范立雄

摘? ? 要：在國內(nèi)超長混凝土結(jié)構(gòu)的地下室普遍存在大面積開裂的情況下，本文通過工程實(shí)例，采取4項(xiàng)措施對抑制填海區(qū)地下室結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生取得了有效的控制效果，順利完成海灣中心一期工程的地下室結(jié)構(gòu)施工，對如何控制地下室混凝土結(jié)構(gòu)裂縫這一施工難題起到有效的借鑒作用，取得了良好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：地下室結(jié)構(gòu);裂縫控制;跳倉法;膨脹劑;混凝土養(yǎng)護(hù)

1? 工程概況

本工程地處汕頭市華僑試驗(yàn)區(qū)東海岸新城新津片區(qū)，位于建設(shè)中的緯六路和經(jīng)三路交叉口的西側(cè)，包括6棟31層塔樓、一層地下室及1、2層附屬臨街商業(yè)，總建筑面積112755.79m2，建筑高度94.7m，地下一層，地上31層。工程結(jié)構(gòu)形式為框架-剪力墻，基礎(chǔ)形式為旋挖灌注樁基礎(chǔ)，地下室建筑面積21284.48m2，地下室全長166.6m，寬度128.3m，塔樓部位地下室層高為3.75m，非塔樓部位地下室層3.7m。

目前地下室施工普遍采取后澆帶法來釋放混凝土在凝固階段的收縮應(yīng)力，但是，后澆帶的設(shè)置增加了施工縫的數(shù)量，并影響模板的周轉(zhuǎn)及工程進(jìn)度，同時(shí)二次澆注難度較大，施工質(zhì)量難以保證。本項(xiàng)目基于我國著名裂縫控制專家王鐵夢教授提出的跳倉法，采用“抗放兼施，以抗為主，先放后抗”的原則進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)施工，對如何控制地下室混凝土結(jié)構(gòu)裂縫這一施工難題進(jìn)行技術(shù)研究。

2? 施工過程

2.1? 施工控制要因確認(rèn)

項(xiàng)目部自圖紙會(huì)審初期就邀請了廣東省建筑協(xié)會(huì)質(zhì)量技術(shù)管理專家、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、公司其他項(xiàng)目的技術(shù)管理人員及有經(jīng)驗(yàn)的施工班組等26人，通過分析以往地下室結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的因素及主要部位，并利用排列圖對收集到的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

由排列圖可以看出：混凝土養(yǎng)護(hù)的及時(shí)性、混凝土外加膨脹劑的運(yùn)用、配筋間距的合理配置、后澆帶劃分面積過大、后澆帶部位易開裂等因素是影響地下室結(jié)構(gòu)裂縫的關(guān)鍵控制點(diǎn)。

針對上述分析，項(xiàng)目部邀請了廣東省建筑協(xié)會(huì)質(zhì)量技術(shù)管理專家、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、公司其他項(xiàng)目的技術(shù)管理人員進(jìn)行深入探討。專家及相關(guān)單位的技術(shù)管理人員一致認(rèn)為從單一方面進(jìn)行管控，預(yù)防地下室結(jié)構(gòu)開裂往往達(dá)不到理想的效果，只有通過多方面綜合控制才能取得更好的控制效果。針對此要求，項(xiàng)目部對填海地區(qū)的相似工程進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，并結(jié)合專家的指導(dǎo)性建議，找出了以下四個(gè)問題，并采取了相應(yīng)的措施。

2.2? 遇到問題

2.2.1? 情況一：地下室外墻較長易開裂

地下室外墻按后澆帶進(jìn)行劃分，后澆帶設(shè)置間距較大，外墻長度較長，容易產(chǎn)生混凝土收縮裂縫。

2.2.2? 情況二：招標(biāo)圖紙未使用混凝土外加膨脹劑

混凝土開裂的主要成因是干縮和溫度收縮導(dǎo)致的，膨脹劑加入砼中，拌水后生成大量膨脹結(jié)晶水化物，能有效補(bǔ)償收縮應(yīng)變，進(jìn)而減少裂縫的產(chǎn)生，但是本工程招標(biāo)圖紙上未注明地下室結(jié)構(gòu)摻加膨脹劑，且如何控制膨脹劑的摻量，以起到最佳的結(jié)構(gòu)自防水效果。

