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摘 要:本文结合某工程实例,对地下室混凝土结构施工中预防裂缝和渗漏等问题进行了分析,并提出了有效的处理方法。供同行参考。
关键词:地下室;混凝土施工;裂缝;渗漏;处理
一、工程概况
该项目,地下一层,地上最高六层,总建筑面积56885平方米,设计结构分成A、B、C、D四个区块,其中地下室主要为设备、生活用房及人防车库,上部A、B、C区设计为客房,D区为公共用房,总建筑高度最高为23.3米。其中地下室的底板、墙板、顶板混凝土标号均为C30,抗渗等级为P6的防水混凝土,底板厚度400mm。本工程对结构的安全和使用功能要求较高,在项目施工过程中采取了一系列预防地下室混凝土裂缝和渗漏的措施,取得了较好的效果,但因地质等环境因素的影响,局部仍存在裂缝和渗水现象,经过采取修补措施,保障了工程的安全和使用功能完好。
二、预防措施
优化混凝土配比,提高混凝土抗裂能力;重视施工质量和加强施工过程管理,避免混凝土裂缝和渗漏问题的产生,具体如下:
1、优化混凝土配比,提高混凝土抗裂能力:
控制混凝土选材和配合比,掺加外加剂,减少水泥用量和用水量,降低水化热和收缩变形。除了按规范要求控制原材料质量及选用配比外,一方面粉煤灰的掺量为水泥用量15%;另一方面地下室墙、顶板部位采用聚丙烯纤维掺量为0.8Kg/m3。
混凝土中掺用粉煤灰,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,提高混凝土的抗拉强度等,将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显著降低混凝土的早期强度,对抗裂不利。粉煤灰掺量的确定很重要,一般商品混凝土供应单位都将掺量调到很高,但当粉煤灰取代率超过20%时,对混凝土早期强度影响较大,对于抗裂尤其不利。因此混凝土配比中粉煤灰掺量确定为15%,不得超过。
在混凝土中掺加了0.8Kg/m3聚丙烯纤维,聚丙烯纤维与水泥或胶凝材料之间产生极强的粘结力,纤维有阻裂效应,能延缓裂缝的产生和扩展,减少及细化裂缝,填埋了部分混凝土内部孔隙,减少了孔隙大小和数量,极大地增加了混凝土基体的密实性,大大提高了混凝土的抗渗性。同时改善和易性,使混凝土不离析泌水,提高混凝土抗塑收缩的能力。在配料过程中,搅拌站必须严格计量投料,保证搅拌时间,使混凝土的配料分布均匀,按袋投放、充分搅拌均匀,防止成团结块,确保纤维分布均匀。
2、合理设置后浇带,减少混凝土早期不均匀沉降。
由于地下室面积大,在主楼与辅楼相交接的位置设置了后浇带。同时,由于主楼地下室狭长,长度将近300米,我们在相应位置设置了后浇带,间距小于30米,这样,有效地减少了工程早期可能不均匀沉降所产生的裂缝,同时还减少混凝土浇筑长度引起的蓄热量,减少温度应力,对裂缝的预防和控制扩展起到了相当的作用。
3、优化施工工艺、加强过程控制。
1)、技术准备:项目的各参与方对混凝土厂家上报的混凝土配比单进行严格审核,并到混凝土厂家现场查验混凝土原材料的质量以及计量和投料的准确。
2)、钢筋: 钢筋严格按图施工,位置要正确,钢筋间距过大易引起钢筋之间的混凝土开裂。另外保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂,现场加强验收检查,确保钢筋间距正确和保护层规范。
3)、模板:模板方案要进行详细计算,满足构件受力和变形要求,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大造成开裂。应严格按照方案施工并进行检查验收。
墙板穿墙支模螺栓处理,止水板焊接应严密,施工完后,穿墙螺栓切割时应先凿凹槽,防止钢筋头外露过长,因腐蚀造成漏水;
施工缝处支模,外墙竖直施工缝设置橡胶止水带后,仍容易渗水,主要是因为竖直施工缝端头处支模封堵不严,施工时应先用两层钢板网封堵,后采用木模板严密封堵,并用方木和钢管加固牢度,防止漏浆。
