解析地下空间结构裂缝控制与防水设计 陈芳勇

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:陈芳勇
[导读] 随着经济的快速发展,人们对建筑物的要求越来越高,目前,我国建筑工程中存在着严重的地下空间结构裂缝问题

        深圳左肖思建筑师事务所有限公司  广东省深圳市  518000
        摘要:随着经济的快速发展,人们对建筑物的要求越来越高,目前,我国建筑工程中存在着严重的地下空间结构裂缝问题,这直接影响到建筑物的稳定和安全,因此,建筑单位必须重视地下空间结构裂缝的防治及防水设计,本文结合工程实践经验,分析地下空间结构裂缝的优化措施,提出防水设计的合理方案。
        关键词:地下空间结构裂缝;优化;防水设计;方法


        前言
        在经济全球化的背景下,我国城市化进程日益加快,基础设施建设数量和种类日益增多,建筑结构类型日趋复杂,建筑工程规模日益扩大,建筑工程施工安全事故日益增多,其中,地下混凝土结构裂缝、渗水等问题最为突出,给工程安全带来更大隐患,严重威胁建筑物的稳定与安全。
        1地下空间结构裂缝类型与原因
        1.1荷载裂缝及其成因
        荷载引起的裂缝是地下空间结构在剧烈外力作用下产生的裂缝,如地基反作用力、土体表面压力等。地下混凝土的拉应力大于混凝土的抗拉强度,是产生裂缝的主要原因。荷载的裂缝也可分为剪切裂缝、地下空间结构的弯曲裂缝和结构的扭转裂缝。
        1.2自收缩裂缝极其成因
        水泥塑性沉降收缩、混凝土自收缩裂缝,它们的发生机理相同,主要是由于混凝土本身发生失水,造成原来混凝土结构内部失水,造成内部空腔产生负压,当负压过高时,结构出现裂缝。实验研究表明,100g混凝土的泥浆中会有6ml的水分蒸发。例如,如果混凝土中掺入了350g水泥(kg/m3),如果在干燥的环境中会有21L的水分流失,那么这种凝固性土壤的干缩为0.05%,加上之前失水的干收缩为1%,那么混凝土就很容易出现干缩裂缝。影响地下混凝土结构裂缝的主要因素有:混凝土结构面层大量失水、混凝土含水率过高、抹压混凝土面层不及时振捣、混凝土的振捣不彻底等。
        1.3温度裂缝以及成因
        混凝土出现热胀冷缩时,将对结构产生约束作用,从而产生温度应力,这是温度裂缝产生的主要原因。当混凝土发生温度变形时,若受相邻结构物的约束,则该约束为外部约束,如地下空间结构的梁变形将受其柱的约束,楼板变形将受梁柱的约束,上述所有约束均为外部约束。若在变形过程中,由于变形体内部的热作用而引起变形,则该变形属于内约束。这种情况发生在地下空间结构应力超过混凝土自身抗拉强度时,即地下空间结构外部约束超过混凝土自身抗拉强度时,即出现混凝土结构裂缝。由于地下空间结构出现温度裂缝,或由于严寒地区的外部约束作用而产生温度裂缝,通常出现在一些炎热地区。
        2地下空间结构裂缝的优化措施
        2.1合理选择结构施工材料
        地下混凝土结构施工中,要合理选择结构施工材料,保证材料的一次收缩率和较低的水化热。所以,在选用混凝土原材料时,要选择适当的粗细骨料,混凝土的配合比要好,抗压、抗变形能力要强。在最佳配比条件下,随着混凝土原料配比的增加,砂颗粒减小。



        2.2加强混凝土后续的温度养护
        施工结束后,要加强地下空间结构的温度养护工作,保证温度持久稳定,防止混凝土结构因温度应力作用而产生裂缝。举例来说,建筑工人可以将木制模板、草帘或麻袋覆盖在混凝土的表层,定期向混凝土表面洒水,混凝土表层拆除模板后,继续进行温度保湿养护。
        2.3合理设计地下空间结构建模
        适当安排混凝土地下构筑物,提前调查施工现场的自然环境和地质条件,对周边施工情况进行分析,预知施工中的隐蔽问题。采用精确计算方法,合理设计地下空间结构模型,结合方案及造价,根据模拟计算结果分析地下空间结构受力关系,提出解决建议,并制定合理的解决方案。地下空间结构截面配筋施工时,应合理划分各配筋构件的施工裂缝,准确分析其设计可行性,并对其抗裂抗裂抗裂抗裂宽度进行反复检测计算。在合理设计和调整钢筋截面配筋率的基础上,合理有效地控制地下空间结构的荷载裂缝。如筑工程的侧墙这种壁薄型建筑结构,要增加其钢筋混凝土结构的数量,应采用细筋密布施工技术,以提高其抗裂性能。
        3地下空间结构裂缝的防水设计
        3.1选择优质防水防渗材料
        施工方应选用优质的防水防渗材料,如聚合物卷材、密封胶等施工材料,或采用专业的施工堵漏材料。施工方设计人员应根据工程实际,选择合理的防水材料,并对各种防水防渗材料进行分析利弊,选择最合适的防水防渗材料。严格按地下空间结构防水施工标准,严格监督施工采购环节的防水材料质量,使防水材料充分发挥其防渗性能。
        3.2加强地下空间结构的抗裂设计
        为了进行地下空间结构的防裂设计,施工人员需要在地下空间结构中留出合理的防裂凹凸型施工缝,如一些结构薄弱的墙体位置要加强其防裂配比,对于容易产生裂缝的地下空间结构部位要进行双层结构设计,防止地下水压力过大引起裂缝。除此,对于浅埋地下空间结构的堵排结合设计,对于以防堵为主要目的的深埋地下空间结构的防水设计,因此,许多建筑工程的室外墙的防水要么采用排水板,要么采用地表水排水槽,以防止地下水对地下空间结构产生影响。
        3.3加强防水施工管理
        建设单位负责人应加强对地下空间结构施工的检测和管理,对材料的采购、施工、检测等环节实行监督,并及时对结构裂缝和渗水进行检测。通过对结构裂缝检测标准和防水设计标准的严格执行,不断提高地下空间结构的施工质量,保证建筑工程安全实用。
        结语
        总之,地下空间的质量直接影响着建筑工程的施工质量,因此,施工单位必须重视地下空间的裂缝检测和防水设计。对地下空间结构受力体系进行合理分析,不断优化地下空间结构模型设计,合理配置混凝土配合比,加强后浇带、加固带设计,防止各类结构裂缝问题。此外,还应加强地下空间结构的防水防渗设计,提高建筑物工程耐久性和安全性。
        参考文献:
        [1]黄志彬.地下空间结构裂缝的优化措施及防水设计方法[J].建设科技,2017(01):101-102.
        [2]李龙祥.混凝土收缩成因及裂缝控制浅谈[J].城市建筑,2013(10).

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