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[摘 要]地下室外墙板裂缝问题是建筑工程中很重要的问题之一,特别是最近几年来,高层建筑混凝土地下室墙裂缝的现象普遍存在,这严重降低了建筑物的耐久性,给今后处理补救也造成极大困难。本文就地下室外墙板混凝土裂缝及渗漏问题主要从技术层面分析其成因,并阐述了从设计、材料和施工方面采取相应措施,以防止地下室外墙板裂缝的出现,供同行们参考。
[关键词]地下室;外墙板裂缝;质量控制
中图分类号:TU755.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)35-0135-01
近年来,随着大型地下建筑物不断出现,对工程质量也提出了越来越高的要求,而混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝。从实践中来看地下室外墙板裂缝的存在,会加速混凝土碳化,降低结构耐久性,严重的甚至会导致地下水通过细裂缝,接触到墙板、结构柱,对钢筋产生腐蚀,影响其使用寿命,是受力使用期应力集中的隐患,相关作业人员应当尽量在各方面予以重视,以防止裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。
1、地下室外墙板裂缝产生的原因
(1)混凝土收缩裂缝
地下室混凝土墙收缩较大的主要原因有水泥用量过多、养护不良等。
(2)设计存在问题
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)规定现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距:20—-30米。前者适用于露天结构,后者适用于室内或土中结构,但实际工程中墙长往往超过规范的规定。需要指出的是,一些工程设计未按照规范中规定,地下室墙的水平钢筋仍按结构配置,这是地下室墙较易出现裂缝的又一原因。
(3)施工方法不当
许多施工单位片面注重进度,忽视墙体所处的环境条件,浇注后1~2d就拆模,此时,混凝土水化热温度开始升高,拆模后造成巨大的散热面,加剧了内外温差。同时过早拆模后混凝土水分蒸发加剧,引起混凝土干燥收缩,从而产生裂缝。
(4)地下室墙长期暴露
由于地下室外墙一般较长,厚度较小,暴露面积较大,因此受外界温度、湿度等条件的变化而比较敏感,常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。
2、地下室外墙板裂缝的特征分析
(1)绝大部分裂缝多为竖向裂缝,很少有横向裂缝,多数裂缝的长度接近墙的高度,两端逐渐变细而消失。
(2)裂缝的数量较多,但宽度一般不大,超过0.3mm宽的缝很少见,大多数的裂缝宽度在0.05~0.2mm之间。
(3)沿地下室墙长两端附近裂缝少,而墙长的中部附近裂缝较多。
(4)裂缝出现的时间一般在拆除模板后不久,有的还与温骤降有關。
(5)随着时间的推移,裂缝会发展,数量也有增加,但裂缝宽度加大不多,发展情况与混凝土暴露时间的长短有密切关系。
(6)地下室回填土完成后,常可见裂缝处渗漏水,但一般渗水量不大。
3、地下室外墙板裂缝的控制措施
3.1 从设计上采取的措施
(1)在地下室外墙过长时,应根据整个地下室外墙的长度、形状、是否为结构受力集中区等综合考虑设置一定量的后浇带,以减小混凝土收缩应力。
(2)缩小墙体钢筋的间距。大量的实例证明,钢筋间距为150~200mm的泵送混凝土,墙体极易产生竖向裂缝,在两个构件配筋率相同的情况下,采用小直径钢筋可提高钢筋混凝土构件的极限抗拉变形能力,所以建议混凝土墙体中的钢筋间距由150~200mm 改为100~120mm。
(3)在墙柱相连接处2m范围内,插入附加筋,能减免该处裂缝的出现。