模板的拆除,采用延迟拆模时间,7天后方可拆除外墙侧模板,模板的保温作用可以减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土内外温差,防止表面裂缝以及混凝土中产生贯穿性裂缝。
4)、混凝土浇捣:
坍落度的控制:混凝土开盘应及时进行复核配比单和进行混凝土坍落度的检测,在浇捣过程中还应进行抽查,发现不符坚决退场,确保混凝土的质量。
混凝土振捣:浇筑过程中,振捣不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水,在表面形成水泥含量较多的水泥浆层,水分蒸发,易形成收缩裂缝。因此应该严格按要求适当进行振捣,使混凝土密实,不得漏振和过振。
混凝土表面处理:混凝土表面处理在混凝土浇捣后2小时左右进行,板面先按标高用刮尺刮平,在初凝前用滚筒来回碾压数遍并二次振捣后,用木蟹打磨,待混凝土收水后,再二次用木蟹搓,以闭合收水裂缝,待终凝后马上采取养护措施。第一次抹压,要求加力较大,使面层充分达到密实。在混凝土终凝前进行二次抹压,抹压力应比第一次抹压力较大,使混凝土面层再次充分达到密实。
混凝土浇筑后浇带施工。采用钢板止水片防水,钢板止水片接头必须为搭接焊接,搭接长度应≥50mm,焊接必须 4 个方向焊接,焊接中必须饱满,无夹渣、咬肉、气泡。底板砼浇捣完成后,要对后浇带采取保护措施,防止施工中污染钢筋、积水、堆积垃圾,在后浇带两侧用砂浆做出5CM高挡水带,后浇带施工缝处理完毕并清理干净后,顶部用木板封盖。待实测沉降值并计算后期沉降差能满足设计要求后,实际2个月后才进行后浇带混凝土浇注。混凝土浇筑前清理干净后浇带中杂物,将两侧混凝土的松散石子凿除,表面清洗干净,保持湿润,并刷水泥浆。从止水板、砼浇捣时间、施工缝处理、几方面进行控制,避免后浇带处理不好造成渗漏。
30CM高墙板混凝土浇捣:地下室墙板水平施工缝留置于距底板30CM处,在浇筑30CM高墙板混凝土时,应比底板晚3-5小时,而且振捣棒不要插入已初凝的底板砼内,防止地板混凝土受震动下沉,在墙根处拉裂。
混凝土的养护:底板混凝土的养护在混凝土浇注结束后8小时内用薄膜覆盖后盖一层草袋,定时浇水养护;外墙采用带模板并浇水养护,外墙养护7天后才能拆模,始终保持外墙表面湿润,顶板表面采用蓄水办法(板四周砌筑挡水坝)养护不少于14天。
5)、防水层施工:外墙做涂料防水层前,必须先抹水泥砂浆找平层,并且赶平压光,做好涂料基层处理。防止涂料防水层涂膜厚薄不均,表面出现孔眼,影响防水层的施工质量。地下室回填土前应做好保护层,避免防水层破坏。
6)、沉降缝:由于沉降缝橡胶止水带不易固定牢固,导致偏位易造成漏水,因此在施工中,应焊钢筋骨架将止水带固定在准确的位置上,避免浇筑混凝土时跑位。而且沉降缝处橡胶止水带易遭到破坏,在混凝土施工前应仔细进行检查,确保止水带完好。否则因止水带损坏或偏位造成沉降缝处渗漏,后期将很难进行处理。
7)、后浇带的保护措施:在后浇带混凝土未浇筑之前,后浇带的两侧应采用磚砌档墙以及上口采用木盖板进行全封闭保护,防止混凝土、砂浆结块污染及建筑杂物大量堆积,防止损坏外贴式止水带,防止工程施工中钢筋污染,保证钢筋不被踩踏。
三、地下室渗水情况调查
1、渗漏情况:
地下室于2009年9月初混凝土全部浇筑完毕,至 10月底室外回填土施工完毕,11月发现底板和墙板局部出现渗漏现象。对于裂缝比较集中的地下室底板和墙板裂缝分布情况进行普查 ,对裂缝深度进行抽查,并进行跟踪,包括裂缝位置、长度、宽度、深度、性质及发展情况等。调查发现地下室的裂缝主要集中于底板26-28轴线附近,并且地下室的裂缝具有以下特点:底板裂缝大多数顺着列线方向,个别裂缝较长,跨两列;墙板裂缝较少,集中于客房与公共部分交界处。地下室的少量裂缝在继续发展,不过发展趋势不大;在地下室底板有少量新的裂缝产生。
2、裂缝原因分析:
经过分析主要是由变形变化引起的裂缝,即由温度、湿度、收缩和膨胀以及不均匀沉降等因素引起的裂缝,为非结构性裂缝。随时间的推移还会继续发展。除了施工方面可能存在原因以外,分析主要有以下几方面因素:
