙具有面大、不存水、受风影响大等特点,养护起来较困难。养护不仅是保持足够的湿度,还要保持尽可能小的内外温差和恰当的升温、降温速率。混凝土墙在拆除模板时正值内部温度上升很快的时候,如果及时浇水就会产生“热震”,混凝土表面立刻开裂。针对本工程地下室的混凝土有抗渗要求,并且施工期间为冬季施工,我们采取了墙体晚拆模养护法。前期带模保温、保温养护5～7 d;拆模后保温养护至14 d。具体方法是墙模采用15 mm厚竹胶板、墙面挂保温毡、覆盖薄膜和刷养护剂。

2.2.2 温度控制

由于地下室剪力墙易产生较大水化热温升,不仅要控制升温阶段混凝土的内外温差及绝对温升,更应控制降温阶段的降温速度,不大于3℃/d[2]。本工程地下室施工时严格温度监控。对混凝土出盘温度、混凝土入模温度、大气温度均要测量;混凝土在强度未达到规定之前应每隔2 h测量一次,达到受冻临界强度以后每隔6 h测量一次,切实掌握混凝土养护初始温度、升温、恒温、降温过程;全部测温孔均应编号,并绘制布置图,测温孔应设计在有代表性的结构部位和温度变化大易冷却的部位,孔深宜为10～15 cm,也可为板厚的或墙厚的;测温时,测温仪表应采取与外界气温隔离措施,并留置在测温孔内不少于3 min。

2.3 材料方面

泵送商品混凝土由于用搅拌车运输、泵送施工、塌落度较大,是大流动性混凝土,且为了保证混凝土的正常泵送,均掺有缓凝组分的外加剂,因而在施工中稍有处理不当,较容易出现裂缝。[3]本工程地下室墙体的混凝土,除满足强度指标外,还应达到S6抗渗要求;满足泵送要求适宜的坍落度、凝结时间和冬季施工要求。

项目部会同监理与商品混凝土供货商的技术人员进行了多次磋商,达成多项共识,并在混凝土生产中采用。要求采用普通硅酸盐水泥P.O42.5;采用5～25 mm级配良好,针状和片状颗粒及石粉含量低的碎石;采用细度模数为2.6的Ⅱ区中砂,含泥量不大于1.2;采用Ⅰ级粉煤灰,其掺量为水泥重量19%～21%;坍落度14～16 cm。经试配每立方混凝土材料用量如下:水泥∶砂∶石子∶水∶防冻剂∶膨胀剂∶粉煤灰=346kg∶745kg∶1029kg∶175kg∶14.5kg∶34kg∶72kg。该配合比的水胶比0.39,砂率42%。经现场使用保水性良好,粘聚性良好,同条件试块试验合格。

2.4 环境方面

地下室越冬没有有效保温措施,会产生温差裂缝。由于本工程地下室结构封顶时即春节停工,特别采取了几项越冬措施:筏板部位外围回填土;墙体混凝土浇筑完毕后,外墙外侧木模板暂不拆除,并在木模板上悬挂草袋一道,要求接缝严密;地下室顶板一层塑料薄膜、两层毛毡覆盖,为防止大风刮起,在其上加压脚手板;出入口和预留洞口用草袋封堵。

3 结束语

地下室钢筋混凝土永久处于潮湿环境中,裂缝是影响其耐久性的主要因素之一。在华北石油创业家园A区二标段的施工中,开展了钢筋混凝土地下室的裂缝防治工作,并按上述要求进行了施工部署。在一年来的检查及结构验收中得到了设计单位、监理单位、建设单位和华油质检站的一致好评。

[1] GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S].

[2] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1977:190-208.

[3] 兰耀东,程显芳,崔建军,等.泵送商品混凝土裂缝的防治[J].河北工程技术高等专科学校学报,2003(4):40-42.

(责任编辑:高桂芝)

Control of Early-age Cracks in Basement Shear Wall

HOU Xi-ping
(Hebei Tianxin Construction Group Limited Company,061000,Cang zhou,Hebei,China)

Based on engineering practice,in this article,causes of early-age cracks are analyzed on several aspects.Relevant measures are adopted to effectively control the crack s.

basement shear wall;early-age cracks;control measures

T U94

A

1008-3782(2012)02-0030-02

2012-03-28

侯西平(1974-),男,河北沧州人,河北天昕建设集团有限公司工程师。