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1、某某工程超长、超大无缝地下车库混凝土裂缝控制技术某某公司甲 乙摘 要 某某工程地下车库工程为整体混凝土结构，超大超长。结构完成后不设置变形缝， 相类似结构在国内罕见没有类似施工经验可以借鉴。 通过和设计单位、混凝土供应商共同努力，通过调整后浇带间距、调整混凝土配合比、加强施工期间措施投入等方法。从源头上、过程中、成品保护等三个方面减少裂缝的发生。关键字 超长超大混凝土结构 后浇带的留设 大体积混凝土 低水化热低收缩混凝土 混凝土浇注温度控制1 引言某某工程地下车库工程地处无锡滨湖区，与蠡湖直线距离不足 500m。雨季较长，降雨量较大，地下水系丰富，地下水位较高。对车库结构自防水性能要求高。 可
2、以说防水工程是地下室工程施工质量的成败所在， 而地下室的裂缝控制又是防水工程中的极其重要一环。本工程地下室平面为三角形，边长 400 至 600 多米，属超大面积超长结构，由于建筑功能的需要整个地下部分不设缝， 考虑施工周期至少历时 2 年， 控制施工阶段由于温度变化和混凝土收缩产生的裂缝以及在后续施工中产生的裂缝是该工程施工中的重点、难点。2 工程概况地下车库为局部地下两层建筑形式。地下部分总建筑面积为 206303.42?2，其中地下一层建筑面积为 131993.38?2，地下两层建筑面积为 74310.04?2。平面为三角形，边长 400 至 600 多米。地下车库结构形式为整体地下车库
3、， 不设置沉降、 伸缩变形缝。 车库地下两层部位基础底板除六栋高层底部为 2000mm 厚外， 其余皆为 900mm 厚。 地下一层部位基础底板均为 800mm 厚。外挡土墙厚度为 400mm，局部为 450mm，变高界墙厚 700mm。 地下二层层高为 3.7 m， 地下一层层高为 4.1 m。基础底板及混凝土外墙强度等级皆为 C35。根据国家现行标准混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002条文说明规定：混凝土构件最小断面尺寸大于或等于 800mm，即按大体积混凝土考虑采取相应措施。 本工程中地下室底板全部属于大体积混凝土。 变高界混凝土墙极其接近大体积混凝土的标准本工程中
4、亦按照大体积混凝土进行施工及裂缝控制。地下车库为整体地下车库不采取设置变形缝等措施结构内部变形应力较大。同时地下室施工周期较长， 各单体施工过程中的材料运输以及后期的回填土施工过程中都会产生与原设计模型不同的荷载。总平面图3 裂缝形成原因的分析混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种，一是变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形，当变形受到约束时便产生应力， 当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝； 二是由外荷载引起的，这是发生最为普遍的一种情况， 即按常规计算的主要应力引起的； 三是结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的。3
5、.1 变形应力引起的裂缝超长超大结构在自然条件下混凝土收缩、膨胀所可能产生的裂缝。地下车库为局部地下两层建筑形式。地下部分总建筑面积为 206303.42?2，其中地下一层建筑面积为 131993.38?2，地下两层建筑面积为 74310.04?2。整体形状为边长为 400 米左右的等边三角形。应建设单位要求， 地下车库为整体地下车库不预留变形缝。 整个地下车库结构超长、超大。在施工及使用过程中由于混凝土收缩及温度应力情况极大。针对上述问题的客观存在， 原设计单位要求我部在施工中采取预应力施工工艺。 由于现场截面面积大， 预应力计算模型复杂， 无法真实反映现场所有部位的施工情况。 同时预应力施