结构设计原因:墙板裂缝集中于D区公共部分和客房的交界处,D区公共部分上部结构为2层,客房部分上部结构为6层,该处所受荷载及两侧结构的刚度或柔性有显著差异,使其变形差异较大,从而导致裂缝的产生。
地质情况有差异:地下室底板26-28 轴线附近的裂缝说明了这一点。该处原地貌为一冲溝,地下水压较大。
环境原因:地下室个别裂缝宽度还有所发展,裂缝的发展由温度变化引起的可能性较大,地下室混凝土浇捣在夏季,裂缝产生在冬季。
3、裂缝危害性分析
裂缝危害性主要按照规范允许的最大裂缝宽度来进行分析。根据有关标准,混凝土裂缝定性为:宽度小于标准规定值(0.3mm)者属于无害、可修复的裂缝。
从地下室混凝土裂缝调查结果可见,地下室负一层共抽查裂缝36 条,其中底板 30 条,墙面6 条。超过上述规定值的裂缝仅3 条,占地下室总裂缝数的 8 %。其余裂缝宽度均在允许范围之内。根据裂缝调查结果、建筑物重要性、使用功能和裂缝控制标准看,地下室裂缝目前对结构的安全性影响还不大,但由于少量裂缝有轻微的进一步发展趋势,而且裂缝数量多,而且已出现渗水,因此现有的裂缝会影响结构的使用功能和外观,应该按照规范或设计要求对裂缝进行相应的处理。
四、结构裂缝的修补
裂缝修补主要以恢复结构材料的防水性及耐久性,同时考虑经济性。施工时找漏水点、漏水线,以及隐蔽漏水点、漏水缝处理。选定最适于修补的修补材料、方法及修补时间。修补材料采用快速堵漏王,方法采用局部修复和表面修补相结合,修补的时间在稳定后再作修补。
先进性局部修补,采用充填法,用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大,最终凿成梯形槽,分层压抹快速堵漏王材料封闭裂缝。
然后进行表面修补,待裂缝采用局部修复法处理完毕,经检查无渗漏后,采用增加一层细石混凝土整体面层的方法处理。 因地下室地板设计上已考虑有30CM细石混凝土面层,结合设计进行处理,并在裂缝集中区域适当增加配筋,以进行加强处理。
五、结束语及效果
经过采取一系列的预防地下室混凝土结构开裂和渗漏的措施,以及对局部裂缝进行了及时有效的处理,保障了地下室结构完好,确保了其使用功能完善,取得了良好的效果。
关键词:地下室;混凝土施工;裂缝;渗漏;处理
一、工程概况
该项目,地下一层,地上最高六层,总建筑面积56885平方米,设计结构分成A、B、C、D四个区块,其中地下室主要为设备、生活用房及人防车库,上部A、B、C区设计为客房,D区为公共用房,总建筑高度最高为23.3米。其中地下室的底板、墙板、顶板混凝土标号均为C30,抗渗等级为P6的防水混凝土,底板厚度400mm。本工程对结构的安全和使用功能要求较高,在项目施工过程中采取了一系列预防地下室混凝土裂缝和渗漏的措施,取得了较好的效果,但因地质等环境因素的影响,局部仍存在裂缝和渗水现象,经过采取修补措施,保障了工程的安全和使用功能完好。
二、预防措施
优化混凝土配比,提高混凝土抗裂能力;重视施工质量和加强施工过程管理,避免混凝土裂缝和渗漏问题的产生,具体如下:
1、优化混凝土配比,提高混凝土抗裂能力:
控制混凝土选材和配合比,掺加外加剂,减少水泥用量和用水量,降低水化热和收缩变形。除了按规范要求控制原材料质量及选用配比外,一方面粉煤灰的掺量为水泥用量15%;另一方面地下室墙、顶板部位采用聚丙烯纤维掺量为0.8Kg/m3。
混凝土中掺用粉煤灰,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,提高混凝土的抗拉强度等,将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显著降低混凝土的早期强度,对抗裂不利。粉煤灰掺量的确定很重要,一般商品混凝土供应单位都将掺量调到很高,但当粉煤灰取代率超过20%时,对混凝土早期强度影响较大,对于抗裂尤其不利。因此混凝土配比中粉煤灰掺量确定为15%,不得超过。