2.2.3? 情況三：后澆帶部位裂縫多

對部分工程進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)后澆帶部位存在嚴(yán)重的滲漏風(fēng)險(xiǎn)，且本工程工期較緊，后澆帶的設(shè)置不利于節(jié)約工期。

2.2.4? 情況四：傳統(tǒng)混凝土養(yǎng)護(hù)習(xí)慣存在明顯的缺陷

近年來，隨著高強(qiáng)混凝土及高性能混凝土的推廣應(yīng)用，混凝土早期的溫度變形和自收縮變形明顯增強(qiáng)，依據(jù)GB50204-2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)的傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)習(xí)慣做法已存在明顯的缺陷。

2.3? 解決辦法

2.3.1? 解決一：合理布置外墻配筋、增設(shè)暗梁、暗柱

地下室外墻等立面結(jié)構(gòu)，受外界溫度、濕度影響較大，容易發(fā)生豎向裂縫，通過查閱文獻(xiàn)及實(shí)體調(diào)研發(fā)現(xiàn)控制水平鋼筋的配筋率在0.4%～0.6%，采用小直徑（[Φ]10～16）mm，間距為100mm～120mm，并加暗柱、暗梁等措施能有效避免應(yīng)力集中，加大外墻抗剪能力，進(jìn)而控制裂縫的產(chǎn)生。

2.3.2? 解決二：混凝土中摻入8%的高性能膨脹抗裂劑

基于中國工程院院士吳中偉教授提出的關(guān)于補(bǔ)償收縮混凝土的基本理論和觀點(diǎn)，當(dāng)滿足

[ε2-St+Sd-CT≤Sk]

就能達(dá)到控制裂縫的目的，國內(nèi)眾多項(xiàng)目采用SY-G配置補(bǔ)償收縮混凝土的聯(lián)合補(bǔ)償模式，有效控制地下室鋼筋混凝結(jié)構(gòu)裂縫。

式中：

[ε2]——限制膨脹率;

[Sd]——干縮率;

[St]——收縮率（隨溫度而變化，當(dāng)降溫為10℃時(shí)[St]約為1[×][10-4]）;

[CT]——受拉徐變;

[Sk]——極限延伸率（根據(jù)混凝土配筋的不同是可變動(dòng)的，一般情況下[Sk=（2～3）][×][10-4]）;

結(jié)合汕頭地區(qū)天氣通過計(jì)算，當(dāng)SY-G型高性能膨脹抗裂劑摻量占混凝土膠凝材料的8%時(shí)，補(bǔ)償收縮混凝土最終收縮變形小于極限延伸率，滿足控制裂縫的目的。

2.3.3? 解決三：取消后澆帶，采用跳倉法施工

通過對已建工程后澆帶施工質(zhì)量進(jìn)行實(shí)體調(diào)研，后澆帶施工質(zhì)量的主要缺陷是：后澆帶裂縫，其頻率高達(dá)73.3%，為主要因素。

為了解決后澆帶部位存在嚴(yán)重的滲漏風(fēng)險(xiǎn)，且本工程工期緊等問題，根據(jù)專家和有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)管理人員探討，決定取消設(shè)置后澆帶，采取跳倉法施工。

①“跳倉法”原理及優(yōu)點(diǎn)?！疤鴤}法”施工原理是運(yùn)用“抗放兼施，先放后抗”的原則進(jìn)行施工。通過合理設(shè)置跳倉間距，將大面積混凝土地下室分為多個(gè)倉位，倉與倉之間封閉時(shí)間為7～10天。先行施工的倉位混凝土在7～10天時(shí)間內(nèi)釋放了較多的溫度熱應(yīng)力，即所謂“先放”。7～10天混凝土強(qiáng)度可以達(dá)到28天強(qiáng)度的70%左右，此時(shí)封閉倉位，利用混凝土本身的強(qiáng)度來抵抗溫度應(yīng)力，即所謂“后抗”，在很大程度上減少施工期間的溫度收縮應(yīng)力，進(jìn)而達(dá)到控制混凝土裂縫的目的。