超长地下室外墙混凝土裂缝控制技术.docx

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1、超长地下室外墙混凝土裂缝控制技术目录1 .前言12 .工程概况13 .超长地下室外墙混凝土裂缝产生机理23.1. 温度裂缝23.2.收缩裂缝33.2.1.自身收缩裂缝33.2.2.干缩裂缝33.2.3.塑性收缩裂缝43.3.化学收缩43. 3.1.碳化收缩裂缝43.4. 沉陷缝隙54.超长地下室外墙混凝土裂缝控制措施64.1.原材料及混凝土配合比优化64. 1.1,原材料优化64. 1.2.混凝土配合比优化74.4. 结构及构造措施优化设计74.2.1.构造配筋控制墙体裂缝74.2.2.设置诱导缝84.3.跳仓无缝施工95.结束语101 .前言近年来，随着我国经济的发展，人们对建筑物的使用功能

2、要求越来越高，很多超长建筑结构向地下发展，近百米，甚至数百米的超长地下室已经出现。在工程实例中发现，裂缝是超长地下室外墙常见的质量通病，直接影响到结构的强度、抗渗性、抗冻性和耐久性。因此，在施工过程中，要对超长地下室外墙混凝土裂缝的产生进行严格控制。2 .工程概况山西汾酒文化商务中心位于太原市龙城大街滨河东路的交汇处东南角，由两大区域组成，分别为商务办公区和高层住宅区。商务办公区由东塔楼、西塔楼、南塔楼、地上连接裙房和大底盘地下室组成。主要功能为办公、酒店及商业配套用房。高层住宅区由5栋住宅楼和住宅地库组成。项目总建筑面积约63万n?,其中地下室建筑面积7.9万n?,地库外墙总长1053m。地

3、下室剪力墙混凝土强度等级为C40,抗渗等级为：P8o3 .超长地下室外墙混凝土裂缝产生机理3.1. 温度裂缝引起地下室外墙混凝土开裂的最主要原因是温度应力。由于温度变化，混凝土结构产生膨胀或收缩，当膨胀或收缩受到约束时，结构内部就会产生温度应力。一般情况下，温度应力随着温差的增大而增大。地下室外墙混凝土开始浇筑时，水泥在水化作用下散发出大量的热能，混凝土内部温度得到快速升高，由于混凝土导热性能差，内部的热量不易很快散失，从而在结构内外形成较大的温度梯度，在边界条件的约束下，使得混凝土内部受压，外部受拉，当温度应力超过其抗拉强度时，就会开裂。在浇筑数日后，水化热释放的能量基本完成，混凝土结构由最

4、高温度逐渐降低，当温差引起的变形再次受到约束时，在混凝土结构体中央断面处就会产生拉应力，当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时，整个混凝土截面就会产生贯穿裂缝，这种裂缝对混凝土的质量影响严重。导致温度裂缝发生的因素可谓是多种多样，针对温度裂缝问题必须要谨慎对待，这样才能从源头上解决各类施工问题，优化施工质量效果。但是结合实际情况来看，温度裂缝的发生控制难度大，部分施工企业为了追赶工期没有充分认识到对温度裂缝进行控制对重要性，对裂缝的处理过于随意，这样就容易引发工程质量方面存在的问题，导致工程质量不达标。温度裂缝是由于应力和内外温差引起的不同程度的膨胀和收缩而形成的热量。温度裂缝的出现会导致钢筋腐蚀和

5、混凝土碳化，降低混凝土的抗冻性、抗疲劳性和抗渗性。预防措施：(1)是预留温度收缩缝；(2)是加强混凝土温度监测，必要时采取冷却措施；(3)是加强混凝土地面养护，及时洒水补水；(4)科学安排施工顺序，分层浇筑，有利于排热；(5)浇筑时可安装遮阳板，防止阳光直射，降低混凝土温度。3.2.收缩裂缝收裂裂缝的主要类型如下：3.2.1.自身收缩裂缝简称“自收缩”混凝土自身所具备的特征也是导致裂缝发生的重要原因所在，混凝土中含有大量的水分，其在硬化的过程中内部水分将会逐渐消失，水分减少后体积也将会随之缩小，如果此时没有制定科学合理的养护措施，混凝土硬化速度超过预期，这样就会导致收缩裂缝出现。自收缩是指混凝

