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【摘要】通过工程实例,重点阐述超长地下车库混凝土裂缝产生的原因、影响因素及其控制原则,总结了超长地下车库设计中混凝土裂缝控制方法及措施,希望能为类似的项目作为参考。
【关键词】地下车库;无缝设计
1、概述
近年来,超长超宽地下车库结构已经得到越来越广泛的应用,在进行设计时需要重点考虑地下室超长带来的不利影响,尤其是要注意防范因超长而使结构出现较大较多的裂缝,影响结构的耐久性甚至安全性。
2、工程概况
河北某住宅小区,由18栋16~20层住宅和一层地下车库组成,建筑综合面积约为37万平方米,其中地库面积约为10.6万平方米,地库宽约为110m,长约为964m(如下图一)。车库采用现浇钢筋混凝土板柱剪力墙结构,车库基础采用筏板基础加下柱墩结构,基础底板及下柱墩厚均为500mm,外墙厚为300mm.本工程地下结构混凝土强度等级均为C30。
3、超长地下车库结构混凝土产生裂缝的原因及采取的相应措施
根据混凝土结构设计规范,对于埋于土中地下室结构,要求每隔30m左右设一道温度伸缩缝,但同时指出,当采取有效措施后要求可以放宽。但在实际工程设计中,有些工程建筑使用功能或甲方要求不允许设置伸缩缝,因此必须采用一系列措施来避免因超长给车库混凝土结构带来裂缝甚至渗水等情况。
因超长导致地下车库混凝土结构产生的裂缝按照成因分为两类:一是混凝土浇筑后硬化过程中的干缩裂缝,二是使用过程中外界温度变化导致的温度裂缝。以本工程为例,针对以上两种裂缝形式,设计中分别采取如下应对措施。
3.1控制干缩裂缝措施如下
1)混凝土材料的选用
本工程采用粉煤灰混凝土,粉煤灰混凝土可以大大降低水泥硬化过程中的水化热,从而减少干缩裂缝,因粉煤灰混凝土28天期龄的强度没有发挥,故设计强度等级采用60天期龄的强度。同时本工程除后浇带外全部采用补偿收缩混凝土,后浇带内采用膨胀混凝土,此种混凝土就是在普通水泥中加入膨胀剂,水化反应后在钢筋混凝土中产生预压应力,从而大大减小了混凝土收缩过程中的干缩裂缝。
超长结构设计时,尽可能選用低强度等级的混凝土,因混凝土强度等级高时,施工中养护不好,很容易产生裂缝,本工程基础底板、顶板、墙柱均采用C30的混凝土。
2)施工注意事项
施工中应加强混凝土的养护,并在设计中注明施工注意事项:如建议采用跳仓法或跳仓递推法施工,地下外墙采用诱导缝等施工措施。
3.2控制温度裂缝措施如下
1)建筑物的保温
本工程的外墙及顶板均采用50mm厚的挤塑板保温。
2)设置伸缩后浇带
本工程每隔40m左右设置一道伸缩后浇带,并注明后浇带的浇筑温度。后浇带的浇筑温度即为该地区的年平均气温。
3)楼板的钢筋布置
楼板宜配置防裂钢筋,板钢筋宜采用较小直径和间距。
4)温度应力大的部位增设温度筋
超长混凝土结构的使用阶段除考虑常规荷载工况下作用效应以外,还应考虑混凝土收缩、徐变和温度变化等间接作用在结构中产生的效应。本工程进行了温度应力分析,在凹凸角部位及长方向板边缘温度应力较大,增设温度筋。另外在地下室外墙截面突变位置及交接部位(如墙与柱、墙与墙的连接部位)宜增设直径为8mm~10mm的水平附加钢筋,伸入墙内不宜小于150mm,竖向间距与墙体水平钢筋相同,间隔布置。
5)采用膨胀加强带替代伸缩后浇带
应综合考虑建筑长度、构件尺寸等因素,合理布置膨胀加强带,带宽度宜取2m,间距不宜大于40m。其主要做法如下:
1.带宽2.0m,带两侧布置 5mm的密孔钢丝网,将带内混凝土与带外混凝土分隔开,钢丝网垂直布置在上下层钢筋之间,两端分别绑扎在上下层钢筋上。
2.带内增设10 %~15 %的水平温度钢筋,均匀布置在上下层钢筋上,水平温度钢筋垂直于膨胀加强带长度方向进行分布,两端各伸出膨胀加强带La,并固定在上下层钢筋上。
3.带内采用设计强度等级比相邻非加强带混凝土强度等级高一级的混凝土进行浇筑,外掺适量膨胀剂(带内膨胀剂含量比带外高)
与传统的后浇带相比,膨胀加强带可连续施工,避免了60天后浇筑后浇带这一环节,大大缩短了施工周期,加快了施工进度且结构的整体防水性能好,因此得到了广泛的应用。
总结:
超长地下室裂缝的控制与预防一直是现在工程设计面临的一大综合性难题。它必须通过设计、施工、材料优选等各个环节进行全面控制,只有这样才能减少甚至避免裂缝的产生。本文结合实际工程对超长地下室的结构设计在预防与控制裂缝方面采取的措施进行探讨和分析,意在抛砖引玉能为以后类似的项目作为一些参考。
参考文献:
[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010.
