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(duì)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(guò)計(jì)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(shí)踐證明完全可以避免出現(xiàn)類(lèi)似問(wèn)題，從而全面解決了墻身開(kāi)裂的問(wèn)題，也消除了設(shè)置施工縫后墻身防水帶來(lái)的質(zhì)量隱患，同時(shí)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(kāi)挖后的外墻施工，從施工經(jīng)濟(jì)、適用、方便、可靠性等方面都達(dá)到了預(yù)期的效果。供同類(lèi)工程設(shè)計(jì)、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(lèi)號(hào)】TU111.19 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(duì)此類(lèi)問(wèn)題可能引發(fā)的質(zhì)量隱患的擔(dān)憂(yōu)，分析出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題的直接原因、以便評(píng)估對(duì)使用功能和結(jié)構(gòu)安全危害大小以及如何避免此類(lèi)問(wèn)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(cāng)儲(chǔ)、停車(chē)等綜合用途，地下室四周的外墻承載著整個(gè)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(shí)具有擋土、防水的功能。在明挖基坑施工地下室時(shí)，墻體普遍存在豎向或斜向發(fā)展的裂縫，對(duì)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(bǔ)救的使用功能和安全方

7、面的缺陷，經(jīng)濟(jì)損失難以估量。本文在系統(tǒng)分析了這類(lèi)問(wèn)題的各種不利因素，找出主要影響因素，通過(guò)工程實(shí)例計(jì)算驗(yàn)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(lèi)問(wèn)題提出設(shè)計(jì)、施工方面的建議和可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。1 原因分析對(duì)于明挖基坑地下室外墻出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題，有一些可供借鑒的研究和著作1，但主要集中在事后對(duì)裂縫的處理，或僅針對(duì)大體積砼溫度控制和對(duì)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(wú)法徹底預(yù)防和根治這類(lèi)通病。例如地下結(jié)構(gòu)使用高標(biāo)號(hào)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(huì)引起干縮裂縫；理論上的結(jié)

8、構(gòu)設(shè)計(jì)與可實(shí)現(xiàn)的施工工藝難免會(huì)存在偏差，振搗不均勻或過(guò)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(huì)引起表面裂縫。在這些錯(cuò)綜復(fù)雜的外界環(huán)境影響下，引起出現(xiàn)問(wèn)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(shí)，表面降溫及失水過(guò)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(shí)砼的抗拉強(qiáng)度，同樣會(huì)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(shí)例通過(guò)對(duì) 3 處正在施工的同類(lèi)項(xiàng)目進(jìn)行走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)類(lèi)似項(xiàng)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(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用功能有很大的質(zhì)量隱患。3 理論計(jì)算為了驗(yàn)證以上分析判斷的正確性，下面通過(guò)計(jì)算確定混凝土在澆筑后的內(nèi)應(yīng)力2。3.1 應(yīng)力計(jì)算https:/（3-1）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料，把砼澆筑后的 15d 作為砼開(kāi)裂的危險(xiǎn)期進(jìn)行驗(yàn)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(jì)算得 =1.84 Mpa3.2 驗(yàn)算抗裂度是否滿(mǎn)足要求（3-2）fct - C40 砼澆筑后 28 天

10、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fct=2.39 Mpa抗裂度應(yīng)滿(mǎn)足 K1.15，而計(jì)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(qiáng)度，必然會(huì)出現(xiàn)裂縫，所以抗裂度不滿(mǎn)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(jì)算厚度或計(jì)算高度，本例墻高取 3.8m反映地基對(duì)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(duì)值 ；混凝土的極限變形值， =1210-5 （3-4）計(jì)算得 Lmax=8.9m根據(jù)計(jì)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(zhǎng)連續(xù)段為 8.9m。4 解決問(wèn)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(shí)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(jì)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(lèi)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(diǎn)是工藝簡(jiǎn)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)鋼筋在接頭處斷開(kāi)，不利于結(jié)構(gòu)側(cè)向受力。（圖 3） （圖 4）（圖 5）通過(guò)對(duì)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(shí)際使用時(shí)，按外墻厚度定制了一塊橡膠堵頭，截面形狀如（圖 5）所示，長(zhǎng)度按墻身高度，這種堵頭安裝簡(jiǎn)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(guò)反復(fù)實(shí)踐和改進(jìn)后，其它采用分段澆筑的地下室連續(xù)長(zhǎng)墻，拆模后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，未發(fā)生任何表面開(kāi)裂的痕跡，施工縫接頭無(wú)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(yàn)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(kāi)裂的問(wèn)題，也消除了按一般方法設(shè)置施工縫后帶來(lái)的墻身滲水質(zhì)量隱患，同時(shí)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(shí)適用于水下灌注砼和大開(kāi)挖后的外墻施工，從施工經(jīng)濟(jì)、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(dòng)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(shí)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(jì)算，準(zhǔn)確計(jì)算混凝土拌和溫度、混凝土出機(jī)溫度、混凝土絕熱溫升、混凝土內(nèi)部實(shí)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)