6、工工艺成本高昂， 施工周期长。 完全无法保证建设单位对我部施工工期上的要求。我部在实际施工中采用缩小单次整浇面积， 同时布置不同宽度的后浇带、 安排不同先后顺序对不同宽度的后浇带进行封闭。 使得主体结构在施工期间能够合理释放收缩应力。3.2 大体积混凝土结构施工引起的裂缝根据国家现行标准混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002条文。 本车库地下室基础底板属于大体积混凝土施工， 同时由于变界面混凝土墙截面尺寸接近大体积混凝土施工的条件。故本工程中按大体积混凝土施工考虑。结构次应力引起的裂缝后浇带在封闭前混凝土梁板悬挑状态下与设计模型差异可能引起的裂缝本工程由于不设置变形缝， 施
7、工后浇带数量众多。 根据功能可以划分为伸缩后浇带、沉降后浇带。根据宽度划分有： 1 米、 3 米、 3.5 米三种。后浇带两侧由原先设计简支， 变为悬挑。 受力模型发生变化， 同时后浇带封闭周期长。 应力变化周期时间较长， 难免有难以预计的施工荷载出现。 故对后浇带两侧采取必要的措施是防治结构次应力裂缝的必要手段。3.3 外荷载引起的裂缝施工荷载可能产生的裂缝由于地下车库结构超大、 超宽。 本工程各单体楼又散布在地下室顶板各个部位，单体数量多、施工周期长。施工期间材料运输车辆， 需从地下车库顶板通行。 现有施工荷载情况与原设计模型状态略有不同。 因此必须采取相应措施以确保不应施工荷载引起建筑结
8、构荷载。4 针对性裂缝防治措施4.1 合理设置后浇带有效控制早期及施工过程中温度应力地下车库底板占地面积 23 万平米，工程量较大无法同时开工、同时完成。必须合理编排施工顺序。 安排分块施工。 同时施工分块的划分必须同时考虑到混凝土浇筑早期应力及后期后浇带封闭期间因不同封闭时间及封闭顺序引起的应力释放不均导致的结构裂缝。针对此情况， 我部通过设置不同等级的后浇带， 分批分等级进行混凝土浇筑后的早期应力释放。在实施施工中，我部把车库分成三大块。同时每一块又根据相应的规范设置两种宽度的后浇带。 先把部分车库施工完成带混凝土应力进行一定释放后， 封闭区域内后浇带形成整体。 待此大块再次释放温度应力后
9、再封闭大块于大块间的后浇带。最终形成整体。工期条件：本工作总计划工期为 669 天， 建设单位对于工期的要求极高。 令我部不具备逐片施工的条件。必须多点开花，同时施工才能满足建设单位对于工期的要求。施工条件：根据上述实际场地情况， 我部根据能够有效利用的于混凝土运输的景宜大门及梁湖路测大门及场内施工便道进行大块划分。我部在实施及设置后浇带前主要查询及参考了以下规范及数据设置施工后浇带时所考虑的规范依据JGJ3 2002 高层建筑混凝土结构技术规程12.1.10 条当采用刚性防水方案时，同一建筑的基础应避免设置变形缝。可沿基础长度每隔 30 40m 留一道贯通顶板、底板及墙板的施工后浇缝，缝宽不
10、宜小于 800mm ，且宜设置在柱距 3 等分的中间范围内。后浇缝处底板及外墙宜采用附加防水层；后浇缝混凝土宜在其两侧混凝土浇灌完毕 2 个月后再进行浇灌，其强度等级应提高一级，且宜采用早强、补偿收缩的混凝土。JGJ6 99 高层建筑箱形与筏形基础技术规范6.6.2 条基础长度超过 40m 时，宜设置施工缝，缝宽不宜小于 80cm。在施工缝处，钢筋必须贯通。 6.6.3 条规定，当主楼与裙房采用整体基础，且主楼基础与裙房基础之间采用后浇带时， 后浇带的处理方法应与施工缝相同。GB50010 2002 混凝土结构设计规范9.1.3 条如有充分依据和可靠措施，本规范表中的伸缩缝最大间距可适当增大，
11、混凝土浇筑采用后浇带分段施工。GB50007 2002 建筑地基基础设计规范8.4.15 条对高层建筑筏形基础与裙房基础之间的构造应符合下列要求： 当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙房一侧设置后浇带，后浇带的位置宜设在距主楼边柱的第 2 跨内；后浇带混凝土宜根据实测沉降值并计算后期沉降差能满足设计要求后方可进行浇注。GB50108 2001 地下工程防水技术规范5.2.1 条后浇带应设在受力和变形较小的部位，间距宜为 3060m，宽度宜为7001 000mm 。 5.2.2 条规定，后浇带可做成平直缝，结构主筋不宜在缝中断开，如必须断开，则主筋搭接长度应大于 45 倍主筋直径，并
