大型地下室混凝土裂縫原因和預防措施

2021-08-18 18:31:45 字數 4023 閱讀 2421

1工程概況深圳市某住宅鋼筋混凝土工程主體由三棟塔樓和二層地庫組成,地下室的第一層為裝置層,第二層為地下車庫。工程總建築面積8萬多m 2 ,其中地下室總面積約為16000m 2 ,本工程為建築一類工程,工程建築耐久等級為一級。塔樓採用現澆鋼筋混凝土剪力牆結構,塔樓間的地下室採用現澆鋼筋混凝土框架結構,基礎採用人工挖孔樁,地下室底板厚500mm,地下室外牆厚400mm.

本工程混凝土強度等級為:牆柱c35~c45,梁板c30~c40,其餘部位c10~c20.混凝土保護層厚度為15mm~35mm.

2裂縫調查 2.1調查內容 (1)裂縫情況:包括裂縫位置、長度、寬度、深度、性質及發展情況等。

(2)設計、施工情況:包括裂縫相應位置的結構構造、混凝土強度等級、施工工藝及養護情況。2.

2調查方法和手段2.2.1調查方法裂縫調查採用普查與典型調查相結合的方法。

對於裂縫比較集中的地下室d軸線附近的裂縫分布情況進行普查(d軸線為塔樓和地下室交界處),對裂縫深度進行抽查,並對比較典型的裂縫的發展情況進行跟蹤調查。2.2.

2調查手段本次調查採用的裝置和工具主要有以下幾種:(1)裂縫位置主要根據設計圖,借助於鋼尺、相機等進行檢查調查,並繪製裂縫分布圖。(2)裂縫寬度使用塞尺、刻度放大鏡進行測量。

(3)裂縫長度用鋼尺和皮尺測量。(4)裂縫深度按照規範要求用超聲波儀測量超聲波傳送和響應時間,經過計算得到裂縫深度。2.

3裂縫調查2.3.1地下室裂縫情況(1)裂縫部位、長度和寬度對地下室負一層和負二層沿d軸線附近的裂縫進行了初步調查,負一層的裂縫情況見表1,負二層的裂縫情況見表2(略)(2)裂縫深度對地下室部**縫的深度進行了抽查,抽查結果見表3所示。

2.3.2跟蹤調查對地下室混凝土的部**縫的寬度進行了跟蹤調查,調查結果表明:

地下室的少量裂縫在繼續發展,不過發展趨勢不大;在地下室頂板和牆面分別有少量新的裂縫產生。2.4裂縫特徵分析調查發現地下室的裂縫主要集中於d軸線附近,並且地下室的裂縫具有以下特點:

(1)頂板裂縫大多數與跨度方向呈45℃左右的斜角,個別裂縫穿過兩塊以上的板。(2)頂板呈斜角的裂縫多數相互平行,且集中於d軸線附近板的一角。(3)頂板的裂縫大多數集中於塔樓和地下室交界的d軸線兩側。

(4)牆面裂縫多數垂直地面且相互平行,寬度自下而上逐漸變窄。(5)地下室部**縫相交呈八字形。3裂縫原因研究 3.

1混凝土裂縫的型別和產生原因混凝土的裂縫按產生的時間可分為硬化前裂縫、硬化過程裂縫和完全硬化後裂縫。按引起裂縫產生的原因把混凝土裂縫分為二大類〔第一大類,由第一類外荷載引起的裂縫,包括按照常規計算的主要應力引起的「荷載裂縫」,以及由結構次應力引起的「荷載次應力裂縫」,二者通稱為結構性裂縫、受力裂縫。第二大類,由第二類荷載即變形變化引起的裂縫,包括溫度、濕度、收縮和膨脹、不均勻沉降等因素引起的裂縫,也稱非結構性裂縫。

上述兩類裂縫的區別是:前者從外荷載的作用、結構內力的形成,直至裂縫的出現與擴充套件,似乎都在同一時間瞬時發生並一次完成,是個「一次」過程。而變形荷載的作用,從環境的變化,變形的產生,到約束應力的形成,裂縫的出現與擴充套件等都不是在同一時間瞬時完成的,它有乙個「時間過程」,稱之為「傳遞過程」,是乙個多次產生和發展的過程。

3.2裂縫原因分析根據調查結果分析,以及對地下室裂縫的初步跟蹤調查,地下室有些裂縫有進一步發展趨勢,且有新的裂縫產生,裂縫的產生表現為「時間過程」,呈現由變形變化引起的裂縫特點,估計地下室裂縫由變形變化引起為主。根據地下室的裂縫特點,分析其原因有以下幾方面:

(1)材料原因根據攪拌站提供的原材料實際計量資料看,其用水量波動較大,可能導致混凝土質量波動也較大。(2)施工原因根據在現場對施工過程的觀察、對現場混凝土的檢查和對施工人員的訪問,發現有幾個問題 :一是混凝土的蜂窩麻麵,二是混凝土的養護,三是拆模時間。

蜂窩麻麵反映混凝土立模和振搗方面存在不足,而養護不好則對混凝土整體質量影響特別顯著,直接影響混凝土的抗裂能力。在混凝土產生足夠強度以前,過早拆模以及在混凝土施工面上過早從事其它準備工序,會破壞混凝土結構,降低承載力,導致裂縫的產生。另外,根據施工單位編制的《施工組織設計》,由於地下室二層與地下室一層d軸線落差處,地下室二層外牆與塔樓地下一層底板相連。

