王 堅(jiān) 鄭水珍
1. 廣東省建筑工程集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510030;2. 江西省水利水電開(kāi)發(fā)有限公司 江西 南昌 330000
“兩墻合一”的結(jié)構(gòu)形式是將地下空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(一般為地下連續(xù)墻)作為地下室外墻的一部分,與內(nèi)側(cè)襯墻共同組成地下室結(jié)構(gòu)外墻,起到承受結(jié)構(gòu)荷載、防止地下水滲漏的作用?!皟蓧弦弧苯Y(jié)構(gòu)可以縮減圍護(hù)體所占空間,減少地下室外墻的工程量,縮短工期,節(jié)材節(jié)地,經(jīng)濟(jì)效果明顯,且整體剛度大,在實(shí)際工程中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。由于襯墻一般厚度較小(350 mm以?xún)?nèi)),因此襯墻的施工質(zhì)量要求較高,尤其是裂縫的控制難度較大,施工處理不當(dāng)就會(huì)造成地下室滲漏。
地下室混凝土襯墻往往是在結(jié)構(gòu)成型后容易產(chǎn)生裂縫,降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且長(zhǎng)期下去會(huì)造成鋼筋的銹蝕和混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力、觀感和舒適度,增加維護(hù)使用成本[1]。導(dǎo)致襯墻出現(xiàn)裂縫的因素很多,除襯墻本身厚度小、長(zhǎng)度大易形成收縮裂縫外,襯墻設(shè)計(jì)、混凝土配比、施工工藝都是很重要的影響因素。本文結(jié)合廣州地區(qū)某工程實(shí)例,對(duì)地下室襯墻混凝土裂縫的控制作了梳理和總結(jié),通過(guò)合理設(shè)計(jì)和精心施工,控制了裂縫的產(chǎn)生,避免了襯墻滲漏的出現(xiàn),對(duì)類(lèi)似工程具有較好的參考價(jià)值。
襯墻首段混凝土澆筑完畢,并且在養(yǎng)護(hù)兩周后拆模,發(fā)現(xiàn)部分內(nèi)襯墻體每跨跨中部位出現(xiàn)垂直裂縫,寬度一般≤0.3 mm,偶有>0.3 mm的情況。襯墻裂縫的特點(diǎn)為:
1)裂縫出現(xiàn)有一定的規(guī)律性,垂直于底板,多出現(xiàn)在襯墻的中部,有的出現(xiàn)在暗柱、壁柱等剛度大的地方。
2)在拆模1~2 d后出現(xiàn),為早期裂縫,隨著混凝土強(qiáng)度的增加裂縫逐漸穩(wěn)定,少量裂縫后期會(huì)自行愈合。
3)豎向裂縫的長(zhǎng)度接近墻高,寬度在0.1~0.5 mm之間,中間寬,兩端受構(gòu)件約束逐漸變小。
為確保后續(xù)襯墻的施工質(zhì)量,組織施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、攪拌站等單位開(kāi)展了專(zhuān)項(xiàng)研討會(huì),制訂了襯墻裂縫控制措施。
1)考慮到工程中地下室襯墻較長(zhǎng),均超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范:現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下室墻伸縮縫最大間距為露天20 m、土中30 m[2]。因此根據(jù)建筑物的平面形式,合理設(shè)置后澆帶,各倉(cāng)襯墻跳倉(cāng)施工,以釋放混凝土早期應(yīng)力應(yīng)變,減少變形約束引起的裂縫。
2)在滿足結(jié)構(gòu)受力的條件下,適當(dāng)降低混凝土強(qiáng)度等級(jí)。經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核,將原設(shè)計(jì)襯墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)由C40改為C35。而實(shí)際上隨混凝土抗壓強(qiáng)度的提高,抗拉強(qiáng)度提高不多,尤其在混凝土極限拉伸強(qiáng)度附近,但高強(qiáng)混凝土的塑性收縮大,溫度收縮和自身收縮更大,降低強(qiáng)度可降低混凝土的收縮量,有利于裂縫控制[3]。
3)合理布置構(gòu)造鋼筋。對(duì)水平鋼筋用等截面代換來(lái)減徑增量,即降低鋼筋直徑,加密排列間距(水平鋼筋由φ12 mm@150 mm改為φ10 mm@100 mm),在保證鋼筋保護(hù)層的合理厚度下,水平筋盡量布置在襯墻外側(cè)(即放在豎向鋼筋外面)。通過(guò)細(xì)密的抗裂鋼筋設(shè)置,能有效分散應(yīng)力的集中,從而提高混凝土的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸,減少表面開(kāi)裂現(xiàn)象。