(4)下室外墙超过30~40mm左右宜设置一道后浇加强带,根据很多成功的工程实例,地下室外墙应设后浇加强带,不宜采用膨胀加强带代替后浇加强带。后浇加强带带宽2~3m,带两边采用5mm间距的密格钢丝网与两侧混凝土隔离,14d后再浇带内混凝土,同时增加带内膨胀剂的掺量,混凝土强度提高一级并加强浇水养护。
3.2 从材料上采取的措施
(1)正确选择水泥品种:一般宜采用低水化热铝酸三钙含量低细度不过细矿渣含量不多的水泥。在保证砼强度和其他性能的前提下通过优选砼配合比,尽量减少水泥的用量。
(2)严格控制集料质量。细集料宜选用中粗砂,其含泥量不得大于2%,细度模数控制在2.4—2.9,含泥量不得大于3%;粗集料宜选用粒径较大的、连续级配、级配良好、含泥量不得大于1%的碎石或卵石。
(3)添加适宜、适量的减水剂。在满足施工和易性的条件下,以减少拌合物水泥浆的用量,以便减少混凝土用水量。
(4)掺入微膨胀剂,配成补偿收缩混凝土,一般常用掺8%一10%UEA或10% 左右的AEA。
(5)掺用粉煤灰或高性能磨细的矿粉替代部分水泥,以降低水泥水化热温升,增加密实度,增强砼后期强度,以提供砼的抗渗性、抗裂性、减少温度应力。
3.3 施工技术措施
(1)应采用保温性能较好的18cm厚的大面积多层夹板代替原钢模板,并使拼缝严密、加固可靠、定位准确。模板中使用的对拉螺栓采用专门的止水措施,两侧用木块垫平,待模板拆除后,将木块取出,割除对拉螺栓头,用高等级砂浆补平。
(2)做好计量控制,按配合比进行称量,偏差必须控制在允许范围之内,坍落度控制在14cm~18cm,搅拌一定要均匀。
(3)振捣在每个浇筑带的前后布置两道振动器,第一道布置在混凝土卸料点,确保下部混凝土振实,第二道布置在混凝土坡角处,确保下部混凝土的密实。对于墙、柱、梁板用插入式振捣棒振捣。板混凝土表面用平板振动器振捣。混凝土振捣要求密实、不能漏振、过振,振捣时间以15s~30s为宜。以混凝土开始泛浆和不冒泡为准。振捣时要快插慢拔,振捣点布置均匀,在预埋件集水坑、墙柱根部必须振捣密实。
(4)选用普通硅酸盐水泥,早期强度高,适合快速施工,此硅酸盐水泥的水化热和干缩变形小,宜掺入15%左右的粉煤灰(应达到I级质量标准),减少水泥用量,降低水化热,增加混凝土和易性和可泵性;
(5)选用优质高效泵送剂,达到减小水灰比、增大坍落度、节约水泥的目的;在高温季节施工所用泵送剂应具有缓凝作用。严格控制混凝土的施工质量,尽量降低不均匀性。尽量避免泵送混凝土时从高处直接往下泵送混凝土,混凝土出口处与浇筑工作面的高度应控制在一定范围内,过高骨料则可能会产生离析的现象。浇筑方式应采用“单个坡度、分层浇筑、循序渐进,一次到顶”的浇筑工艺,分层厚度一般不超过80cm高,混凝土的入模高度不大于2m,采用振动棒垂直振捣,并设专人看模,以防炸模,振动时不得采用振动棒赶送混凝土,不得漏振或过振。
(6)拆模后应注意覆盖和及时保湿养护,进行浇水养护。混凝土墙体应全面积覆盖麻袋,定人定时洒水养护,经常保持墙体处于湿润状态,养护时间按照施工规范中的规定,一般不得少于14d。同时时刻关注温度的变化,必要时应先进行保温和加热处理,以确保混凝土与外界环境的温差不至于过大。最好在混凝土表面盖一层塑料薄膜,这样水可渗入但又起到保湿的作用,简单有效。
4、结束语
因此,对于地下室墙板来说要控制墙板混凝土不产生裂缝,关键就是要控制墙板混凝土的降温速率,由于墙板表面积大,且又是竖向,蓄热保温养护极为困难。所以应尽可能长地延长拆模时间,也可采取对墙板水平筋取小直径,高密度的配筋原则。若有地下室有围护结构,拆模后可在地下室外墙和基坑围护之间搭设能起到有效蓄热作用的保温棚,保温棚宜保留至回填土之前拆除。
参考文献
[1]《混凝土结构设计规范》.(GB50010-2002).
[2]混凝土结构工程施工质量验收规范.GB5024--2010.
