地下室混凝土结构裂缝控制设计研究
2020-04-10韩功卿
摘要:随着高层建筑工程的不断增多,地下室工程也正在祖国大江南北如火如荼地开展建设当中,为人们尽可能多地提供建筑空间,努力为其营造更加舒适、便捷的生活环境。但由于种种原因,地下室工程混凝土结构中容易产生裂缝,这也在很大程度上影响到整体工程质量及其安全稳定性,因此探析地下室工程混凝土结构出现裂缝的原因有着极为重要的现实意义。本文将以此为基础,结合笔者多年从业经验,对如何控制地下室工程混凝土结构裂缝提出几点有效措施。
关键词:地下室,混凝土结构,裂缝控制,设计
这些年我们国家大力发展基础建设,如较大的桥梁建设及水利工程的建设,所以混凝土的利用率也越来越高。使用混凝土进行建设的建筑通常会存在大量裂开的缝隙,严重制约了工程的安全和耐用性,所以减少其开裂缝隙是建筑施工中非常关键的部分。
一、地下室裂缝产生原因
(一)地下室施工设计
因为目前人们对建筑的要求较高,所以在进行建筑物设计时,不但要丰富其空间功能性,还要注重外在的美感,施工企业一味地满足顾客的需要,让相关设计人员设计了各种各样的结构建筑体,但其自身设计缺乏一定的科学性,易导致裂缝问题的出现,加上后续的建筑施工中由于各种原因导致不同程度的合理误差,进而致使地下室中的混凝土结构出现裂缝。
(二)混凝土温差
水泥和水相互作用所产生的温差,大部分都出现在混凝土升高温度的环节,故其关键点在于混凝土进行浇筑工作的前期。
在进行浇筑作业时,水泥和水相互作用会使混凝土里面出现许多热量,不能第一时间进行处理,致使热量越来越高。混凝土构造的外部较易散热,由此就产生了内外之间的温度不均衡。另外在进行建设时,若受自然天气的影响导致外部的温度大幅下降,会让本就不均衡的温度差别更大。
(三)建筑过程中出现的裂缝问题
在进行地下室工程的混凝土浇筑及修护过程中,很多的工程均使用输送泵进行混凝土的传送,因为这种方式不能很好地监控混凝土的落差,并且同样硬度的混凝土中水泥的使用量比先前人工搅拌的混凝土更大,细碎的石头颗粒较小,使用的水更多,均为影响混凝土产生缝隙的成因。
(四)地下室后期运用时产生沉降裂缝问题
产生裂缝的原因一部分在于地下室建成后进行室内装饰时,如在墙体上面随意进行凿洞,致使其单位面积上所能承重的附加内力相对聚集,进而导致墙面出现裂痕。人为操作不正确导致地下室混凝土构造出现裂缝的问题在具体施工中较少出现。
(五)建筑材料使用不当
地下室建设时,使用的添加剂及其他混凝土的配置材料质量若不符合要求则易出现大面积的开裂现象。混凝土材料和水相互作用所产生的热量较大,水泥使用量较大时,水的使用量也会明显增加,而且水的自然蒸发速度较快,会加速混凝土的紧缩,进而造成混凝土出现干裂。所使用的材料中砂石的比例较大会缩短其紧缩时间,在地下室的内层结构里面出现不同程度的裂缝。
二、地下室工程控制混凝土结构裂缝的措施
(一)择优选择混凝土材料
混凝土材料是地下室工程施工当中的根本,也是决定混凝土结构质量的关键要素。考虑到混凝土自身往往会因为出现收缩而产生裂缝,进而影响到整体工程质量,因此我们结合本次地下室工程实际情况,选用的水泥就是万年青,其水化热程度比较低,能够降低混凝土对水分的高度依赖,最终达到减少因混凝土收缩而产生结构裂缝的情况。在挑选骨料时应当尽可能挑选粒径较粗的骨料降低混凝土的含泥量,但粒径过大的骨料容易引起混凝土的离析,因此我们还需要在施工时加强搅拌工作并认真进行混凝土振捣,以便加强其抗裂性提高混凝土质量。
(二)精心设计混凝土配合比
鉴于混凝土会随着水灰比的增大导致水化热程度不断增大,温度逐渐增高,因此在确保泵送的基础之下,本次工程还使用了高效的减水剂将单方用水量降至最低,以有效减少水胶比。同时需要将泵送混凝土的坍落度(mm)严格控制在14~18cm之间,并且适当在合成混凝土时添加了具有较好稳定性的Ⅱ级粉煤灰,用以代替水泥进而降低水化热达到减少混凝土开裂的可能性。根据笔者多年从业经验和反复多次的配合比试验,最终形成了一套科学的底板混凝土配合比
(三)可以适当添加外加剂
因地下室混凝土工程自身带有的特殊性,我们可以了解到在混凝土表面与外部温度差值控制在25℃以内时,混凝土结构不容易出现裂缝。但在实际施工过程当中,单纯依靠选择优质混凝土材料很难确保温度差能够始终控制在25℃以内,因此结合具体的施工情况,在本次工程的混凝土当中除了适当添加高效缓凝减水剂之外,还适当添加了矿粉、混凝土膨胀剂等以便能够有效控制混凝土的水泥水化作用,并且进一步强化其柔韧度和抗拉能力,减少裂缝的产生。
(四)减小混凝土的水化热
在进行地下室混凝土施工时,需要选用水和水泥相互作用产生热量较低的水泥,地下室的墙体及最底层的基础板都要使用防水性能较好的混凝土,需满足60d的制作时间,以保证混凝土质量,防渗水性能较好。
通过科学制订混凝土各材料间的配置比例,掺和适宜的外用添加剂等措施尽可能减少每m2的用水数量;监控混凝土在浇筑过程中的温度。
(五)开展土重新填入工作
由于工程建设的过程中受自然环境的影响较大,导致温度的不确定性,若混凝土的外层一直裸露,极易出现混凝土开裂的情况。
因此在进行施工设计时需要制订将土重新填入的时间和填充方法。在完成模板的拆除工作后第一时间进行土的回填,减少其温度和湿度变化从而防止裂缝的形成。
三、结语
总而言之,对于因混凝土自身收缩、水泥水化作用产生的大量热能、结构之间约束失衡、温度差异过大等导致的地下室工程混凝土结构产生裂缝,需要给予高度的重视。笔者根据多年工作经验认为可以通过挑选优质混凝土材料、结合工程情况使得混凝土配比或适当添加外加剂、严格监测混凝土温度等一系列措施避免混凝土结构出现裂缝,从而有效确保地下室工程的安全性和稳定性,为人们提供更多质量可靠的建筑工程。
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作者简介:姓名:韩功卿(1987.05.07),性别:男, 籍贯:辽宁省大连市,学历:本科,毕业于大连理工大学,现有职称:中级工程师,研究方向:结构工程。