[2]《混凝土结构构造手册》第四版,中国建筑工业出版社.
【关键词】地下车库;无缝设计
1、概述
近年来,超长超宽地下车库结构已经得到越来越广泛的应用,在进行设计时需要重点考虑地下室超长带来的不利影响,尤其是要注意防范因超长而使结构出现较大较多的裂缝,影响结构的耐久性甚至安全性。
2、工程概况
河北某住宅小区,由18栋16~20层住宅和一层地下车库组成,建筑综合面积约为37万平方米,其中地库面积约为10.6万平方米,地库宽约为110m,长约为964m(如下图一)。车库采用现浇钢筋混凝土板柱剪力墙结构,车库基础采用筏板基础加下柱墩结构,基础底板及下柱墩厚均为500mm,外墙厚为300mm.本工程地下结构混凝土强度等级均为C30。
3、超长地下车库结构混凝土产生裂缝的原因及采取的相应措施
根据混凝土结构设计规范,对于埋于土中地下室结构,要求每隔30m左右设一道温度伸缩缝,但同时指出,当采取有效措施后要求可以放宽。但在实际工程设计中,有些工程建筑使用功能或甲方要求不允许设置伸缩缝,因此必须采用一系列措施来避免因超长给车库混凝土结构带来裂缝甚至渗水等情况。
因超长导致地下车库混凝土结构产生的裂缝按照成因分为两类:一是混凝土浇筑后硬化过程中的干缩裂缝,二是使用过程中外界温度变化导致的温度裂缝。以本工程为例,针对以上两种裂缝形式,设计中分别采取如下应对措施。
3.1控制干缩裂缝措施如下
1)混凝土材料的选用
本工程采用粉煤灰混凝土,粉煤灰混凝土可以大大降低水泥硬化过程中的水化热,从而减少干缩裂缝,因粉煤灰混凝土28天期龄的强度没有发挥,故设计强度等级采用60天期龄的强度。同时本工程除后浇带外全部采用补偿收缩混凝土,后浇带内采用膨胀混凝土,此种混凝土就是在普通水泥中加入膨胀剂,水化反应后在钢筋混凝土中产生预压应力,从而大大减小了混凝土收缩过程中的干缩裂缝。
超长结构设计时,尽可能選用低强度等级的混凝土,因混凝土强度等级高时,施工中养护不好,很容易产生裂缝,本工程基础底板、顶板、墙柱均采用C30的混凝土。
2)施工注意事项
施工中应加强混凝土的养护,并在设计中注明施工注意事项:如建议采用跳仓法或跳仓递推法施工,地下外墙采用诱导缝等施工措施。
3.2控制温度裂缝措施如下
1)建筑物的保温
本工程的外墙及顶板均采用50mm厚的挤塑板保温。
2)设置伸缩后浇带
本工程每隔40m左右设置一道伸缩后浇带,并注明后浇带的浇筑温度。后浇带的浇筑温度即为该地区的年平均气温。
3)楼板的钢筋布置
楼板宜配置防裂钢筋,板钢筋宜采用较小直径和间距。
4)温度应力大的部位增设温度筋
超长混凝土结构的使用阶段除考虑常规荷载工况下作用效应以外,还应考虑混凝土收缩、徐变和温度变化等间接作用在结构中产生的效应。本工程进行了温度应力分析,在凹凸角部位及长方向板边缘温度应力较大,增设温度筋。另外在地下室外墙截面突变位置及交接部位(如墙与柱、墙与墙的连接部位)宜增设直径为8mm~10mm的水平附加钢筋,伸入墙内不宜小于150mm,竖向间距与墙体水平钢筋相同,间隔布置。
5)采用膨胀加强带替代伸缩后浇带
应综合考虑建筑长度、构件尺寸等因素,合理布置膨胀加强带,带宽度宜取2m,间距不宜大于40m。其主要做法如下:
1.带宽2.0m,带两侧布置 5mm的密孔钢丝网,将带内混凝土与带外混凝土分隔开,钢丝网垂直布置在上下层钢筋之间,两端分别绑扎在上下层钢筋上。
2.带内增设10 %~15 %的水平温度钢筋,均匀布置在上下层钢筋上,水平温度钢筋垂直于膨胀加强带长度方向进行分布,两端各伸出膨胀加强带La,并固定在上下层钢筋上。
3.带内采用设计强度等级比相邻非加强带混凝土强度等级高一级的混凝土进行浇筑,外掺适量膨胀剂(带内膨胀剂含量比带外高)
与传统的后浇带相比,膨胀加强带可连续施工,避免了60天后浇筑后浇带这一环节,大大缩短了施工周期,加快了施工进度且结构的整体防水性能好,因此得到了广泛的应用。
总结:
超长地下室裂缝的控制与预防一直是现在工程设计面临的一大综合性难题。它必须通过设计、施工、材料优选等各个环节进行全面控制,只有这样才能减少甚至避免裂缝的产生。本文结合实际工程对超长地下室的结构设计在预防与控制裂缝方面采取的措施进行探讨和分析,意在抛砖引玉能为以后类似的项目作为一些参考。
参考文献:
[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010.
[2]《混凝土结构构造手册》第四版,中国建筑工业出版社.