明挖基坑地下室外墻裂縫的控制

1、https:/明挖基坑地下室外墻裂縫的控制明挖基坑地下室外墻裂縫的控制摘 要：針對明挖基坑施工地下室墻體出現(xiàn)的豎向或斜向發(fā)展的裂縫，全面分析了地下室外墻出現(xiàn)裂縫的原因，通過計算確定出現(xiàn)裂縫的主要因素，并提出了改進(jìn)措施、方法和手段，經(jīng)工程實踐證明完全可以避免出現(xiàn)類似問題，從而全面解決了墻身開裂的問題，也消除了設(shè)置施工縫后墻身防水帶來的質(zhì)量隱患，同時給地下室外墻設(shè)置施工縫提供了一種可靠的施工工藝和方法，即在砼不能連續(xù)澆筑、分段流水施工等需要設(shè)置施工縫的部位方便使用，也適用于水下灌注砼和大開挖后的外墻施工，從施工經(jīng)濟、適用、方便、可靠性等方面都達(dá)到了預(yù)期的效果。供同類工程設(shè)計、施工參考。關(guān)鍵詞：明挖

2、基坑 地下室外墻 裂縫 溫度應(yīng)力 收縮應(yīng)力【中圖分類號】TU111.19 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 AThe way of crack control for Basement Exterior Wall with Open-cutFoundation PitAbstract：For the cracks appears in Basement Exterior Wall with Open-cut Foundation Pit， Comprehensively analyzes the causes of the basementwall cracks， determining the main fa

3、ctors of cracks by calculate， proposedimprovement measures， methods and means， proved can avoid similarproblems through practice， so that a comprehensive solution to the problemof cracking walls， but also eliminates waterproof problems bring from settingconstruction joints ，at the same time provide

4、a reliable constructiontechniques and methods to set the basement wall construction joints ，convenient to use when the construction joints to be need both in the concretecan not be continuous or segmental construction ，but also suitable forunderwater concrete or exterior wall construction with Open-

5、cut foundationpit，To achieve the expected effect from aspects of construction economic，applicable ，convenient and reliability. For similar engineering design ，construction reference.Key words ：Open-cut foundation pit ，Basement Exterior wall ，Cracks， Temperature stress，Shrinkage stress0 引言隨著高層建筑地下室和城

6、市地下大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的興起，明挖基坑地下室外墻普遍出現(xiàn)豎向裂紋，嚴(yán)重影響建筑外觀質(zhì)量、使用功能和結(jié)構(gòu)安全，也引發(fā)了建設(shè)各方對此類問題可能引發(fā)的質(zhì)量隱患的擔(dān)憂，分析出現(xiàn)此類問題的直接原因、以便評估對使用功能和結(jié)構(gòu)安全危害大小以及如何避免此類問題的發(fā)生有著重要的意義。https:/高層建筑及一般都設(shè)置地下室，是人防工程重要的結(jié)構(gòu)主體，有設(shè)備安裝、倉儲、停車等綜合用途，地下室四周的外墻承載著整個結(jié)構(gòu)物的上部荷載，可增大結(jié)構(gòu)抗傾覆的能力，同時具有擋土、防水的功能。在明挖基坑施工地下室時，墻體普遍存在豎向或斜向發(fā)展的裂縫，對地下結(jié)構(gòu)物的使用功能和結(jié)構(gòu)安全削弱是非常嚴(yán)重的，形成很難補救的使用功能和安全方

7、面的缺陷，經(jīng)濟損失難以估量。本文在系統(tǒng)分析了這類問題的各種不利因素，找出主要影響因素，通過工程實例計算驗證了這種分析的準(zhǔn)確性，并提出了可行的解決措施和方法，為避免此類問題提出設(shè)計、施工方面的建議和可借鑒的經(jīng)驗。1 原因分析對于明挖基坑地下室外墻出現(xiàn)裂縫的問題，有一些可供借鑒的研究和著作1，但主要集中在事后對裂縫的處理，或僅針對大體積砼溫度控制和對砼質(zhì)量控制等理論方面進(jìn)行論述，缺乏有效的措施和適用的方法，無法徹底預(yù)防和根治這類通病。例如地下結(jié)構(gòu)使用高標(biāo)號的混凝土，水泥用量和水化熱大，出現(xiàn)裂縫的可能性相應(yīng)要大；采用泵送混凝土、改善混凝土性能，水灰比較大，混凝土表面水分蒸發(fā)會引起干縮裂縫；理論上的結(jié)

8、構(gòu)設(shè)計與可實現(xiàn)的施工工藝難免會存在偏差，振搗不均勻或過度振搗引起混凝土局部離析、骨料集中等現(xiàn)象、鋼筋保護(hù)層厚度不均勻現(xiàn)象也會引起表面裂縫。在這些錯綜復(fù)雜的外界環(huán)境影響下，引起出現(xiàn)問題的內(nèi)在因素都與內(nèi)力有關(guān)，所以應(yīng)該嘗試從內(nèi)應(yīng)力方面尋找起作用的主要原因。1.1 溫度應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)拆模后養(yǎng)護(hù)不及時，表面降溫及失水過快，而降溫收縮變形受到地基基礎(chǔ)的約束，這種降溫收縮也可等效為降溫差引起的溫度應(yīng)力，若以上兩種應(yīng)力之和大于此時砼的抗拉強度，同樣會出現(xiàn)自約束端向外輻射的結(jié)構(gòu)裂縫，且可能是貫穿墻身的。2 工程實例通過對 3 處正在施工的同類項目進(jìn)行走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)類似項目地下室外墻拆模后出現(xiàn)不同程度的裂紋的現(xiàn)象普