6、土或其他水泥基材料在恒温密封条件下，在表观体积或长度上的减小。混凝土初凝后，内部的水分虽然难以向外部散失，但随着水化的进行混凝土内部的水分逐渐降低导致毛细孔液面形成弯月面，使毛细孔压升高而产生毛细孔负压，引起混凝土的自收缩。随着高效减水剂的使用，混凝土水胶比的大幅度降低，混凝土的自收缩现象越来越引起人们的关注，已经不可忽略。抑制自收缩的手段通常有加强养护，使用减缩剂，掺入矿物掺合料，选用低C3A、C,AF和高C2S的水泥可以降低自收缩。3.2.2.干缩裂缝地下室外墙混凝土凝结硬化过程中，水分将会逐渐蒸发，墙体表面水分流失极快，尤其是天气炎热的情况下，但此时内部水分却并没有完全流失，这种情况下就

7、会导致内外部水分流失不一致，内部因为水分流失快，收缩速度也更快，而外部水分流失速度，收缩速度则会相应放缓，内外压差以及拉应力等不一致，出现干缩裂缝。干收缩裂缝的出现是由水泥砂浆中的水分蒸发引起的，一般发生在混凝土浇筑后一段时间或浇筑后一周左右。干收缩裂缝的出现会影响混凝土的抗渗性、耐久性和承载能力。预防措施：(1)是使用低热水泥和粉煤灰水泥，减少水泥消耗；(2)是控制混凝土水灰比，添加适当的减水剂；(3)是控制混凝土用水量，不大于设计中给出的混凝土用水量；(4)加强混凝土的初始维护；(5)设置适当的收缩缝。3.2.3.塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝是由于混凝土凝结前表面迅速缺水造成的裂缝。混凝土塑性

8、间隙的主要原因是水灰比、冷凝时间、环境温度、风速和相对湿度。预防措施：(1)是选择干收缩、初始强度高的水泥；(2)是严格控制水灰比，减少水泥用量和用水量；(3)浇筑混凝土前，均匀洒水，浸泡基层和模板；(4)保持混凝土表面湿润，覆盖一定量的薄膜或草垫，并喷洒保护剂进行维护；(5)在强风和潮湿天气，应安装遮阳和防风设施。3.3.化学收缩化学收缩是指水泥水化后引起的体积收缩，化学收缩伴随着水化反应产生，理论上说硅酸盐水泥浆体完全水化后体积将减缩7%9%。在水泥硬化的不同阶段，化学减缩通过不同的方式表现。在水泥硬化前，水化生成的固相体积填充了先前水分占据的空间，使水泥石密实，此阶段混凝土仍然是塑性状态

9、，化学减缩通过宏观体积减小的方式表现。在水泥硬化后，混凝土具有一定的弹性模量而不能轻易产生宏观体积收缩，化学减缩以形成内部孔隙的方式表现。因此，化学减缩在硬化前不影响混凝土塑性阶段的性质，硬化后则随水胶比的不同形成不同孔隙率而影响混凝土的各种力学性质(如强度)和非力学性质(如渗透性)。3.3.1.碳化收缩裂缝混凝土中包含有大量的化学物品，这些化学物品在与水、二氧化碳等接触之后就会出现碳化现象，即混凝土出现碳化收缩变形，最终使得混凝土表面出现了细微的裂缝。碳化收缩就是指混凝土碳化偏碱所发生的收缩现象。碳化偏碱，即混凝土中的碱性物质与空气、土壤和水中的酸性物质一一主要是空气中的二氧化碳(C02)发

10、生偏碱。碳化偏碱的结果是混凝土碱性降低，趋向中性，因此碳化偏碱也称之为中性化。水泥与水发生化学反应生成水泥石。水泥石中大约有1/41/3是碱性物质Ca(OH)2以结晶体和孔隙内的饱和水溶液的形态存在。早期混凝土的PH值一般大于12.5。由于空气中的CO2向混凝土内部扩散，与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应，生成碳酸钙(CaCO3)和其他物质，还有游离水。碳化可以使混凝土的PH值降到8.5左右，即中性化了。混凝土碳化是较为缓慢的过程，与环境和混凝土材质有关，一般在混凝土浇筑几年或十几年后开始出现，深度从几毫米到几十毫米。混凝土碳化会提高其强度，但有两点很不利：一是钢筋易于锈蚀;二是会产生收缩变形并

11、可能导致混凝土出现龟裂。早期混凝土碱性高，在钢筋表面生成了碱性钝化膜，由此钢筋不易被腐蚀。混凝土碳化后，钝化膜被破坏，钢筋易于被锈蚀，而铁锈膨胀会将混凝土保护层胀裂。混凝土碳化具有收缩性，碳化生成的游离水的空间即是收缩空间。混凝土表面的碳化收缩被未碳化的内部混凝土所约束，由此导致混凝土表面出现龟裂。其原理与养护期失水收缩产生的裂缝相同，一些混凝土应用多年后出现龟裂，人们习惯地说法是混凝土“老化”了，或者说混凝土强度衰减了。其实，混凝土强度会随着龄期延长而略有提高，“老化”裂缝大都是因碳化所致。混凝土碳化与以下因素有关：1)碳化在相对湿度为50%70%时易于发生。2)温度高碳化会加速。3)风压大

