大面积地下室底板大体积混凝土裂缝计算分析及抗裂措施探析.docVIP

大面积地下室底板大体积混凝土裂缝计算分析及抗裂措施探析摘要：现代城市高层建筑越来越多，底板基础越来越厚，由此带来的抗裂技术与措施越来越受到技术人员的重视与关注。本文结合具体实例，详细阐述了大面积地下室底板大体积混凝土裂缝计算分析过程，在此基础上，针对性提出了具体的抗裂措施，可供同行参考借鉴。 关键词：大面积地下室；地下室底板；结构裂缝；抗裂措施；监测 中图分类号：TU755.7 文献标识码：B 文章编号：1008-0422（2011）06-0169-02 1工程概况 湖南某住宅小区项目是由多栋20~25高层商住楼组成，地下1层，桩-筏基础，地下室面积达到近16000m2（见图1）。地下室底板由后浇带分隔，其中主楼1和主楼2的基础尺寸为35 m×78m×2.2 m （厚），混凝土一次浇筑量为6825m3；裙房2的基础尺寸为74m×89m×0.8m （厚度），混凝土一次浇筑量为5270m3。 本工程为冬季施工，冬季的平均温度为9℃，最低的天气温度为4℃。主楼底板混凝土强度为C45，裙房底板的混凝土强度为C40，主楼的底板配筋率为0.5％，裙房的底板配筋率为0.7％。因建设工期的要求对基础底板进行一次性浇筑，因此，对底板混凝土裂缝控制将显得十分重要。 2大体积混凝土结构裂缝理论分析与计算 由于该工程地下室底板厚、体积大，混凝土裂缝的控制显得尤为重要，为确保工程质量，施工前须进行裂缝理论计算，以便采取针对性的抗裂措施。 本工程采用的商品混凝土主要的参数如下： 1）采用425普通硅酸盐水泥，水泥用量319kg/m3。 2）骨料为碎石，水灰比控制在0.6。 3）采用标准养护，混凝土湿度50％。 几个重要时间点的极限收缩应变计算： εy(3)=3.24×10-4(1-e-0.01×3)×0.9×1.1× 1.42×1.11×0.85=0.127×104 εy(6)=0.25×10-4 εy(30)=1.11×10-4 εy(60)=1.94×10-4 在配筋后的混凝土极限拉伸： εpao= εpa+εn( ) εn( )=εno( )R/2 =7.4×10-6×1.71/2×0.9×1.1×1.42× 1.11×0.85=8.35×10-6 εpao=0.5R(1+P/d)×10-4 =0.5×2.55×(1+0.5/2.5) ×10-4 =1.53×10-4 εpao=1.53×10-4+6. 3×10-6 =1.6×10-4 混凝土水化热的升温到降温两个阶段进行综合分析，其温度变化曲线见图2，由此可以计算出最大的裂缝间距和最大裂缝宽度。 2.1第一阶段：水化热的升温过程 计算方法l：Tmax：即混凝土核心最高温度 Tmax=Ti(t)+Tj（1） Ti(t=3)=WQ/Cr(1-e-mt) =(319×377)/(0.97×2400) ×(1-e-0.340×3) =31℃ Tj:指混凝土的入模温度，取15℃ Tmax=31+15=46℃ 计算方法2：Tmax=T’k1k2k3 k4 +Tj（2） 其中k的取值和混凝土的各参数及底板厚度有关，T’是指不同厚度底板在不同季节施工的温升值。 Tmax=18×(1×1.2×319/274×1.4)+15 =50℃ 通过以上的计算，笔者认为计算方法2比较的合理，原因是它综合的考虑了外界季节条件，内部材料因素，因此，笔者采用Tmax=50℃，以及在后面计算采用该方法。 Tb(t)：龄期的混凝土表面温度。 Tb (t)=Tq+4h’（H-h’）△T1/H2 （3） Tb(3)=5+4×0.327×(2.85-0.327) ×45/2.852=23℃ 水化热温差T1=(50-23)×2/3=18℃ 收缩当量温差T2=εy(3)/a= =1.27℃； 故综合温差T=T1+T2=20℃ 最大裂缝间距Lmax=（4） 现我们对该公式进行分析，式中的E弹性模量指龄期为3天时，混凝土强度未形成时的情况，即早期弹性模量E3=1×104MPa；Cx为总阻力系数，该数值比较敏感，直接影响到裂缝的间距，它说明基础下部的土和桩对基础水化热温差造成变形的约束能力，该数值越大则应力越大，造成的裂缝间距就越小，基础的裂缝就越多。反之，当基础在土体上部能自由滑动的话就不再存在基础内部拉应力，可以自由的变形。因此，要在设计中减小阻力系数，本工程为粘质粉土做基础下卧层土： Cx1=3×10-2N/mm2 Cx