在混凝土中掺加了0.8Kg/m3聚丙烯纤维,聚丙烯纤维与水泥或胶凝材料之间产生极强的粘结力,纤维有阻裂效应,能延缓裂缝的产生和扩展,减少及细化裂缝,填埋了部分混凝土内部孔隙,减少了孔隙大小和数量,极大地增加了混凝土基体的密实性,大大提高了混凝土的抗渗性。同时改善和易性,使混凝土不离析泌水,提高混凝土抗塑收缩的能力。在配料过程中,搅拌站必须严格计量投料,保证搅拌时间,使混凝土的配料分布均匀,按袋投放、充分搅拌均匀,防止成团结块,确保纤维分布均匀。
2、合理设置后浇带,减少混凝土早期不均匀沉降。
由于地下室面积大,在主楼与辅楼相交接的位置设置了后浇带。同时,由于主楼地下室狭长,长度将近300米,我们在相应位置设置了后浇带,间距小于30米,这样,有效地减少了工程早期可能不均匀沉降所产生的裂缝,同时还减少混凝土浇筑长度引起的蓄热量,减少温度应力,对裂缝的预防和控制扩展起到了相当的作用。
3、优化施工工艺、加强过程控制。
1)、技术准备:项目的各参与方对混凝土厂家上报的混凝土配比单进行严格审核,并到混凝土厂家现场查验混凝土原材料的质量以及计量和投料的准确。
2)、钢筋: 钢筋严格按图施工,位置要正确,钢筋间距过大易引起钢筋之间的混凝土开裂。另外保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂,现场加强验收检查,确保钢筋间距正确和保护层规范。
3)、模板:模板方案要进行详细计算,满足构件受力和变形要求,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大造成开裂。应严格按照方案施工并进行检查验收。
墙板穿墙支模螺栓处理,止水板焊接应严密,施工完后,穿墙螺栓切割时应先凿凹槽,防止钢筋头外露过长,因腐蚀造成漏水;
施工缝处支模,外墙竖直施工缝设置橡胶止水带后,仍容易渗水,主要是因为竖直施工缝端头处支模封堵不严,施工时应先用两层钢板网封堵,后采用木模板严密封堵,并用方木和钢管加固牢度,防止漏浆。
模板的拆除,采用延迟拆模时间,7天后方可拆除外墙侧模板,模板的保温作用可以减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土内外温差,防止表面裂缝以及混凝土中产生贯穿性裂缝。
4)、混凝土浇捣:
坍落度的控制:混凝土开盘应及时进行复核配比单和进行混凝土坍落度的检测,在浇捣过程中还应进行抽查,发现不符坚决退场,确保混凝土的质量。
混凝土振捣:浇筑过程中,振捣不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水,在表面形成水泥含量较多的水泥浆层,水分蒸发,易形成收缩裂缝。因此应该严格按要求适当进行振捣,使混凝土密实,不得漏振和过振。
混凝土表面处理:混凝土表面处理在混凝土浇捣后2小时左右进行,板面先按标高用刮尺刮平,在初凝前用滚筒来回碾压数遍并二次振捣后,用木蟹打磨,待混凝土收水后,再二次用木蟹搓,以闭合收水裂缝,待终凝后马上采取养护措施。第一次抹压,要求加力较大,使面层充分达到密实。在混凝土终凝前进行二次抹压,抹压力应比第一次抹压力较大,使混凝土面层再次充分达到密实。
混凝土浇筑后浇带施工。采用钢板止水片防水,钢板止水片接头必须为搭接焊接,搭接长度应≥50mm,焊接必须 4 个方向焊接,焊接中必须饱满,无夹渣、咬肉、气泡。底板砼浇捣完成后,要对后浇带采取保护措施,防止施工中污染钢筋、积水、堆积垃圾,在后浇带两侧用砂浆做出5CM高挡水带,后浇带施工缝处理完毕并清理干净后,顶部用木板封盖。待实测沉降值并计算后期沉降差能满足设计要求后,实际2个月后才进行后浇带混凝土浇注。混凝土浇筑前清理干净后浇带中杂物,将两侧混凝土的松散石子凿除,表面清洗干净,保持湿润,并刷水泥浆。从止水板、砼浇捣时间、施工缝处理、几方面进行控制,避免后浇带处理不好造成渗漏。
30CM高墙板混凝土浇捣:地下室墙板水平施工缝留置于距底板30CM处,在浇筑30CM高墙板混凝土时,应比底板晚3-5小时,而且振捣棒不要插入已初凝的底板砼内,防止地板混凝土受震动下沉,在墙根处拉裂。
