摘要:在實際工程中,對于高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土施工和地下室外墻混凝土施工,如何做到有效預(yù)防和控制混凝土變形裂縫的出現(xiàn),就顯得非常重要。本文結(jié)合某辦公大樓工程的基礎(chǔ)地下室混凝土施工實例,介紹了在施工中通過澆筑、養(yǎng)護等一系列措施,有效地防止基礎(chǔ)大體積混凝土和地下室外墻混凝土出現(xiàn)變形裂縫的經(jīng)驗,可供同類工程借鑒參考。。
關(guān)鍵詞:高層建筑 基礎(chǔ) 地下室 混凝土 施工
一、工程實例
本大樓工程周邊建筑密集,場地狹小。主樓地上23層,裙房地上4層,均設(shè)2層地下室。建筑面積26570m2,框架剪力墻結(jié)構(gòu)。
1、基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工
工程采用上翻式承臺、地梁的筏板基礎(chǔ),底板厚900mm,承臺地梁高1800mm。平面形狀近似為矩形,長54m×寬33m,主樓與裙房間設(shè)一條寬800mm后澆帶。由于基礎(chǔ)混凝土工程量大,基坑較深,為確保基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性和安全性,考慮施工搭接和市區(qū)施工的困難,基礎(chǔ)底板以后澆帶為界分成A、B兩段施工:A段為后澆帶以西的裙房部分,混凝土量540立方;B段為后澆帶以東的主樓部分,混凝土量1500立方。每段水平向不留施工縫,一次性澆筑;豎向在基礎(chǔ)上翻梁以上500mm處設(shè)施工縫。
混凝土下料振搗時按“分層、分段、連續(xù)不斷地薄層澆筑”的原則進行,由于基礎(chǔ)為上翻式地梁,因此底板部分先澆筑并注意振搗密實,上翻梁部分在底板部分澆搗后2小時再行澆筑,使底板混凝土有一定的沉落時間,混凝土澆筑至設(shè)計標(biāo)高后,用長刮尺刮平,清除殘余浮漿后用木蟹鐵板打光,混凝土收水后用鐵板反復(fù)壓光,壓閉混凝土表面毛細孔,提高混凝土防水性能和表面平整。
2、地下室外墻板混凝土施工
地下室外墻墻厚500mm,總延長米為200m,混凝土C40,抗?jié)B等級S8。與基礎(chǔ)施工相同,以后澆帶為界,分成A、B兩段施工。由于設(shè)2層地下室,豎向共設(shè)4條施工縫,采用鋼板止水帶止水。為確保外墻混凝土澆筑的整體性、連貫性,防止出現(xiàn)施工冷縫,在外墻混凝土澆筑前,先將獨立柱和內(nèi)墻板混凝土預(yù)先澆完,以便集中力量進行外墻混凝土的連續(xù)澆搗。
外墻混凝土澆筑采用2臺混凝土泵車,其中1臺固定泵停放在基坑北側(cè),用硬管接入,另一臺置于基坑南側(cè),為汽車移動泵,軟管擺布;炷翝仓䦶暮鬂矌ч_始,按斜面分層法振搗,根據(jù)當(dāng)時的氣溫和混凝土的初凝時間,每澆筑一段長度,及時調(diào)整泵送管,循序循環(huán)推進,以避免出現(xiàn)施工冷縫。為避免外墻混凝土收縮裂縫(一般以豎向裂縫的方式出現(xiàn))的產(chǎn)生,施工時要求在外墻外側(cè)設(shè)水平溫度鋼筋,間距不大于150mm,且嚴(yán)格控制混凝土的保護層厚度嚴(yán)禁超厚。根據(jù)泵送工藝要求,混凝土坍落度在現(xiàn)場出料時嚴(yán)格控制為12±2cm,凡超出范圍的,一律退場,專人負責(zé)此項工作,絕不允許在現(xiàn)場加水。
二、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析
1、基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
基礎(chǔ)大體積混凝土施工,由于混凝土內(nèi)部與表面散熱速率不一樣,在其表面形成較大的溫度梯度,從而引起較大的表面拉應(yīng)力。同時,此時混凝土的齡期很短,抗拉強度很低,溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力,超過此時的混凝土極限抗拉強度,就會在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。此種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第3天(升溫階段)。