而地下一層底板與地下二層外牆施工存在60天技術間歇時間,為使主樓節省60天工期,將地下二層外牆與地下一層底板結構一起施工。這樣使原來的結構剛度和結構構件的約束情況有所變化,在地基差異沉降變形和荷載影響下,就可能導致d軸牆和地下室樓板產生裂縫。(3)結構設計原因d軸線位置為人防和塔樓的交界處,塔樓部分為一層地下室,人防部分為兩層地下室,故d軸線兩側所受荷載及兩側結構的剛度或柔性有顯著差異,使其變形差異較大,由於超靜定結構的強約束作用,從而導致裂縫的產生。

(4)基礎沉降原因塔樓和地下室的東西方向和南北方向的地質情況均有差異,其中東西方向的荷載和結構剛度基本相同,南北方向的荷載和結構剛度差異較大。在不同的靜荷載和施工荷載作用下,因其沉降位移不同,以及d軸線附近相鄰沉降差異而導致裂縫的產生,d軸線附近的牆體垂直裂縫和八字形裂縫說明了這一點。(5)環境原因由跟蹤調查情況看,地下室個別裂縫寬度還有所發展 ,而且有新的裂縫產生,但原有裂縫也在閉合或者寬度變小,跟蹤調查時正值寒潮期間,因此,新的裂縫和裂縫的發展由溫度變化引起的可能性較大,但塔樓的荷載還在增大,地基的沉降尚不穩定,故地基沉降仍然是其原因之一。

4裂縫危害性分析裂縫危害性主要按照有關規範允許的最大裂縫寬度來進行分析。4.1裂縫控制標準從國內外試驗資料分析,混凝土結構物裂縫寬度一般應該控制在表4所示的範圍內。

混凝土結構物裂縫寬度控制範圍序號結構物使用環境允許的裂縫寬度(mm)1無侵蝕介質、無抗滲要求0.32輕微侵蝕、無抗滲要求0.23嚴重侵蝕、有抗滲要求0.

1我國規範規定鋼筋混凝土構件的最大裂縫寬度見表5,美國的規定見表6所示。表5鋼筋混凝土結構構件最大裂縫寬度允許值序號結構物使用環境最大裂縫寬度允許值(mm)1屋架、托架的受拉構件煙囪、用以貯存鬆散體的筒倉處於液體壓力下而無專門保護措施的構件0.22處於正常條件下的構件0.

3表6美國混凝土學會224委員會對裂縫寬度的限值序號結構物使用環境最大裂縫寬度允許值(mm)1乾燥環境,有保護層0.42潮濕空氣,土壤中0.33凍結環境(加防凍劑)0.

184海水環境0.155貯水構築物0.1根據上述我國有關標準及美國有關標準,將上述分類的混凝土裂縫定性為:

(1)寬度小於標準規定值者屬於無害、可修復的裂縫;(2)寬度超過規定值者,一般需要由設計、施工、監理、業主等有關方面共同商定處理方案。(3)活裂縫需要進一步觀察,待其基本穩定後,才能確定處理方案。根據本工程實際所處環境和用途,裂縫寬度的允許值取0.

3mm為宜。4.2裂縫危害性分析從地下室混凝土裂縫調查結果可見,地下室負一層共抽查裂縫99條(見表1),其中頂板80條,牆面19條。

超過上述規定值的裂縫有5條,佔地下室負一層總裂縫數的5.05%,其中頂板2條,牆面3條。其餘裂縫寬度均在允許範圍之內。

頂板的裂縫較多,佔81%,牆面裂縫只佔19%。地下室負二層共抽查裂縫45條(見表2)。其中頂板33條,牆面12條。

裂縫寬度超過規定值者l條(頂板部位),佔2.2%。與負一層一樣,頂板的裂縫數較多,佔73%,牆面裂縫次之,佔27%。

根據裂縫調查結果、建築物重要性、使用功能和裂縫控制標準看,地下室裂縫目前對結構的安全性影響還不大,但由於少量裂縫有輕微的進一步發展趨勢,而且裂縫數量多,因此現有的裂縫會影響結構的使用功能和外觀,應該按照規範或設計要求對裂縫進行相應的處理。5預防裂縫的措施和建議 (1)攪拌站應該加強原材料質量檢測和控制,特別是砂石含水量和含泥量的檢測和控制,以確保混凝土本身的質量穩定;進一步優化混凝土配比,提高混凝土抗裂能力;對一些必要的試驗檢測工作應予加強,如混凝土收縮試驗等。(2)施工單位應該重視施工質量和加強質量管理,特別是要重視混凝土振搗、養護工作,保證模板的牢固,鋼筋保護層的準確等;作好日常的施工記錄,包括養護記錄、施工異常情況處理記錄、施工日誌、質量檢查日誌。

嚴格按照設計圖紙進行施工,特別是要保證鋼筋位置和數量,否則會造成嚴重後果。(3)設計單位在進行結構設計時,應該主動徵求其他單位和技術人員的意見,特別是徵求施工單位、科研單位的意見;徵求材料研究人員、質檢人員的意見,以保證所設計的工程既安全、又便於施工。設計單位應該對地下室重要構件的承載力進行驗算,以便及早發現設計不足之處;對地基沉降情況進行驗算,以便採取對策。

6結論根據現場調查結果、 理論分析,得出以下初步結論:(1)地下室的裂縫由變形變化引起為主因,特別是沉降變形引起的可能性較大。(2)地下室新發現的裂縫由溫度變化和沉降變形共同引起的可能性較大。

(3)從目前情況看,地下室現有裂縫對本工程的安全還沒有太大的危害,暫時不需要特別加固處理。

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