[3]高云莉、何煦.混凝土配合比的优化设计[J].吉林建筑工程学院学报,2005(01).
[4]熊耀斌.地下室外墙混凝土收缩裂缝的技术措施[J].建材与装饰,2008(04).
[关键词]地下室;外墙板裂缝;质量控制
中图分类号:TU755.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)35-0135-01
近年来,随着大型地下建筑物不断出现,对工程质量也提出了越来越高的要求,而混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝。从实践中来看地下室外墙板裂缝的存在,会加速混凝土碳化,降低结构耐久性,严重的甚至会导致地下水通过细裂缝,接触到墙板、结构柱,对钢筋产生腐蚀,影响其使用寿命,是受力使用期应力集中的隐患,相关作业人员应当尽量在各方面予以重视,以防止裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。
1、地下室外墙板裂缝产生的原因
(1)混凝土收缩裂缝
地下室混凝土墙收缩较大的主要原因有水泥用量过多、养护不良等。
(2)设计存在问题
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)规定现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距:20—-30米。前者适用于露天结构,后者适用于室内或土中结构,但实际工程中墙长往往超过规范的规定。需要指出的是,一些工程设计未按照规范中规定,地下室墙的水平钢筋仍按结构配置,这是地下室墙较易出现裂缝的又一原因。
(3)施工方法不当
许多施工单位片面注重进度,忽视墙体所处的环境条件,浇注后1~2d就拆模,此时,混凝土水化热温度开始升高,拆模后造成巨大的散热面,加剧了内外温差。同时过早拆模后混凝土水分蒸发加剧,引起混凝土干燥收缩,从而产生裂缝。
(4)地下室墙长期暴露
由于地下室外墙一般较长,厚度较小,暴露面积较大,因此受外界温度、湿度等条件的变化而比较敏感,常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。
2、地下室外墙板裂缝的特征分析
(1)绝大部分裂缝多为竖向裂缝,很少有横向裂缝,多数裂缝的长度接近墙的高度,两端逐渐变细而消失。
(2)裂缝的数量较多,但宽度一般不大,超过0.3mm宽的缝很少见,大多数的裂缝宽度在0.05~0.2mm之间。
(3)沿地下室墙长两端附近裂缝少,而墙长的中部附近裂缝较多。
(4)裂缝出现的时间一般在拆除模板后不久,有的还与温骤降有關。
(5)随着时间的推移,裂缝会发展,数量也有增加,但裂缝宽度加大不多,发展情况与混凝土暴露时间的长短有密切关系。
(6)地下室回填土完成后,常可见裂缝处渗漏水,但一般渗水量不大。
3、地下室外墙板裂缝的控制措施
3.1 从设计上采取的措施
(1)在地下室外墙过长时,应根据整个地下室外墙的长度、形状、是否为结构受力集中区等综合考虑设置一定量的后浇带,以减小混凝土收缩应力。
(2)缩小墙体钢筋的间距。大量的实例证明,钢筋间距为150~200mm的泵送混凝土,墙体极易产生竖向裂缝,在两个构件配筋率相同的情况下,采用小直径钢筋可提高钢筋混凝土构件的极限抗拉变形能力,所以建议混凝土墙体中的钢筋间距由150~200mm 改为100~120mm。
(3)在墙柱相连接处2m范围内,插入附加筋,能减免该处裂缝的出现。
(4)下室外墙超过30~40mm左右宜设置一道后浇加强带,根据很多成功的工程实例,地下室外墙应设后浇加强带,不宜采用膨胀加强带代替后浇加强带。后浇加强带带宽2~3m,带两边采用5mm间距的密格钢丝网与两侧混凝土隔离,14d后再浇带内混凝土,同时增加带内膨胀剂的掺量,混凝土强度提高一级并加强浇水养护。
