張 強(qiáng)(臨沂市供熱和住房保障中心,山東 臨沂 276000)
作為建筑結(jié)構(gòu)中的一個(gè)部分,地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵,如果地下室承載能力不達(dá)標(biāo),整個(gè)建筑可能因?yàn)檫^大的應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致人民生命、財(cái)產(chǎn)遭受不可估量的損失。在地下室結(jié)構(gòu)中,底板與墻體裂縫現(xiàn)象較為普遍,也是施工時(shí)需要重點(diǎn)解決的難題?;炷量沽逊罎B技術(shù)能夠解決這一問題,可以防止地下室底板與墻體出現(xiàn)大規(guī)模裂縫,但是一些技術(shù)缺陷仍無法得到有效解決。
在開展地下室施工時(shí),需要做好地下室防滲處理工作,有效地將地下水隔擋在墻體之外。地下室所處的環(huán)境十分特殊,特別是一些高層建筑以及超高層建筑的地下室,比一般的建筑地下室埋深要深很多,所面臨的不穩(wěn)定環(huán)境因素也較多。因此地下室結(jié)構(gòu)常常會(huì)因?yàn)榱芽p問題出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,在水分的長(zhǎng)時(shí)間侵蝕下,建筑的地下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)改變,對(duì)建筑的安全性造成影響。常見的地下室裂縫如下所述。
在完成地下室混凝土澆筑工序后,施工區(qū)域的混凝土處于塑性狀態(tài),此時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境存在著溫度差以及濕度差,外界環(huán)節(jié)相對(duì)較為干燥,所以混凝土表面的水分會(huì)快速蒸發(fā)流失,水分流失過快導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)收縮加快,結(jié)構(gòu)成型不穩(wěn)定則會(huì)引起裂縫問題。如果施工時(shí)所處的環(huán)境溫度過高、濕度過低,此時(shí)由于塑性收縮而導(dǎo)致的裂縫問題較為普遍。除此之外,如果完成澆筑后的混凝土已經(jīng)出現(xiàn)徹底硬化的現(xiàn)象,此時(shí)由于失水使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)應(yīng)力不均勻的情況,進(jìn)而引發(fā)裂縫問題。出現(xiàn)這類收縮裂縫問題大多是因?yàn)榛炷僚浔炔豢茖W(xué),水泥、砂、水這幾種材料的比例決定了裂縫的程度。與此同時(shí),如果養(yǎng)護(hù)工作不合理,加之粗骨料配比無法滿足要求,使得干燥收縮程度增加,導(dǎo)致裂縫擴(kuò)大。
化學(xué)收縮裂縫問題大多集中于配比水泥過程中,由于組成水泥的各種材料需要經(jīng)過水化反應(yīng)形成漿體,在發(fā)生反應(yīng)時(shí),由于處理不科學(xué),使得混凝土出現(xiàn)了提前收縮現(xiàn)象,在澆筑時(shí)混凝土可能提前進(jìn)入收縮環(huán)節(jié),導(dǎo)致地下室混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在著裂縫現(xiàn)象。這類問題的成因一般是空氣中的O2以及CO2與混凝土材料中的成分接觸面積過大,或者空氣成分中O2以及CO2濃度過大,導(dǎo)致反應(yīng)的速率增加,使得混凝土出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,而且這類收縮裂縫問題經(jīng)常出現(xiàn)于底板結(jié)構(gòu),由于該部位結(jié)構(gòu)表面系數(shù)較大,所以很容易在不穩(wěn)定的環(huán)境下出現(xiàn)不可控的反應(yīng),最終形成不同程度的裂紋問題。相對(duì)而言,由于水泥組成成分與空氣和水發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致的裂紋問題,可以通過人為方式控制,不過也會(huì)因?yàn)槿藶椴僮鞑划?dāng)而引起裂紋問題。