車(chē)66井區(qū)位于山東省濱州市套爾河下游,構(gòu)造位置屬濟(jì)陽(yáng)拗陷車(chē)鎮(zhèn)凹陷大王北西次級(jí)洼陷(圖1)。該區(qū)古近系沙三段下部發(fā)育有巨厚的烴源巖和碳酸鹽巖砂礫巖體,預(yù)計(jì)蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源。速擴(kuò)邊,分別部署了車(chē)661、車(chē)662、車(chē)663和車(chē)73等井,但產(chǎn)量均不理想。2007年在高產(chǎn)井車(chē)66和車(chē)660井之間部署一口開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備井——車(chē)66-1井,在沙三下共鉆遇油層3層,總厚度12.6m,壓裂投產(chǎn)初期日產(chǎn)液12t,日產(chǎn)油10t,含水率為10.8%,但累產(chǎn)油僅為813.6t,因供液不足被迫關(guān)井。這種狀況體現(xiàn)了車(chē)66井區(qū)砂礫巖體油氣成藏控制因素的多變性和復(fù)雜性。
本項(xiàng)目施工采用泵送混凝土,在保證可泵性的前提下,通過(guò)優(yōu)化混凝土配比,降低混凝土水化熱,有助于裂縫控制。
1)選用普通硅酸鹽水泥,它比礦渣硅酸鹽水泥、快硬水泥等收縮小,在規(guī)范允許強(qiáng)度范圍內(nèi),由攪拌站調(diào)整混凝土配合比,適當(dāng)減少水泥用量,降低水化熱。
2)選用規(guī)格適中粒徑的粗骨料,或適當(dāng)增加配合比中粗骨料的用量,在保證混凝土可泵性的同時(shí),維持混凝土的體積穩(wěn)定性,從而減少混凝土收縮。
3)嚴(yán)格沖洗粗、細(xì)骨料,減少含泥量,提高混凝土的抗拉性能。
4)根據(jù)攪拌站的豐富經(jīng)驗(yàn)和對(duì)比試驗(yàn),選擇混凝土摻合料、外加劑。目前市場(chǎng)上的摻合料及外加劑種類(lèi)多,大部分只有強(qiáng)度指標(biāo),缺乏對(duì)水化熱及收縮變形影響的長(zhǎng)期試驗(yàn)資料,許多外加劑會(huì)增加收縮變形,甚至?xí)档湍途眯訹4]。
1)為防止襯墻混凝土收縮裂縫,加密橫向鋼筋,將間距從150 mm調(diào)減至100 mm(圖1),以抵抗混凝土的收縮應(yīng)力;在與附墻柱相連處,增加φ8~10 mm@200 mm、長(zhǎng)度為1 000 mm(800 m插入墻體中,200 mm插入柱子中)的水平構(gòu)造鋼筋來(lái)分散應(yīng)力,避免二者截面和配筋率相差較大,導(dǎo)致相連部位應(yīng)力集中而引起開(kāi)裂。
2)在早晚澆筑混凝土,避免高溫入模,減小溫差。
3)使用塑料模板可減少混凝土表面水分吸收,澆筑混凝土前充分濕潤(rùn)模板,減少混凝土的塑性收縮裂縫。
4)采用保溫保濕養(yǎng)護(hù)?;炷脸跄?,松開(kāi)模板螺栓拉桿,采用管身均勻開(kāi)孔、布置在襯墻上部的塑料水管淋水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)水滲入模板與襯墻間的縫隙,保持養(yǎng)護(hù)期混凝土表面始終濕潤(rùn),避免水化熱造成溫差過(guò)大。
5)地下室墻體表面積較大,建筑物首層板混凝土澆筑完成后,及時(shí)進(jìn)行上部防水施工、土方回填和綠化,避免地下室內(nèi)外溫差偏大。
圖1 襯墻鋼筋配置示意
1)襯墻施工縫的防水。施工縫的接縫形式有平口縫、高低縫、凸縫、金屬止水帶等,或采用緩膨型膨脹膠條、外貼式止水帶。本工程在距底板面500 mm施工縫處預(yù)制寬300 mm、厚4 mm的止水鋼板(上下各伸入150 mm)。地下室襯墻盡量少留或不留施工縫,必須留置時(shí),應(yīng)選擇在剪力較小且便于施工的部位,水平施工縫距底板不少于200 mm。
2)地下連續(xù)墻內(nèi)表面鑿毛處理。襯墻鋼筋模板安裝前,地下連續(xù)墻表面應(yīng)進(jìn)行人工清洗泥漿、鑿除浮漿,形成粗糙面,以利于襯墻澆筑時(shí)與地下連續(xù)墻接合緊密。
3)設(shè)置襯墻膨脹加強(qiáng)防水帶。本工程采用間歇式無(wú)縫施工,設(shè)置4道寬2 m的膨脹加強(qiáng)帶,實(shí)際最大間距為54 m,地下室內(nèi)襯墻設(shè)計(jì)墻厚300 mm,以地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)防水為主。要求襯墻拆模時(shí)間不少于7 d,保證養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。
通過(guò)采取以上措施,有效地控制了地下室襯墻裂縫的產(chǎn)生,既加快了施工進(jìn)度,提高了地下結(jié)構(gòu)的整體性,又保證了工程的防水質(zhì)量。該項(xiàng)目于2016月9完工并交付使用,工程回訪、檢查未發(fā)現(xiàn)襯墻滲漏,確保了整個(gè)地下室清爽干燥,降低整個(gè)建筑生命期的維護(hù)成本,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。