3.2 从材料上采取的措施
(1)正确选择水泥品种:一般宜采用低水化热铝酸三钙含量低细度不过细矿渣含量不多的水泥。在保证砼强度和其他性能的前提下通过优选砼配合比,尽量减少水泥的用量。
(2)严格控制集料质量。细集料宜选用中粗砂,其含泥量不得大于2%,细度模数控制在2.4—2.9,含泥量不得大于3%;粗集料宜选用粒径较大的、连续级配、级配良好、含泥量不得大于1%的碎石或卵石。
(3)添加适宜、适量的减水剂。在满足施工和易性的条件下,以减少拌合物水泥浆的用量,以便减少混凝土用水量。
(4)掺入微膨胀剂,配成补偿收缩混凝土,一般常用掺8%一10%UEA或10% 左右的AEA。
(5)掺用粉煤灰或高性能磨细的矿粉替代部分水泥,以降低水泥水化热温升,增加密实度,增强砼后期强度,以提供砼的抗渗性、抗裂性、减少温度应力。
3.3 施工技术措施
(1)应采用保温性能较好的18cm厚的大面积多层夹板代替原钢模板,并使拼缝严密、加固可靠、定位准确。模板中使用的对拉螺栓采用专门的止水措施,两侧用木块垫平,待模板拆除后,将木块取出,割除对拉螺栓头,用高等级砂浆补平。
(2)做好计量控制,按配合比进行称量,偏差必须控制在允许范围之内,坍落度控制在14cm~18cm,搅拌一定要均匀。
(3)振捣在每个浇筑带的前后布置两道振动器,第一道布置在混凝土卸料点,确保下部混凝土振实,第二道布置在混凝土坡角处,确保下部混凝土的密实。对于墙、柱、梁板用插入式振捣棒振捣。板混凝土表面用平板振动器振捣。混凝土振捣要求密实、不能漏振、过振,振捣时间以15s~30s为宜。以混凝土开始泛浆和不冒泡为准。振捣时要快插慢拔,振捣点布置均匀,在预埋件集水坑、墙柱根部必须振捣密实。
(4)选用普通硅酸盐水泥,早期强度高,适合快速施工,此硅酸盐水泥的水化热和干缩变形小,宜掺入15%左右的粉煤灰(应达到I级质量标准),减少水泥用量,降低水化热,增加混凝土和易性和可泵性;
(5)选用优质高效泵送剂,达到减小水灰比、增大坍落度、节约水泥的目的;在高温季节施工所用泵送剂应具有缓凝作用。严格控制混凝土的施工质量,尽量降低不均匀性。尽量避免泵送混凝土时从高处直接往下泵送混凝土,混凝土出口处与浇筑工作面的高度应控制在一定范围内,过高骨料则可能会产生离析的现象。浇筑方式应采用“单个坡度、分层浇筑、循序渐进,一次到顶”的浇筑工艺,分层厚度一般不超过80cm高,混凝土的入模高度不大于2m,采用振动棒垂直振捣,并设专人看模,以防炸模,振动时不得采用振动棒赶送混凝土,不得漏振或过振。
(6)拆模后应注意覆盖和及时保湿养护,进行浇水养护。混凝土墙体应全面积覆盖麻袋,定人定时洒水养护,经常保持墙体处于湿润状态,养护时间按照施工规范中的规定,一般不得少于14d。同时时刻关注温度的变化,必要时应先进行保温和加热处理,以确保混凝土与外界环境的温差不至于过大。最好在混凝土表面盖一层塑料薄膜,这样水可渗入但又起到保湿的作用,简单有效。
4、结束语
因此,对于地下室墙板来说要控制墙板混凝土不产生裂缝,关键就是要控制墙板混凝土的降温速率,由于墙板表面积大,且又是竖向,蓄热保温养护极为困难。所以应尽可能长地延长拆模时间,也可采取对墙板水平筋取小直径,高密度的配筋原则。若有地下室有围护结构,拆模后可在地下室外墙和基坑围护之间搭设能起到有效蓄热作用的保温棚,保温棚宜保留至回填土之前拆除。
参考文献
[1]《混凝土结构设计规范》.(GB50010-2002).
[2]混凝土结构工程施工质量验收规范.GB5024--2010.
[3]高云莉、何煦.混凝土配合比的优化设计[J].吉林建筑工程学院学报,2005(01).
[4]熊耀斌.地下室外墙混凝土收缩裂缝的技术措施[J].建材与装饰,2008(04).