大面积地下室超长混凝土结构设计与施工中裂缝控制措施分析探讨.docVIP

大面积地下室超长混凝土结构设计与施工中裂缝控制措施分析探讨 　　摘　要:在现今的建筑工程中,地下超长混凝土结构越来越多,如何对混凝土结构裂缝进行有效控制成为广大技术人员面对的难题。本文结合工程实例,在对混凝土结构裂缝产生的原因分析的基础上,从多方面对大面积地下室超长混凝土结构设计与施工中的裂缝控制措施分析探讨,以期为类似工程提供参考借鉴。 　　关键词:大面积地下室:超长结构:结构裂缝;裂缝控制:沉降后浇带中图分类号:TU92 　　文献标识码:B 　　文章编号:1008-0422(2010)07-0160-02 　　 　　1　引言 　　 　　在当今的建筑工程中,由于大型车库功能的需要,许多大型住宅小区或高层商住楼都设有面积大、结构超长的地下室。在超长结构混凝土工程施工中,由于大体积混凝土水泥水化热引起混凝土内部温度及温度应力剧烈变化,会产生温度应力和收缩应力,致使混凝土产生结构裂缝。 　　虽然近年来对结构裂缝控制理论和实践较多。但笔者仍结合具体工程实践,尝试对地下室超长结构混凝土设计与施工过程中的裂缝控制进行探讨,以期为类似工程提供参考借鉴。 　　 　　2　工程概况 　　 　　湖南某高层商住楼地下室建筑面积为17308m2,南北长206.5m,东西长82.9m。地下室底板埋深-5.700m,顶板面标高为-1.600m,覆土1.3m,地下室上部为3幢11层住宅楼,工程设计按6度抗震要求设防考虑。 　　该工程基础采用桩筏基础,地下室底板厚600mm,顶板厚250mm,地下室混凝土用量16000m3,采用泵送混凝土,混凝土强度等级为C35,抗渗指标为S8。超长、大面积是本地下室工程结构的重要特征,因此其混凝土结构裂缝控制也就成为设计与施工的重点与难点。 　　 　　3　超长混凝土结构裂缝产生的原因分析与控制思路 　　 　　3.1　混凝土结构产生结构裂缝的理论分析 　　众所周知,混凝土结构在施工和使用过程中不可避免地经常出现不同程度、不同类型的裂缝,这些裂缝大多是因荷载及温度变化而引起的,主要包括以下几种: 　　1)混凝土受约束产生裂缝:混凝土在受到内部一和外部约束时会产生拉应力,出现裂缝。 　　2)受拉产生裂缝:由于混凝土的抗压强度远大于其抗拉强度。大体积混凝土内部产生的???应力超过其极限抗拉强度时将产生裂缝。 　　3)温度上升引起的裂缝:水泥水化热是引起大体积混凝土中的温度变化的主要因素。由于混凝土表面散热条件较好,热量容易释放,因而温度上升较少:而混凝土内部由于散热条件较差,使温度上升较多而形成内约束。其结果使得混凝土内部产生压应力、面层产生拉应力。当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就产生了温度裂缝。 　　4)降温产生的裂缝:混凝土浇筑后经过一段时间,水泥水化热基本上已释放,混凝土从较高温度逐渐降温,引起混凝土收缩,同时由于混凝土中多余水分蒸发、碳化等引起的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束,不能自由变形,导致产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,则从约束面开始向上开裂形成裂缝。 　　 　　3.2　结构裂缝的控制思路 　　在超长结构控制温度裂缝方面,根据温度应力与长度非线性关系,应用“抗与放”原则,具体思路如下: 　　1)“放”的方法是减少约束体与被约束体之间相互制约,以设置永久性伸缩的方法,将超长的现浇混凝土结构分成若干段,以释放大部分变形,减少约束应力。 　　2)“抗”的方法是采取措施减少被约束体与约束体之间的相对温差,改善配筋,减少混凝土收缩,提高混凝土抗拉强度。 　　3)“放”与“抗”结合的方法是在施工期间设置临时伸缩的后浇带,把结构分成若干段,这样可以有效削弱温度收缩应力。在施工后期,将若干段浇筑成一整个,以承受约束应力。 　　 　　4　地下室超长混凝土结构设计与施工过程中的裂缝控制措施 　　 　　综上所述,根据以上裂缝控制思路,本工程采取了以下针对性措施,具体如下: 　　 　　4.1　结构设计及构造措施 　　为控制混凝土裂缝,本工程在设计与构造方面采取了以下措施: 　　1)地下室底板、外墙、顶板裂缝计算均按0.2mm控制计算。对于外墙,由于受到底板的较大约束,造成约束力上小下大,外墙下部1/2高度内配筋加密为14@150。 　　2)在地下室外墙与柱子相连部位,由于两者截面和配筋率相差大,往往在相连部位产生较大的应力集中而导致开裂,为分散此处应力,而增加了水平构造。 　　3)另外±0.00与地下室顶板标高相差1.60m,且顶板上覆土1.3m,对控制顶板的温度差及释放南北方向的应力起到一定的有利作用。详见图1。 　　4)本工程地下室部分设置了8道沉降后浇带及伸缩后浇带(伸缩后浇带混凝土的浇捣时间视实际情况定,但最小时间差