在拌制混凝土過程中,需要通過一系列的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn),而這些化學(xué)反應(yīng)需要消耗一定量的水分,反應(yīng)時(shí)首先會(huì)消耗混凝土結(jié)構(gòu)中存在的毛細(xì)水,如果結(jié)構(gòu)中水分過少,混凝土的干燥進(jìn)程就會(huì)加快,收縮增加使得結(jié)構(gòu)受力改變,所以會(huì)在受力失衡的區(qū)域出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。一般而言,如果在配制混凝土過程中所設(shè)計(jì)的水灰比與所選材質(zhì)要求不一致,則可能出現(xiàn)這類裂紋問題,也被稱為自收縮裂縫問題。實(shí)際上,混凝土從澆筑到終凝需要經(jīng)歷一段時(shí)間,在這段時(shí)間內(nèi),拌合物中的一部分骨料可能出現(xiàn)會(huì)下沉現(xiàn)象,下沉過程中有時(shí)會(huì)與鋼筋接觸,在凝結(jié)后出現(xiàn)沿鋼筋表面的規(guī)則性裂紋,特別是在一些流動(dòng)性相對(duì)較強(qiáng)的混凝土澆筑作業(yè)中,加之所設(shè)計(jì)的鋼筋剪力墻較密,更容易出現(xiàn)沉降收縮問題。
地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定對(duì)于建筑整體的穩(wěn)定起到了關(guān)鍵作用,對(duì)于地下室裂紋問題,如果不加以重視,在應(yīng)力作用和水體侵蝕下,地下室結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不同程度變化,為建筑的安全埋下了隱患。混凝土抗裂防滲技術(shù)的應(yīng)用能夠降低裂紋問題出現(xiàn)的概率,緩解地下室結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題,而重點(diǎn)要控制好各項(xiàng)抗裂防滲操作工藝。在混凝土結(jié)構(gòu)中,起到強(qiáng)度作用的主要成分是水泥,研究表明水泥是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要因素,大多裂紋都是因?yàn)樗嗯浔炔豢茖W(xué)造成的。通過實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)分析可知,在拌制早期如果混凝土強(qiáng)度較高,那么完成拌合后,所獲得的混凝土抗裂性將會(huì)呈持續(xù)降低的趨勢(shì),水泥的堿含量以及C3A、C4AF等含相對(duì)較低時(shí),經(jīng)過拌和后所得混凝土抗裂性則高于早期強(qiáng)度高的混凝土。所以在設(shè)計(jì)混凝土成分組成時(shí),應(yīng)該控制好水泥配比,盡力以后期強(qiáng)度高的成分為主,最好在拌和、澆筑前進(jìn)行多次試驗(yàn),收集各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù),通過綜合分析確定主要的混凝土設(shè)計(jì)方案,并制定應(yīng)急預(yù)案。
混凝土攪拌作業(yè)時(shí),需要專人負(fù)責(zé)投放料,嚴(yán)格控制各類材料的投放量,減少投料比例失衡帶來的裂紋問題。在拌和工作之前、材料進(jìn)場(chǎng)之后,需要多次測(cè)量砂石含水量,分析砂石質(zhì)量對(duì)混凝土的影響,綜合多項(xiàng)指標(biāo)將混凝土攪拌作業(yè)所需要的水量比重計(jì)算出來,為拌制工作提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù),在拌制時(shí)應(yīng)該對(duì)混凝土坍落度進(jìn)行綜合試驗(yàn)。其次,開展混凝土攪拌工序時(shí),應(yīng)該確定拌制的具體時(shí)間,一般而言,延長(zhǎng)拌制的時(shí)間最好控制在15min~20min,這樣可以減少拌合物不充分的現(xiàn)象,避免混凝土出現(xiàn)離析問題。
