上海建工五建集团有限公司
摘要:结构裂缝会对地下室工程整体质量造成较大影响,本文主要介绍了一些较为常见的地下室结构裂缝种类和产生原因,随后,针对有效的抗裂施工及防治措施展开了细化探讨和分析,以期为更好的确保地下室工程质量,延长其使用寿命,推动建筑工程可持续发展建言献策。
关键词:结构裂缝;建筑;地下室结构;施工措施;防治
引言:近年来,地下室工程数量不断增多,混凝土材料因外力及施工不合理等的影响,诱发各类裂缝问题的可能性相对较高,会致使外墙或者顶板渗漏等多种问题,进而对建筑的实际应用效果造成不良影响,由此,积极探寻和应用多种有效的抗裂施工及防治措施,大幅减少甚至消除地下室结构裂缝产生的几率十分必要。
1 常见裂缝及产生原因分析
针对地下室工程来讲,出现结构裂缝的原因具体有两种,即荷载与非荷载。针对地下室工程来讲,导致其出现结构裂缝的关键因素即为非荷载作用,包括基础沉降不均匀以及温度改变等[1]。
1.1 混凝土收缩
收缩即为混凝土突出特点之一,主要涉及收缩包括碳化及塑性收缩等。建筑工程内通常是将已经完成预拌操作的混凝土输送至现场中,此类混凝土的坍落度和在现场完成搅拌的混凝土大出许多,握裹力会发生一定程度的降低,从而对材料的抗裂性能造成影响。此外,施工期间对坍落度较强且具有流动性质的混凝土开展具体应用,在具体成形阶段极易出现碳化或者离析等问题,进而导致混凝土收缩程度提升,诱发裂缝问题。
1.2 外墙裂缝
外墙裂缝出现频率相对较高,具体涉及原因包括:其一,直线墙长度较大,混凝土收缩应力大幅增加,导致裂缝出现;其二,相关施工开展时,底板施工已经结束较长时间,混凝土收缩基本结束,外墙受底板制约影响明显,但其自身上部没有任何制约,收缩率不同会诱发裂缝问题;其三,施工阶段应用养护措施不合理。
2 抗裂施工措施及防治
即使地下室结构产生裂缝问题的可能性较高,但依旧可以通过相应措施进行抵抗和防治,实际开展结构设计及施工管理相关操作的过程中,需要积极探寻出多种可靠的措施,降低甚至消除各类相关问题出现几率。
2.1 施工措施
2.1.1外墙施工
针对此类工程来讲,在外墙结构中产生可能性较高的属于竖向裂缝,多产生于长度较大的直线墙中,对于折线和弧线墙来讲,出现裂缝问题的可能性较低[2]。以某市一高层建筑地下室为例,长度为150m,在中间部分约30到40m的位置加设了后浇带,一端为直线墙,一端为转折及弧线墙,在具体的施工验收期间,长度较大的直线墙出现了大量的竖向裂缝,而转折和弧线外墙中几乎没有裂缝出现。
针对此类情况,实际开展外墙设计的过程中,需要重视结合建筑实际情况,促使其能够和所应用设备专业实现有效匹配,于承台或者基础位置促使风井于外墙外凸出,促使直线墙,以20到30m为单位,于2个后浇带间开展转折墙设置,也可以考虑在没有加设风井的情况下建设转折墙,促使直线外墙每一段的两端都可以实现有效约束,促使其改变相应形状。经由转折墙的建设,可大幅降低外墙出现裂缝的可能性,控制作用较为优良。
2.1.2后浇带施工
基于有关规定要求,在地下室工程中通常不会设计变形缝,如果其长度超出了伸缩缝间距的上限值,可以30到40m为单位,进行贯穿墙板及顶板等的后浇带建设操作。相关施工对于优化工程分配施工存在积极影响,有助于更好的确保施工进度。但在建设后浇带的过程中,会涉及到大量建材的应用,从而对其他施工项目造成影响,所以,一般会将后浇带间距设置在60到70米左右,并于其中间位置进行膨胀加强带的建设操作,以实现对收缩应力影响和变形问题的有效预防。
结合相关工程实践,通常长度在60m以上便需要进行膨胀加强带建设,具体施工期间应注意:宽度应设置在2到3m左右,两边需要设计密度较大的带孔钢丝网;重视有效隔离内部及外部混凝土;确保钢丝网和上层及下层钢筋相互垂直,并促使其两端均和钢筋有效连接;内部提升10%的水平温度,并进行钢筋设置,钢筋的方向和膨胀带相互垂直,两端位置余出膨胀带长度约2m,并确保和上下层钢筋有效连接在一起,倘若配筋的直径缩减,则需要增加间距的密度。
2.1.3顶板施工
顶板裂缝问题出现的诱发因素一般为应用材料收缩或者热胀冷缩。和外墙不能过直相同,进行地下室顶板设计的过程中,也应重视不应将其设计的太过平缓,针对主楼和地下室的顶板面,基于差异化标高开展实践设计,有助于提升顶板抗裂整体效果。针对地下室来讲,可结合具体的应用需求,通过人为的方式,在各板中设计相应的高度差。
针对其和主楼相连接的部位也应重视强化,地下室顶板中贯穿的各种管线需要尽可能的实现密度设置科学性。