12、的地区碳化加速。1. 空气中二氧化碳浓度高易于碳化。3. 4.沉陷缝隙沉降是由于基底不均匀、软或不完全填充或基底被洪水淹没造成的不均匀地面沉降。特别是在冬季，当冻土冻结时，更容易产生不均匀沉降，导致钢筋混凝土开裂。预防措施：(1)是开工前夯实基础；(2)是保证模板的强度和刚度，支撑牢固，受力均匀；(3)避免混凝土浇筑时地基被水浸泡；(4)出模时间不宜过早，注意出模顺序；(5)应采取相应的预防措施，在永久冻土上构建模板4.超长地下室外墙混凝土裂缝控制措施超长地下室因为长度以及所处地理位置以及环境等多种因素的影响，在施工期间更容易出现外墙混凝土裂缝，针对裂缝问题必须要采取科学合理的措施进行控制，否

13、则将会影响后期地下室的使用效果，容易引发多种安全事故，降低工程整体质量，针对裂缝问题在控制期间需要制定多项措施，其具体如下。4.1. 原材料及混凝土配合比优化4. 1.1.原材料优化水泥品种的选择选择水泥品种时需要综合考虑多方面的因素，如工程项目所处环境、施工工艺等，不能只是单纯的从成本角度出发。选择水泥时可以重点从抗收缩的角度出发，水泥抗收缩能力越强，那么后期初裂缝的可能性也就越低，同时还需要综合考虑施工所应用的工艺，在保证施工质量的前提之下，再考虑成本方面的问题，这样可以有效降低裂缝发生率。骨料的选择骨料是配制混凝土的重要原材料之一，骨料质量不佳，那么混凝土的施工质量效果势必会因此而受到影

14、响和干扰，这样就会增加裂缝发生率，因此为了更好的解决相关施工问题，减少裂缝率，就需要科学选择骨料，如骨料的级配要符合施工标准要求，粒径要尽可能大，可以优先考虑中砂。选择合理的外加剂为了进一步优化混凝土质量，减少施工质量问题，保证施工质量效果的最优化，还可以添加适量的外加剂，在添加外加剂时也需要慎重，如果外加剂添加不当，可能会产生适得其反的效果，增加裂缝发生率。一般来说，混凝土中添加的外加剂主要有粉煤灰、减水剂两种。在混凝土中添加粉煤灰可以使得混凝土的密度增加，密实度增加之后混凝土内部的空间间隙减小，收缩变形因此得到了有效控制，而且粉煤灰的加入，还可以对水灰比进行优化控制，减少水泥用量，这样可以

15、进一步优化混凝土性能。当然，在添加粉煤灰时，还需要加强对添加量的控制，如果添加量过多，将会对施工质量效果产生极为不理的影响和干扰。减水剂的添加也是优化混凝土的重要举措之一。据相关研究表明，水泥水化热过程中所需要的水仅为水泥质量的20%25%,其中有大量的水将会被离析出来，然后留在混凝土的空隙中，水泥水化热对混凝土的影响巨大，在混凝土配制过程中如果水分过大，就会影响混凝土的质量。减水剂的加入可以有效优化混凝土，尤其是在混凝土含水量过多的情况下，减水剂的加入效果显著，其可以更好的解决。4.1.2.混凝土配合比优化混凝土配合比不够科学合理的情况下，也将会导致裂缝发生，因此为了更好地解决裂缝问题，优化超长地下水建设质量，还需要做好混凝配合比优化工作，具体优化环节需要选择科学合理的设备，并安排专业人员参与到混凝土配比工作之中。针对配比好的混凝土不能立即投入使用，而是要先进行试验检测，在试验检测中确认没有任何问题后，才能投入使用，减少裂缝发生率。4.2.结构及构造措施优化设计4.2.1.构造配筋控制墙体裂缝钢筋是超长地下室混凝土外墙的重要组成部分之一，如果钢筋质量不佳或者是配筋工作不够科学合理，那么就会影响配筋质量效果。在配筋的过程中必须要保证钢筋数量充足，如果为了节约施工成本，随意减少钢筋的数量，那么就会导致墙体承受压力大，裂缝发生的概率将会大