混凝土降溫階段,由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮,再加上混凝土硬化過程中,由于混凝土內(nèi)部拌合水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用,促使混凝土硬化時收縮。這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束,也會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,直至出現(xiàn)收縮裂縫。
2、地下室外墻混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
地下室外墻混凝土裂縫主要是收縮裂縫;炷两禍禺a(chǎn)生的收縮和硬化時的收縮,受到結(jié)構(gòu)本身和基坑邊壁等的約束,產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,直至出現(xiàn)收縮裂縫。
三、混凝土的測溫和養(yǎng)護
1、基礎(chǔ)混凝土的測溫和養(yǎng)護
為防止大體積混凝土內(nèi)外溫差超過限值而產(chǎn)生溫度裂縫,在混凝土內(nèi)布置測溫點,掌握基礎(chǔ)內(nèi)部實際溫度變化情況,監(jiān)視溫差波動,以指導(dǎo)養(yǎng)護工作。 基礎(chǔ)澆搗時氣溫較高,在混凝土表面用木夯緊壓整平后,覆蓋一層塑料薄膜,兩層麻袋布(草袋),并澆水濕潤,此后根據(jù)溫控數(shù)據(jù)確定覆蓋材料的增減。
基礎(chǔ)承臺測溫點共布置27點,另有薄膜下溫度測點2個,大氣溫度和室內(nèi)溫度各1個測點,根據(jù)經(jīng)驗,大體積混凝土的溫差變化在1~72h內(nèi)波動最大,因此在這段時間現(xiàn)場值班不間斷測量,測試頻率為每2小時一次,測試時要求記錄以下數(shù)據(jù):①混凝土入模溫度;②每次測溫時間,各測點溫度值;③各部位保溫材料的覆蓋和去除時間;④澆水養(yǎng)護或恢復(fù)保溫時間;⑤異常情況如雨、風(fēng)等發(fā)生的時間。
測溫前確定混凝土內(nèi)中心溫度與表面薄膜下溫差達到27℃時,必須采取保溫應(yīng)急措施,實測溫度顯示大多數(shù)測試點溫差值在25℃以下,僅有2點一度溫差值超過29℃,現(xiàn)場采取停止?jié)菜B(yǎng)護和覆蓋雙層干麻袋后在1小時內(nèi)即以提高表面溫度來降低內(nèi)外溫差。
2、地下室外墻混凝土的養(yǎng)護
地下室外墻混凝土易出現(xiàn)收縮裂縫,除在配合比選定上采取積極的預(yù)防措施,在施工中采取外側(cè)加密橫向鋼筋、嚴(yán)格控制坍落度等措施外,后期的養(yǎng)護也至關(guān)重要。本工程采取以下措施:
長期的帶模養(yǎng)護:由于采用木模,故保持模板的完全濕潤可以使得混凝土內(nèi)部拌合水的水化過程中,保持濕潤環(huán)境,補充水源。澆水養(yǎng)護基本上采取連續(xù)循環(huán)的方式,澆水面為外墻的內(nèi)外側(cè)面。在混凝土獲得一定強度后,松開對銷螺栓,使得模板與混凝土界面可以蓄水,帶模養(yǎng)護,規(guī)定20天拆模。繼續(xù)養(yǎng)護:模板拆除后,繼續(xù)對外墻混凝土澆水養(yǎng)護15天。
結(jié)語:總之在本次大樓地下室工程完成后,基礎(chǔ)大體積混凝土表面和外墻混凝土表面均無明顯裂縫出現(xiàn),達到了預(yù)期目的。雖然使用商品混凝土施工的地下室外墻易出現(xiàn)收縮裂縫,但只要措施得當(dāng),還是可以避免或得以控制的。關(guān)鍵在于盡可能將墻板的水平鋼筋置于混凝土外側(cè),控制混凝土保護層厚度不得超厚,水平鋼筋的間距盡可能小于150mm。嚴(yán)格控制混凝土坍落度,絕不允許現(xiàn)場加水。建議盡可能延長拆模時間,澆水養(yǎng)護時間應(yīng)大于30天。同時對于此類基礎(chǔ)大體積混凝土而言,養(yǎng)護措施極為重要,應(yīng)根據(jù)施工時的氣溫、測溫情況,采取相應(yīng)的養(yǎng)護方法。布置合理的測溫手段是必不可少的,可以為養(yǎng)護提供調(diào)整依據(jù),同時摻加相應(yīng)的高效微膨脹劑對混凝土能起到補償收縮作用,也可以有效地提高混凝土的抗裂縫抗?jié)B能力。
參考文獻
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