12、应按设计要求加设附加钢筋。 5.2.4 条对后浇带的施工规定如下：后浇带应在其两侧混凝土龄期达到 42d 后再施工，但高层建筑的后浇带应在结构顶板浇筑混凝土 14d 后进行；后浇带混凝土的养护时间不得少于 28d。4.1.1类后浇带设置 （ 3.5m）为满足建设单位对工期的要求， 我部计划通过设置三个独立的工期进行单独施工、单独组织。当整个地下车库早期应力释放完成后封闭。4.1.2类后浇带设置（ 3m）根据相应规范在区域内，按照 150m 要求设置。为应力二次释放设置。4.1.3类后浇带设置 （ 1m）根据规范要求每隔 40 米进行留设，为混凝土浇筑完成后的首次应力释放设置。整个车库被各类后浇
13、带共分割成 75 块。单块面积为 10001500?24.1.4 后浇带封闭（ 1）后浇带封闭顺序类类类即由窄到宽、由底板至墙板、顶板的原则。首先封闭各分区内的类后浇带， 待满足类后浇带封闭条件后开始封闭类后浇带，相邻板块内所有类后浇带临期达 90 天后开始封闭类后浇带。（ 2）后浇带封闭条件类后浇带：后浇带两侧结构混凝土龄期达到 90 天，且温度为 5 15。类后浇带：后浇带两侧混凝土结构内类后浇带龄期全部达到 90 天，且温度为 5 15。类后浇带：后浇带两侧混凝土结构内类后浇带龄期全部达到 90 天，且温度为 5 15。4.2 大体积混凝土施工裂缝防治为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，
14、 必须从控制混凝土的水化升温、 延缓降温速率、 减小混凝土收缩、 提高混凝土的极限拉伸强度、 改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合本工程实际采取了一下措施。4.2.1 混凝土材料控制本工程混凝土设计强度等级 C35P10 抗渗混凝土。材料选择方面如下控制：1) 胶凝材料（水泥及矿物掺合料）的选择：水泥： 考虑在满足强度和耐久性等要求的前提下， 优先选用低标号， 水化热低的水泥，如较低水化热水泥如普通硅酸盐水泥 . 矿物掺合料： 适当的掺合料可取得多种效果， 如减少水泥用量从而减小水化热， 阻止骨料的碱活性反应， 增加新拌混凝土的施工和易性， 提高混凝土密实度，防止混凝土的腐蚀，延缓凝结时
15、间，延迟水化热峰值出现时间，减少温差等。所以应当作为本工程混凝土质量保证的主要措施之一， 根据经验， 我们采用 I 级粉煤灰和 S95级矿粉高掺量（每方混凝土总掺量为 120kg）可取得理想效果。2) 粗细骨料的选择 ：粗骨料除严格控制含泥量及泥块含量外， 尽量先用粒径较大、 级配良好的机碎石，最大粒径选用 31.5mm 、含泥量控制 1、泥块含量 0.5、针片状颗粒含量 15、压碎值 12；细骨料选用级配良好的中砂（细度模数 2.52.8 之间） 、含泥量应 3%、泥块含量 1.0。3) 缓凝型减水剂的选择 ：选择信誉良好且已用于多个重点工程的外加剂厂家的高效缓凝型减水剂产品 ,保证混凝土的
16、初凝时间在 8 10 小时左右，以满足施工要求。高效缓凝型减水剂可在保持相同和易性下， 减少水用量， 从而减少水泥用量，降低水化热， 缓凝能分散水化热产生时间， 减低水化热峰值， 延缓凝结时间有利于施工中先后混凝土的接槎。4) 抗裂纤维的选用 ：近年来聚丙烯工程纤维在建筑工程中大量应用， 由于纤维很细数量巨大， 在混凝土中形成一个乱向支撑体系， 有效地控制混凝土早期的塑性收缩和干缩形成的裂缝的产生，阻碍沉降裂缝的形成，其抗渗、抗冲击、韧性及耐磨性大大提高从而达到提高建筑物耐久性的目的。4.2.2 混凝土配合比设计设计强度等级：本工程混凝土设计强度等级为 C35P10；设计及施工坍落度要求： 根据本工程的特点， 考虑设计混凝土出厂塌落度为160 180 ，现场泵送施工坍落度为 140160mm；考虑到先后上下两层混凝土的接槎，考虑混凝土初凝时间至少为 6 8h。原材料及
