地下室結構設計縫隙控制

時間:2022-05-08 08:32:00

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地下室結構設計縫隙控制

隨著城市建設技術水平發展和人民生活水平提高,當前城市建設采用超長無縫地下室已甚為普遍,為此,對超長地下室裂縫的預防與控制問題已引起工程業界人士的高度重視。它不僅直接關系到地下室的使用功能和壽命,而且關系到工程結構的承載能力,工程質量及建筑物的安全問題。筆者通過近年來對幾個城建地下室的結構設計實踐,且以近期完工的福建泉州百捷中央公園一C區地下室結構設計為例,就超長地下室結構設計在裂縫預防和控制方面采用的一些措施及體會提出討論和交流。

1工程實例

1.1工程概況

福建泉州百捷中央公園一C區地下室項目地上由3幢31層框剪結構高層住宅和沿街3層裙房店面組成,高層住宅最大高度99m,地下室一層,平均層高4.4m,地下室平面較為規則,x向長度為214m,Y向長度為98m,為典型的超長地下室。根據該樓盤的特點和甲方對地下室使用功能的要求,該地下室不設置永久性變形縫,這就對地下室抗裂提出了更高的要求,因此必須采取多種措施來消除沉降差,溫度收縮,應力集中等不利因素而產生的裂縫。

1.2結構設計抗裂措施

1.2.1采用后澆帶與膨脹加強帶結合設置在鋼筋混凝土結構設計中用設置后澆帶的方式代置設置永久性變形縫的方法已經非常廣泛,但采用設置后澆帶的方式也存在施工周期長,后澆帶的清理、灌縫麻煩,處理不好容易產生滲漏等缺點,因此本工程通過比較確定采用后澆帶與膨脹加強帶結合設置的工藝設計,由沉降后澆帶調整基礎不均勻沉降,由伸縮后澆帶及膨脹加強帶解決大面積、大體積及超長混凝土結構產生的溫度收縮應力裂縫,以保證工期并實現地下室的抗裂。本工程主樓與裙房,地下室層數相差懸殊,荷載與剛度相差很大,基礎沉降量不同,因此在主樓與裙房之問,主樓,裙房與地下室之間設置了數道0.8m寬的后澆帶將主樓,裙房,地下室分開,釋放了沉降差造成的次應力,避免地下室及裙房結構出現裂縫,并且后澆帶也釋放了混凝土收縮和溫度變形所產生的應力,防止混凝土開裂。在沉降差異較小的裙房之間,地下室之間設置2m寬的膨脹加強帶取代后澆帶,在保持后澆帶釋放混凝土收縮和溫度變形應力的優點同時,簡化了施工工藝并縮短了施工工期。設置膨脹加強帶實際上就是一種補償收縮混凝土控制裂縫的技術,其基本原理為每隔一定間距設計一條膨脹加強帶(與周圍混凝土一起澆搗),在加強帶t昆凝土中摻加一定數量的膨脹劑,使其產生適度的膨脹,并對其四周t昆凝土產生壓應力,以膨脹所產生的壓應力來抵消四周混凝土收縮或沉降所產生的拉應力。膨脹加強帶做法如下:

(1)膨脹加強帶的寬度>2000nlm,板梁筋貫通不斷,加強帶內大摻量,帶兩側普通摻量,膨脹加強帶兩側鋪設密孔鐵絲網加固,膨脹加強帶外面用普通摻量以補償收縮混凝土澆筑,其強度等級比兩側提高5MPa。

(2)材料。加強帶內摻1O一12%SY—G膨脹劑,?昆凝土強度等級提高5MPa,帶外用常規摻量8~10%SY—G膨脹劑。

(3)在加強帶位置,混凝土應先澆加強帶內膨脹混凝土,地下室底板較厚,先澆厚度的一半,再澆加強帶兩邊的t昆凝土的一半高度,然后再澆帶內膨脹?昆凝土,膨脹加強帶的配筋應加強。

1.2.2合理布置地下室受力構件鋼筋由于鋼筋的彈性模量比混凝土的彈性模量大7—15倍,因此合理的鋼筋配置可以有效減輕混凝土的收縮對混凝土的抗裂起到極大的作用。本工程地下室底板、頂板、側壁均采用細筋密布的方式通長布置受力鋼筋,局部主要受力部分加強配筋。

1.2.3選用適當的水泥、混凝土超長地下室工程頂板、底板、側壁,框架柱等構件截面均較大,采用的水泥等級越高,細度越細,早強越高對混凝土開裂影響越大,同樣采用的混凝土強度等級越高其水化熱越大,脆性就越大,就越容易開裂,并且增加了混凝土養護的難度。因此本工程地下室底板、頂板、側壁的混凝土強度等級均采用C35,并要求施工單位優先選用水化熱較低的水泥一普通硅酸鹽水泥。

1.2.4摻加適量的外加劑為達到抗裂防水的目的,在配制混凝土時加入適量的外加劑已得到廣泛應用,本工程通過設計經驗比較,選用SY—G型高性能膨脹抗裂劑作為提高?昆凝土抗裂性能的外加劑,在不同的部位按8~12%的量加入地下室混凝土中。

1.2.5關鍵節點的構造加強地下室底板集水坑,電梯井坑,側墻根部,頂板管井穿越處均是容易造成應力集中產生裂縫的部位。因此這些部位均應采取加強構造措施,適當提高配筋率來抵消應力避免開裂。

1.3對施工工藝的要求

1.3.1混凝土的澆搗t昆凝土澆搗時,振動棒要快插慢拔,根據不同的}昆凝土坍落度正確掌握振搗時間,避免過振,漏振。建議采用二次振搗,二次抹面技術以排除泌水,混凝土內部的水分和氣泡,避免t昆凝土澆搗后內部水分因熱脹冷縮等不利因素造成混凝土裂縫。

1.3.2混凝土的養護和測溫要求采用塑料薄膜覆蓋或澆水草袋覆蓋養護,并做好測溫工作,控制溫差,防止產生表面裂縫并充分發揮混凝土早期強度,使溫度產生的應力小于混凝土的抗拉強度,防止產生裂縫。

2心得體會

福建泉州百捷中央公園一C區地下室已于2010年8月竣工并投入使用,根據實地勘察及業主反饋意見,地下室運行情況良好,未出現滲水裂縫現象,同時因為采用后澆帶與膨脹加強帶結合設置的方式,簡化了施工工藝并縮短了施工工期,該項目也得到了當地建設主管部門的認可和肯定。

3總結

超長地下室裂縫的預防與控制一直是結構工程師面臨的一個綜合性難題,它必須通過設計、施工、材料優選等各個環節進行全面控制,才能減少裂縫的產生。本文結合工程設計實踐對超長地下室的結構設計在預防與控制裂縫方面所采用的措施進行了一些探討和分析,意在拋磚引玉能對將來類似工程提供一些有益的參考。