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        某項目地下室外墻裂縫控制施工技術(shù)的研究

        2018-10-15 01:20:56周鵬忠深圳市合創(chuàng)建設(shè)工程顧問有限公司廣東深圳518026
        建設(shè)監(jiān)理 2018年6期
        關(guān)鍵詞:膨脹劑抗?jié)B外墻

        周鵬忠(深圳市合創(chuàng)建設(shè)工程顧問有限公司, 廣東 深圳 518026)

        0 引 言

        隨著我國經(jīng)濟(jì)和建筑業(yè)的迅速發(fā)展,深基坑地下室施工在工程中越來越普遍。但是在不少的深基坑地下室工程中都會出現(xiàn)地下室外墻漏水與裂縫多的現(xiàn)象,外墻滲水嚴(yán)重影響到地下室的使用。因此控制外墻鋼筋混凝土裂縫與滲水成為施工過程重點控制內(nèi)容。

        1 工程概況

        深圳某項目位于福田區(qū)深南路與新洲路十字路口的東北角?;用娣e 12 510.95 m2,地下室 5 層,建筑面積60 231.11 m2;地上 50 層,結(jié)構(gòu)高度 219.7 m,建筑面積 169 754.68 m2;主體結(jié)構(gòu)型式裙樓框架結(jié)構(gòu),塔樓框架-核心筒結(jié)構(gòu);底板防水墊層底標(biāo)高 -21.95 m,局部-25 m。西側(cè)為人工挖孔樁、墩基礎(chǔ)和天然基礎(chǔ)加抗浮錨桿,東側(cè)為天然基礎(chǔ)加抗浮錨桿。外墻采用 C35 抗?jié)B鋼筋混凝土,抗?jié)B等級為 P12、P10和 P8。外墻厚度地下 5 層和地下 4 層為 700 mm,地下 3 層和地下 2 層為 600 mm,地下1層為 500 mm;外墻總長度為 502 m?;映什灰?guī)則長方形,東西向長約 190 m,南北向窄約 50 m。設(shè)計施工圖南北向設(shè)后澆帶,將地下室施工劃分為 4 個區(qū)。外墻與支護(hù)樁間距只有 10 cm~15 cm,施工時先將支護(hù)樁與外墻間隙用灰砂磚砌平,然后做好防水。由于外墻模板只能采用單邊支模,無法使用對拉加固,施工難度成倍增加。

        2 外墻混凝土裂縫控制施工技術(shù)措施

        在外墻混凝土施工前,針對項目外墻的特點,制定防止外墻混凝土開裂的具體措施。首先編制外墻施工專項施工方案,并對施工方案進(jìn)行專項論證。

        2.1 增加配筋率

        按照規(guī)范要求,高層建筑地下室外墻設(shè)計應(yīng)滿足水土壓力及地面荷載側(cè)壓作用下承載力的要求;其豎向和水平分布鋼筋應(yīng)雙層布置,配筋率不宜小于 0.3%。原設(shè)計外墻鋼筋配筋的水平筋為三級鋼,直徑為 12 mm,間距為10 cm,雙向配筋率不能滿足規(guī)范要求。因此將水平筋的直徑由原來 12 mm 改為 12 mm 和 14 mm 交替布置,間距不變。

        2.2 合理布置側(cè)墻后澆帶

        按照設(shè)計施工圖,整個地下室設(shè)計南北向 3 條后澆帶,地下室外墻與后澆帶的間距均大于 50 m。為防止地下室外墻混凝土產(chǎn)生收縮裂縫,根據(jù)混凝土凝結(jié)過程中需要散熱、而散熱過程必然導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高的特點,外墻外側(cè)為卷材與砌體及支護(hù)樁,無空間散熱,混凝土澆筑完后,只能通過室內(nèi)向散熱;由此易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度差值大。隨著混凝土內(nèi)部溫度的下降,混凝土內(nèi)部就會產(chǎn)生收縮應(yīng)力;當(dāng)收縮應(yīng)力大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度時,就會產(chǎn)生裂縫。經(jīng)過與設(shè)計溝通,將后澆帶的間距控制在 30 m 內(nèi),以減少外墻整體的收縮應(yīng)力。為此,設(shè)計單位調(diào)整了地下室外墻后澆帶的設(shè)置:后澆帶的最大間距不超過 30 m;根據(jù)外墻實際情況,共增加7條后澆帶,以減少外墻混凝土整體的收縮應(yīng)力,有效減少裂縫的產(chǎn)生;增加后澆帶封閉時間,要求滯后 45 d 以上:其混凝土強(qiáng)度等級宜提高一級,并宜采用無收縮混凝土,低溫入模。