9、遍存在，裂紋形狀、間距、部位都大體一致，都是高層建筑地下室外墻，有的內(nèi)墻也存在，對結(jié)構(gòu)強度和使用功能有很大的質(zhì)量隱患。3 理論計算為了驗證以上分析判斷的正確性，下面通過計算確定混凝土在澆筑后的內(nèi)應(yīng)力2。3.1 應(yīng)力計算https:/（3-1）根據(jù)經(jīng)驗資料，把砼澆筑后的 15d 作為砼開裂的危險期進(jìn)行驗算 - 混凝土線膨脹系數(shù) 110-5/T（t） - 各齡期混凝土最大綜合溫差，取 38 - 砼泊松比，取 0.15Rk - 外約束系數(shù)，取 0.4Sh（t） - 各齡期砼松弛系數(shù)，取 0.411計算得 =1.84 Mpa3.2 驗算抗裂度是否滿足要求（3-2）fct - C40 砼澆筑后 28 天

10、抗拉強度設(shè)計值 fct=2.39 Mpa抗裂度應(yīng)滿足 K1.15，而計算結(jié)果表明溫度和收縮引起的內(nèi)應(yīng)力大于同齡期砼的抗拉強度，必然會出現(xiàn)裂縫，所以抗裂度不滿足要求。3.3 伸縮縫間距設(shè)置Lmax= （3-3）式中 Lmax 板或墻允許最大伸縮縫間距；板厚或墻高的計算厚度或計算高度，本例墻高取 3.8m反映地基對結(jié)構(gòu)約束程度的地基水平阻力系數(shù)，取 1.5混凝土或鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)，取 1010-6；一般以降溫與收縮共同作用為最不利狀態(tài)，在公式中取絕對值 ；混凝土的極限變形值， =1210-5 （3-4）計算得 Lmax=8.9m根據(jù)計算結(jié)果得知：在不采取其它降溫、增加約束的情況下，例中的砼外

11、墻不產(chǎn)生裂縫的最長連續(xù)段為 8.9m。4 解決問題的方法和措施從以上分析可以看出，只有合理分割施工單元，即合理設(shè)置施工縫，及時分散和釋放由于溫度、水分急劇改變引起的應(yīng)力聚集，才能從根本上避免裂縫https:/的出現(xiàn)，而這又與設(shè)計抗?jié)B要求不允許隨意留置施工縫相違背。為了解決這一難題，我們借鑒了地下砼連續(xù)墻的施工方法，地下砼連續(xù)墻的接頭種類大致分為圓管法（圖 3）、工字鋼法（圖 4），這兩種方法都是為連續(xù)墻分段施工提供工藝保障，優(yōu)點是工藝簡單、易操作，且地下連續(xù)墻能形成流水施工，加快進(jìn)度。但缺點是結(jié)構(gòu)鋼筋在接頭處斷開，不利于結(jié)構(gòu)側(cè)向受力。（圖 3） （圖 4）（圖 5）通過對以上幾種方法的研究，我

12、們采用改進(jìn)型的橡膠堵頭銜接方式（圖5），中間鑲嵌止水鋼板或橡膠止水帶，在橡膠堵頭上按墻身水平鋼筋分布打孔，保證墻身鋼筋連續(xù)，假設(shè)墻身厚度 30cm，那么這種接頭的止水路徑 S=2（5+20）=50cm，比 30cm 的墻身厚度相比增加了 67%，止水功能有很大程度的提高。在實際使用時，按外墻厚度定制了一塊橡膠堵頭，截面形狀如（圖 5）所示，長度按墻身高度，這種堵頭安裝簡便，有一定的剛度和韌性，在側(cè)模的擠壓下，確保不漏漿，砼澆筑后，脫模也比用鋼?；蚰灸Ｊ×?、順利，且能周轉(zhuǎn)使用。在經(jīng)過反復(fù)實踐和改進(jìn)后，其它采用分段澆筑的地下室連續(xù)長墻，拆模后及時養(yǎng)護(hù)，未發(fā)生任何表面開裂的痕跡，施工縫接頭無論從外觀

13、質(zhì)量還是抗?jié)B防水效果都得到了充分的驗證。這種方法既解決了明挖基坑地下室外墻混凝土拆模后由于內(nèi)力集中導(dǎo)致墻身開裂的問題，也消除了按一般方法設(shè)置施工縫后帶來的墻身滲水質(zhì)量隱患，同時給地下室外墻留置施工縫提供了一種可靠的施工工藝和方法，即在砼不能連續(xù)澆筑、分段流水施工等需要留置施工縫的部位也能方便施工，同時適用于水下灌注砼和大開挖后的外墻施工，從施工經(jīng)濟、適用、方便、可靠性等方面都達(dá)到了預(yù)期的效果。5 建議5.1 科學(xué)地選用材料配比，用較低的水灰比、水和水泥用量3， 配制高性能混凝土。5.2 選擇適宜的外加劑，可減少收縮，特別是早期收縮4，外加劑可改善和易性，提高工作性及流動性，利于泵送，還能推遲水化熱的峰值期。5.3 合理設(shè)置施工縫，以減少外約束力和溫度應(yīng)力，同時也有利于散熱，降低砼的內(nèi)部溫度。5.4 施工前編制詳盡的施工方案進(jìn)行熱工計算，準(zhǔn)確計算混凝土拌和溫度、混凝土出機溫度、混凝土絕熱溫升、混凝土內(nèi)部實際溫度、混凝土表面溫度及混凝土內(nèi)部與表面溫差，有利于選取適宜的施工工藝，制定綜合抗裂措施5，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)