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地下室抗裂防渗施工关键技术分析摘 要:本文根据工程实践,对地下室抗裂防渗的关键施工技术及施工步骤进行了分析。 关键词:地下室;防渗;膨胀混凝土施工;分析 1 工程概况 某工程临近海边,建筑面积约58940.37m?2,地基为风化岩,地下为一层6847.84平方米,地上:5栋(1?#、2?#、3?#、4?#、5?#)楼均为18层高层建筑物。结构类型:框架剪力墙结构,基础采用人工挖孔灌注桩,地下室基础底板、外墙、顶板混凝土强度等级为C??35?,抗渗等级为S8,地下室剪力墙、柱为C??40?,地下室底板伐板厚300mm,其中高层部分联合承台厚度1.80m,纯地下室外墙厚250mm,地下室顶板厚为200mm,中庭顶板覆土1.0m。 2 膨胀带及滑动层的设计 设置膨胀带和滑动层,可以减少后浇带的数量,方便施工。膨胀混凝土在湿养期间的限制膨胀率为εr,混凝土的热膨胀系数为α,则因膨胀产生的补偿当量温度T0=εr/α。试验表明,一般εr=1.5×10-4～2×10-4,α=1.0×10-5,则T0=15～20℃,即可消减混凝土水化热温差15～20℃,可见,膨胀混凝土可以有效降低综合温差,补偿温度应力,减小收缩。膨胀带可以设置在后浇带之间或独立的板块之中,使其作为一个施工段连续浇筑混凝土,实现无缝施工。其间距应依据计算、流水施工以及混凝土浇筑的能力确定。带中膨胀剂的掺量比其两侧混凝土高4%左右,带内混凝土强度比两侧混凝土提高1个等级,其构造如图1所示。 取混凝土厚度H=1m,弹性模量E=2.80×104Nmm?2,温差T=20℃,膨胀系数α=1.0×10??-5?,极限拉伸εp=1150×10??-4?,分别假设地基条件为硬质粘土(Cx=6.00×10-2Nmm3)和砂层(Cx=6.00×10-3Nmm3),进行对比计算,硬质粘土地基最小设缝间距为44.5m,砂层地基为140m,可见设置滑动层可以大大减少地基对地下室结构的约束,增加缝的间距。另外滑动层还能隔震,可以提高结构的抗震性能。滑动层可采用铺细砂覆盖聚乙烯塑料膜或平面浇沥青胶铺砂等方法,其构造如图2所示。 2.1 间歇式膨胀带 间歇式加强带的原理同膨胀带,其混凝土应在两侧混凝土浇筑完成14d后进行,构造同后浇带,宽2～2.5m。采用间歇式膨胀加强带施工,可以不受混凝土浇筑能力的制约,易于组织流水施工。 2.2 钢筋与混凝土 (1)抗温度及收缩应力的钢筋应采用“细”而“密”的设计原则。“细”而“密”的钢筋将约束混凝土的塑性变形,从而分担混凝土的内应力,推迟裂缝的出现,即提高混凝土的极限拉伸。混凝土极限拉伸和钢筋直径及间距的关系见式: ε??pa?=0.5?R??f(1+?pd?×10??-4?) 式中:εpa――配筋后的混凝土极限拉伸; Rf――混凝土的抗裂设计强度(MPa); p――配筋率×100; d――钢筋直径(cm)。 因此,墙体水平分布筋除满足强度计算要求外,其配筋率不宜小于0.4%,水平钢筋直径以12～14mm为宜,间距不宜大于100mm,且应设置在竖向钢筋的外侧。 (2)为了降低水泥用量,减少混凝土收缩,底板混凝土强度等级不宜超过C??40?,墙体混凝土强度等级不宜超过C??45?。附墙柱混凝土强度等级应与墙体相同,以方便施工操作,防止墙柱交界处开裂。大掺量粉煤灰混凝土,其强度可按照60d或90d龄期评定。 2.2.1 外防水 由于地下工程操作环境差,基层达不到某些材料要求的干燥、平整程度,节点难以处理,因此地下室外防水应选择易于操作和对基层条件要求低的材料。底板可采用高聚物改性沥青防水卷材SBS,外墙可采用聚氨酯等便于操作的材料。另外,涂料防水层可选用反应型、水乳型、聚合物水泥防水涂料或水泥基渗透结晶型防水涂料。 2.2.2 盲沟排水 为降低地下室外侧的水位,以减小对混凝土结构的水压力,可在地下室底板外侧设盲沟,并利用地势的走向和排水管道将水自然排出。 3 抗裂防渗混凝土配合 3.1 原理及试验研究 (1)为确定抗裂防渗混凝土配合比的设计原则,结合实际工程对不同聚丙烯纤维掺量、不同膨胀剂掺量、不同约束条件及不同养护条件下混凝土的性能,进行了大量对比试验。试验结果表明,采用适当配合比的聚丙烯纤维粉煤灰补偿收缩混凝土的综合抗裂性能可以得到极大提高。聚丙烯纤维对混凝土性能的影响①混凝土各龄期抗压强度增加幅度不大,但受压破坏形式发生改变,极限压应变大幅度提高;②混凝土劈拉强度增大,聚丙烯纤维掺量越大,混凝土的拉压比随龄期的降低越小;③混凝土的弯拉强度和弯曲韧性大幅度提高;④混凝土的断裂能随聚丙烯纤维掺量增加而线性增大;⑤聚丙烯纤维混凝