        2.3 控制混凝土配合比中水泥及粉煤灰用量的比例

        合理控制混凝土配合比中水泥與粉煤灰用量的比例,適當(dāng)增加粉煤灰用量和降低水泥用量,以降低水化熱。在外墻長跨度混凝土凝結(jié)過程中,因混凝土中水泥水化會散熱,混凝土?xí)囟壬咔殷w積膨脹。當(dāng)混凝土終凝后,水化完成,溫度開始下降,體積縮小,內(nèi)拉應(yīng)力逐漸增大。當(dāng)混凝土自身的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗內(nèi)拉應(yīng)力時,就會產(chǎn)生裂縫并發(fā)展。為此,專門針對外墻進(jìn)行配合比設(shè)計,在原配合比粉煤灰含量的基礎(chǔ)上,通過每立方混凝土適量提高 5 kg~10 kg 粉煤灰的含量,降低水化熱,減少混凝土升溫的幅度,降低混凝土內(nèi)拉應(yīng)力,以控制裂縫的產(chǎn)生。

        2.4 摻和適量纖維抗裂膨脹劑

        本項目地下室外墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),外墻的混凝土強(qiáng)度等級為 C35,外墻抗?jié)B等級為 P12、P10、P8,所處環(huán)境條件主要是干濕交替環(huán)境,防水要求高。為了達(dá)到混凝土抗?jié)B防裂的技術(shù)要求,采用摻和適量(約 8%)的纖維抗裂膨脹劑,以達(dá)到補償收縮混凝土的目的。

        2.4.1 補償收縮混凝土抗裂抗?jié)B原理

        補償收縮混凝土是在水化硬化過程中生成膨脹結(jié)晶鈣礬石或氫氧化鈣,使混凝土產(chǎn)生適度體積膨脹,在鋼筋或鄰位約束下產(chǎn)生預(yù)壓或自應(yīng)力約為 0.2 MPa~0.7 MPa 的混凝土。它能有效地補償混凝土的干縮和冷縮,同時水化形成的大量晶體物質(zhì)鈣礬石具有填充毛細(xì)孔縫的作用,使毛細(xì)孔變細(xì)和減小,增加致密性,顯著提高了混凝土的抗裂防滲性能。

        補償收縮混凝土的工作原理:當(dāng)混凝土膨脹時,混凝土中的鋼筋對它的膨脹產(chǎn)生限制作用,鋼筋本身也因與混凝土一起膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力 σs;同時混凝土中產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力 σc。

        由于鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡,則

        式中:Ac為混凝土截面積;σc為混凝土預(yù)壓應(yīng)力(MPa);As為鋼筋截面積;σs為鋼筋本身和混凝土一起膨脹而產(chǎn)生的拉應(yīng)力;Es為鋼筋彈性模量(MPa);ε2為混凝土的限制膨脹率,也即鋼筋伸長率(%);μ 為配筋率(%)。

        由上式可見,σc與 ε2成正比例關(guān)系,而限制膨脹率隨膨脹劑摻量的增加而增加,所以,可以通過調(diào)整膨脹劑的摻量,使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。

        2.4.2 補償收縮混凝土的特點

        (1) 由于限制膨脹的作用,改善了混凝土的應(yīng)力狀態(tài)。

        (2) 由于膨脹性晶體的填充作用.使水泥石中的大孔變小,總孔隙率下降,改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu),從而提高了混凝土的抗?jié)B性,使它具有了一般防水混凝土無法相比的抗裂能力。