混凝土的养护:底板混凝土的养护在混凝土浇注结束后8小时内用薄膜覆盖后盖一层草袋,定时浇水养护;外墙采用带模板并浇水养护,外墙养护7天后才能拆模,始终保持外墙表面湿润,顶板表面采用蓄水办法(板四周砌筑挡水坝)养护不少于14天。
5)、防水层施工:外墙做涂料防水层前,必须先抹水泥砂浆找平层,并且赶平压光,做好涂料基层处理。防止涂料防水层涂膜厚薄不均,表面出现孔眼,影响防水层的施工质量。地下室回填土前应做好保护层,避免防水层破坏。
6)、沉降缝:由于沉降缝橡胶止水带不易固定牢固,导致偏位易造成漏水,因此在施工中,应焊钢筋骨架将止水带固定在准确的位置上,避免浇筑混凝土时跑位。而且沉降缝处橡胶止水带易遭到破坏,在混凝土施工前应仔细进行检查,确保止水带完好。否则因止水带损坏或偏位造成沉降缝处渗漏,后期将很难进行处理。
7)、后浇带的保护措施:在后浇带混凝土未浇筑之前,后浇带的两侧应采用磚砌档墙以及上口采用木盖板进行全封闭保护,防止混凝土、砂浆结块污染及建筑杂物大量堆积,防止损坏外贴式止水带,防止工程施工中钢筋污染,保证钢筋不被踩踏。
三、地下室渗水情况调查
1、渗漏情况:
地下室于2009年9月初混凝土全部浇筑完毕,至 10月底室外回填土施工完毕,11月发现底板和墙板局部出现渗漏现象。对于裂缝比较集中的地下室底板和墙板裂缝分布情况进行普查 ,对裂缝深度进行抽查,并进行跟踪,包括裂缝位置、长度、宽度、深度、性质及发展情况等。调查发现地下室的裂缝主要集中于底板26-28轴线附近,并且地下室的裂缝具有以下特点:底板裂缝大多数顺着列线方向,个别裂缝较长,跨两列;墙板裂缝较少,集中于客房与公共部分交界处。地下室的少量裂缝在继续发展,不过发展趋势不大;在地下室底板有少量新的裂缝产生。
2、裂缝原因分析:
经过分析主要是由变形变化引起的裂缝,即由温度、湿度、收缩和膨胀以及不均匀沉降等因素引起的裂缝,为非结构性裂缝。随时间的推移还会继续发展。除了施工方面可能存在原因以外,分析主要有以下几方面因素:
结构设计原因:墙板裂缝集中于D区公共部分和客房的交界处,D区公共部分上部结构为2层,客房部分上部结构为6层,该处所受荷载及两侧结构的刚度或柔性有显著差异,使其变形差异较大,从而导致裂缝的产生。
地质情况有差异:地下室底板26-28 轴线附近的裂缝说明了这一点。该处原地貌为一冲溝,地下水压较大。
环境原因:地下室个别裂缝宽度还有所发展,裂缝的发展由温度变化引起的可能性较大,地下室混凝土浇捣在夏季,裂缝产生在冬季。
3、裂缝危害性分析
裂缝危害性主要按照规范允许的最大裂缝宽度来进行分析。根据有关标准,混凝土裂缝定性为:宽度小于标准规定值(0.3mm)者属于无害、可修复的裂缝。
从地下室混凝土裂缝调查结果可见,地下室负一层共抽查裂缝36 条,其中底板 30 条,墙面6 条。超过上述规定值的裂缝仅3 条,占地下室总裂缝数的 8 %。其余裂缝宽度均在允许范围之内。根据裂缝调查结果、建筑物重要性、使用功能和裂缝控制标准看,地下室裂缝目前对结构的安全性影响还不大,但由于少量裂缝有轻微的进一步发展趋势,而且裂缝数量多,而且已出现渗水,因此现有的裂缝会影响结构的使用功能和外观,应该按照规范或设计要求对裂缝进行相应的处理。
四、结构裂缝的修补
裂缝修补主要以恢复结构材料的防水性及耐久性,同时考虑经济性。施工时找漏水点、漏水线,以及隐蔽漏水点、漏水缝处理。选定最适于修补的修补材料、方法及修补时间。修补材料采用快速堵漏王,方法采用局部修复和表面修补相结合,修补的时间在稳定后再作修补。
先进性局部修补,采用充填法,用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大,最终凿成梯形槽,分层压抹快速堵漏王材料封闭裂缝。
然后进行表面修补,待裂缝采用局部修复法处理完毕,经检查无渗漏后,采用增加一层细石混凝土整体面层的方法处理。 因地下室地板设计上已考虑有30CM细石混凝土面层,结合设计进行处理,并在裂缝集中区域适当增加配筋,以进行加强处理。
五、结束语及效果
经过采取一系列的预防地下室混凝土结构开裂和渗漏的措施,以及对局部裂缝进行了及时有效的处理,保障了地下室结构完好,确保了其使用功能完善,取得了良好的效果。