開展?jié)仓ぷ髦?,施工人員需要做好清理工作,及時(shí)將施工澆筑模板以及鋼筋表面的異物掃除,一是要確保模板始終處于嚴(yán)密的連接狀態(tài),避免模板縫隙處發(fā)生漏漿,二是防止模板與鋼筋表面異物混入到混凝土中導(dǎo)致澆筑質(zhì)量降低。其次,綁扎作業(yè)時(shí),禁止將鐵絲等捆綁物接觸到墻體,防止接觸處形成滲水通道,出現(xiàn)這類問題勢(shì)必要返工處理。在澆筑階段,最好以分區(qū)段連續(xù)澆筑的方法進(jìn)行澆筑作業(yè),始終確保接縫的連續(xù)性,防止混凝土密實(shí)度降低,最終引發(fā)微小裂縫現(xiàn)象出現(xiàn)。此外,開展底板澆筑作業(yè)時(shí),最佳方式是泵送法,技術(shù)人員需要提前在現(xiàn)場(chǎng)安裝澆筑時(shí)所需的串筒、溜槽等,為后續(xù)建筑作業(yè)能夠連續(xù)、順暢進(jìn)行打好基礎(chǔ)。
在混凝土澆筑作業(yè)完成后,混凝土?xí)Y(jié),在凝結(jié)后需要對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理,這個(gè)環(huán)節(jié)的工作對(duì)裂縫問題的出現(xiàn)有著重要的影響,如果養(yǎng)護(hù)不到位,裂縫問題發(fā)生的可能性將會(huì)增加。在養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)該確保養(yǎng)護(hù)作業(yè)的及時(shí)性,養(yǎng)護(hù)工作需要交給專業(yè)人員負(fù)責(zé),由于底板混凝土的厚度超過其他結(jié)構(gòu),所以在養(yǎng)護(hù)時(shí)需要按照大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行。值得注意的是,在養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)該重點(diǎn)控制好混凝土內(nèi)溫,一般而言,主要以噴灑水方式為主,降低混凝土內(nèi)溫。如果混凝土內(nèi)溫過低,選擇一些塑料膜鋪設(shè)在需要養(yǎng)護(hù)的混凝土表面,然后進(jìn)行保溫保濕處理,則可以起到良好的效果。此外,應(yīng)該收集各養(yǎng)護(hù)階段的數(shù)據(jù),分析混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷,有助于養(yǎng)護(hù)人員在早期解決裂紋問題,防止輕微裂紋發(fā)展為嚴(yán)重裂紋。
為了使混凝土結(jié)構(gòu)溫差合理穩(wěn)定,在配制時(shí)最好以低水化熱水泥為主,適當(dāng)?shù)貙⒂盟繙p少也可以起到這種控溫作用??梢允褂梅勖夯掖嫠啵诨炝现屑尤刖從齽?,這樣能夠延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間,使得水化熱熱量釋放節(jié)點(diǎn)延后。在進(jìn)行分段、分層施工時(shí),借助于斜面分層法能夠合理調(diào)控各層澆筑厚度,這對(duì)于釋放水化熱熱量起到了良好作用?;炷寥肽2僮魈幚頃r(shí),需要控制好澆筑溫度,完成澆筑作業(yè)后及時(shí)養(yǎng)護(hù)。
在開展外墻混凝土保護(hù)層施工時(shí),最好以雙向抗裂鋼筋網(wǎng)片為主,而且需要在兩側(cè)跨內(nèi)設(shè)置一些抗裂鋼筋,將水平筋移動(dòng)至豎向筋外側(cè),選擇鋼筋時(shí)以較細(xì)鋼筋為主,在設(shè)計(jì)間距時(shí)盡量以小距離為主,綁扎抗裂鋼筋網(wǎng)片作業(yè)應(yīng)該確保密度的合理性,防止?jié)仓鳂I(yè)時(shí)由于振動(dòng)導(dǎo)致漏筋問題,降低地下室的防水性能。在澆筑之前,將水泥砂漿涂抹在模板底部,能夠有效降低外墻應(yīng)力。此外,對(duì)于塑性收縮裂縫的處理,主要以補(bǔ)償性收縮混凝土方法為主,這樣可以降低用水量,使得凝結(jié)效果變得更好,進(jìn)而提升墻體的抗裂性能。
總而言之,在建筑物地下室混凝土施工中,如果不能將抗裂防滲技術(shù)科學(xué)應(yīng)用,則會(huì)導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫和漏水,導(dǎo)致建筑穩(wěn)定性降低。因此十分有必要控制好混凝土抗裂防滲技術(shù)的應(yīng)用,將技術(shù)控制措施貫穿于整個(gè)環(huán)節(jié),減少裂紋問題,提升建筑的安全性。