        (3) 混凝土中通過添加 SY-T 高效特種纖維,對混凝土膨脹產(chǎn)生限制作用,使內(nèi)部微應(yīng)力減少,并改變內(nèi)應(yīng)力分布,可大大減少混凝土裂縫的產(chǎn)生,大幅提高抗?jié)B等級。

        通過摻和適量 SY-T 高效特種纖維抗裂膨脹劑,使混凝土的防滲等級提高、抗裂性增強(qiáng),從而降低地下室外墻裂縫的產(chǎn)生,避免外墻混凝土滲水、漏水和開裂。

        2.5 混凝土澆搗過程及養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制

        在澆筑外墻混凝土前,要按照專項施工方案對單邊支模的穩(wěn)定性進(jìn)行檢查驗收,確?;炷猎跐仓^程中不跑模、不漏漿;并對混凝土工人進(jìn)行質(zhì)量技術(shù)交底,嚴(yán)禁違規(guī)操作,加強(qiáng)振搗,不得漏振、過振,避免混凝土不密實,澆筑過程中嚴(yán)控冷縫的產(chǎn)生。在澆筑混凝土?xí)r,首先要求混凝土的和易性要好,坍落度控制在 140 mm~160 mm,每層的澆筑高度按 50 cm~60 cm 控制,并沿墻面循環(huán)澆筑;振動棒振搗時要均勻移動,移動間距不宜過大。若振動棒振搗時不移動,易造成漏振和過振,致使混凝土不密實或者離析,從而導(dǎo)致混凝土開裂或者漏水。因此要嚴(yán)禁工人違規(guī)操作,把振動棒放在一個地方不移動;同時要杜絕依靠振動棒趕推混凝土的推進(jìn)形式來澆筑混凝土。因為這樣易導(dǎo)致混凝土漿骨料不均和分離,產(chǎn)生過振現(xiàn)象。

        因外墻單邊支模采用鋁模支撐,鋁模具有散熱快的特點,因此當(dāng)混凝土澆筑完后,養(yǎng)護(hù)控制成為了質(zhì)量控制的重點。為此,為了避免混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度的溫差過大,采用延緩拆模時間—在混凝土澆筑完后 48 h 開始拆模,并在模板拆除前,在鋁模面掛濕麻袋保濕養(yǎng)護(hù)。模板拆除后采用掛薄膜養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時間要持續(xù) 14 d 以上。

        2.6 調(diào)整外墻混凝土與樓面混凝土施工時間

        為了保證外墻混凝土的密實度,根據(jù)外墻與樓面交接位鋼筋密、振動棒不方便操作的實際情況,先澆筑外墻至樓面板底標(biāo)高 1 m 位置,并處理好施工縫,做好防水處理;然后支板模和綁扎板面鋼筋,再澆筑混凝土,確?;炷恋臐矒v質(zhì)量。

        3 結(jié) 語

        通過增加水平鋼筋的配筋率、合理控制后澆帶的間距、合理控制混凝土配合比中水泥與粉煤灰的比例、摻和適量纖維抗裂劑、加強(qiáng)混凝土澆搗過程及養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制、調(diào)整外墻混凝土與樓面混凝土施工時間等控制裂縫的施工技術(shù)的應(yīng)用;尤其是摻和纖維抗裂劑的運用,起到了補償收縮混凝土的作用,從而減少外墻混凝土裂縫的產(chǎn)生。整個地下室外墻施工通過上述施工技術(shù)及施工措施的應(yīng)用,地下室外墻未出現(xiàn)裂縫通縫,細(xì)微裂縫極少。當(dāng)后澆帶封閉完后經(jīng)一個月的觀察,未發(fā)現(xiàn)外墻有裂縫發(fā)育及滲水點和漏水點的出現(xiàn),達(dá)到了預(yù)期的目的,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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