具体施工期间,应严格禁止预埋管线出现重叠的问题,尽可能的确保其预埋方向不会于和板长跨方向平行。具体设计期间,针对板中的各种预埋管线来讲,最合理的埋设部位,应是和梁方向保持一致。或者和板长跨方向互相垂直。
2.1.4底板施工
通过桩基础加防水板材的方式开展地下室底板设置,出现裂缝的几率较高,因桩会不可避免的出现刺入变形,导致底板承受压力增加,最终由于难以承载出现裂缝问题,因此,根据防水底板设置的底板应开展配筋和厚度的适当优化和提升操作。针对主、裙楼,或者地下室内的各连接位置,在进行配筋设计的过程中,应重视合理加大。针对底板开展后浇带节点设计的过程中,应尽可能的对后浇带位置中的防水层与垫层,开展降低操作,通常可降低100到200mm左右,对相关施工阶段开展清理操作的便捷性提升,以及对混凝土厚度的确保均存在积极影响。
2.2 预防
2.2.1合理选择骨料和水泥
据相关试验显示,以m3为单位,针对5到40mm的碎石,和5到25mm的碎石相比,对应用水量的减少应在15kg上下;基于水灰比不变的条件下,对应用水泥量的减少应在20kg上下,所以,实际开展骨料择选相关操作时,应优先考量粒径较大的类型[3]。
水泥的种类和具体应用量,会对混凝土结构质量起到直接影响,实际开展水泥材料选择操作的过程中,应现行考量水化热低的类型。基于满足设计标准的条件下,需要对实现对混凝土后期强度的有效应用,实现对水泥具体使用量的合理控制。针对地下室工程来讲,外墙施工期间,需要对矿渣水泥收缩量因素加以细化考量,并尽可能的利用一般的硅酸盐水泥进行施工。
2.2.2科学管理混凝土浇筑温度
针对表面积较大的混凝土来讲,实际开展浇筑施工期间,需要根据设计要求,遵循分层原则进行具体施工,有助于确保材料温度提升的均匀性,一般来讲,需要保证浇筑温度小于或者等于28℃。于夏季高温条件下施工,在入模操作开展期间,可应用冷水进行搅拌,有助于实现对浇筑温度的有效控制,有助于实现对相应裂缝的控制。
2.2.3强化后期养护
为避免结构裂缝问题产生,开展有效的后期养护十分必要,其中,针对外墙裂缝,可通过带模浇水或者草袋覆盖等形式,开展相应养护;针对底板裂缝,可通过塑料覆膜浇水或者草袋覆盖等开展相应养护。
2.3 治理
一旦发现地下室工程出现结构裂缝,应开展及时处理,防止其不良影响进一步扩大。具体处理期间,应重视考量如下原则:其一,确保结构强度满足设计要求,变形状态应始终处于未定范围内,裂缝未持续发展,如此一来,才可以实现对裂缝的有效治理。其二,处理期间可利用封缝及注浆融合的方式,并注意确保所应用材料符合耐久和防水相关标准。
2.3.1灌浆法
这一方法主要指通过压力设备,对准裂缝开展胶结材料的积压操作,待应用材料硬化以后,会和混凝土变为统一整体,进而完成封堵加固目标。现阶段应用较为频繁的相关材料包括聚氨酯、水泥浆等。
2.3.2电化学法
这一方法具体是通过对电场于介质内的电化学功能加以应用,实现对混凝土环境状态的变更,加快钢筋钝化速度,形成防腐效果。在现阶段应用较为广泛的方法包括碱性复原及阴极防护法[4]。
2.3.3加固法
在裂缝问题对相应结构正常作用发挥造成影响的情况下,便应对如何有效发挥加固法实效性加以充分考量。现阶段较为常见的加固法具体包括:其一,粘贴钢板、支点加固以及预应力加固等。
结论:综上所述,可导致地下室工程出现结构裂缝问题的因素较多,同时这些因素之间也存在一定影响,在相关问题出现以后,应结合工程现状考量和应用相应的施工和防治措施,以避免相关不良影响的进一步扩大。此外,由于结构裂缝防治本身具有较高复杂性,因此,还需要基于材料择选、混凝土配比等方面进行细化考量。
参考文献:
[1]刘琼伟,邵旭东,邱明红.超高性能混凝土厚度对轴拉应力-应变-裂缝的影响[J].硅酸盐学报:1-10.
[2]吴静红,魏广庆,唐柏鉴.混凝土结构裂缝高空间分辨率应变测量技术探测模拟试验[J].苏州科技大学学报(工程技术版),2020,33(02):23-30.
[3]吴宇晟,薛立松,徐秀丽.钢混组合钢板梁桥混凝土开裂影响因素及裂缝控制措施[J].南京工业大学学报(自然科学版),2020,42(03):389-398.
[4]田春雨.水工隧洞衬砌混凝土温控施工技术进步与防裂效果分析——评《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术创新与实践》[J].水利水电技术,2020,51(06):203.