深圳国际会展中心超长地下室裂缝控制技术

梁传浩，袁渊，王珂昊

（中建三局工程设计有限公司，武汉 430071）

1 引言

超长地下室混凝土结构是指结构单元长度超过了规范规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距（室内现浇式框架结构伸缩缝最大间距为55m【1】）的结构。实际工程中超长混凝土结构裂缝问题显得尤为突出。裂缝导致的渗漏不仅影响地下室的正常使用，也给混凝土结构耐久性带来防裂、抗渗的技术难点。笔者以深圳国际会展中心超长地下室为案例，对该项目设计和施工过程中采用的裂缝控制技术做一些实质性的概述和探讨。

2 工程概述

本项目地下室为2 层（局部1 层），凤塘大道从深圳国际会展中心中部穿过，分为南北2 部分，南侧地下室与北侧地下室通过设于凤塘大道下方的下穿通道相连，下穿通道与南北地下室交界处设伸缩缝断开。北侧地下室东西向最大宽度540m，南北向最大长度415m；南侧地下室东西向最大宽度516m，南北向不分缝最大长度为1 250m。其中，地下室首层平面示意图如图1 所示。

图1 深圳国际会展中心首层平面示意图

地下2 层东西向最大宽度为516m（南登录大厅），南北向最大长度为1 250m（南侧地下室）；地下1 层东西向最大宽度为540m（北登录大厅），南登录大厅宽524m，南北向最大长度1 250m（南侧地下室）；地下室顶板东西向最大宽度为540m（北登录大厅），南登录大厅524m，南北向最大长度为1 250m（南侧地下室）；顶板最大不分缝区块为499m×524m；地下室各层东西向典型宽度为91m（中廊），中廊+穿梭车道的东西向典型宽度为330～390m。

南、北登录大厅室内顶板标高为-0.100m，标准展厅地面标高为-1.250m，南北登录大厅室外及中廊顶板结构标高为-1.300m；地下1 层板面标高为-6.500m，地下室底板结构标高为-10.300m。顶板标高示意图及相应剖面图如图2 所示。

图2 深圳国际会展中心顶板层标高分布图（单位：m）

3 设计上采用的超长地下室裂缝控制构造措施

3.1 地下室底板构造措施

本工程地下室底板最大长度为1 250m，为削弱底板的刚度，拟每隔150m 左右设置1道宽 2.5m×1.5m 的结构沟【2】，结构沟结合后浇带设置。结构沟的工作原理是：结构沟侧壁厚度取为300mm，通过人为设置结构凹口，减少地下室底板结构收缩垂直长度，有利于充分释放面内刚度，从而达到减小混凝土结构收缩应力的目的。后浇带之间采用跳仓法施工，跳仓区块尺寸约40m×40m，相邻仓块混凝土的浇筑时间间隔建议不少于10d 以上。

3.2 地下1 层板构造措施

本工程地下1 层板最大长度为1 250m，地下1 层在与凤塘大道交界处、与休闲带相连处设置伸缩缝；后浇带设置间距约为150m，其位置与地下室底板层后浇带位置相对应，后浇带两侧混凝土浇筑60d 以后浇筑；北登录大厅东侧仅1 层地下室，其地下1 层底板处后浇带结合结构沟一同设置。同时，结合伸缩缝与诱导缝的概念，本工程设计师提出地下室1 层板中采用梁板分缝、柱不分缝的方式（简称为“不完全伸缩缝”）来应对超长所带来的问题；后浇带之间采用跳仓法进行施工，跳仓法施工要求同地下室底板层。

3.3 地下室顶板构造措施

本工程地下室顶板在与凤塘大道处交界处、与休闲带相连处、西北侧车道出口处、东南侧及西南侧车道出口处设置伸缩缝；每隔约150m 设置1 条后浇带，后浇带位置同地下室底板层、地下1 层，大部分后浇带的封闭时间定为两侧混凝土浇筑后60d，中廊部分每隔300m 左右留置1 条后浇带待工程主体完工后再浇筑；各展厅短边与地下室相邻的第一跨设置结构沟，以减小X 向面内刚度。各构造措施平面布置如图3所示。

3.4 地下室外墙构造措施

地下室外墙因长度长、刚度大及养护条件差，故较易出现裂缝。本工程设计上在地下室侧壁设诱导缝；诱导缝沿外墙按间距约30m 布置1 道。地下室外墙在各楼层后浇带对应的位置亦留置后浇带，后浇带浇筑时间为两侧混凝土浇筑后的60d。

图3 深圳国际会展中心地下室顶板构造措施示意图

3.5 设计上采取的其他构造措施

采用补偿收缩混凝土技术，在钢筋和约束的作用下，在钢筋混凝土中建立起一定的预应力，这一应力能大致抵消混凝土在收缩时产生的拉应力，从而防止或减少混凝土构件的裂缝产生【3】。另外，地下室各层板钢筋配筋间距控制到≤150mm，尽量以钢筋间距100～125mm 为优，合理的“细而密”的构造配筋方式，对防止裂缝的产生或减少裂缝的危害有着重大作用。

4 设计上建模进行应力计算分析

设计上通过软件建模，考虑温度荷载、混凝土的收缩和徐变、桩基刚度等影响因素，结合不同情况的施工模拟，对超长地下室进行整体模型应力分析。分析结论以下：

1）地下室底板位移最大点位于中廊两端及登录大厅两端，靠近结构沟的地方板应力明显减少；地下一层楼板位移最大点位于中廊南端及登陆大厅两端、穿梭车道对应的中廊处；地下室顶板位移最大点位于中廊南端及登录大厅两端、穿梭车道对应的中廊处、展厅外围轮廓角点。

2）靠近登录大厅及中廊地下室侧壁的4.5m 范围内，由于受到侧壁约束的影响，板的应力值较大，设计时对应做了加强。

另外，设计上模拟施工比较了考虑/不考虑跳仓法施工及后浇带2 种情况，结果显示：考虑跳仓法及设置后浇带，能有效地减小混凝土的收缩应力；不完全伸缩缝应用于地下1 层楼板，能起到一定程度上释放楼面应力的作用。

5 超长地下室裂缝控制施工上采取的构造措施

5.1 跳仓法施工

跳仓法施工裂缝控制是采用“抗放兼施”“先放后抗”，最后以“抗”为主的综合方法来控制混凝土结构裂缝【4】。也就是利用混凝土在7～10d 期间的性能尚未稳定，并且没有终凝前容易将内应力释放出来的原理，将超长的混凝土块用垂直施工缝分为若干区域，按照“分块规划、隔块施工、分层浇筑、整体成形”的施工原则，每隔一段浇筑一段，并且相邻两段浇筑时间不少于7d，以此来避免混凝土施工初期的部分剧烈温差及干燥作用。

5.2 科学的混凝土配合比

混凝土配合比决定了混凝土的强度指标、抗渗性能、坍落度指标、水化热大小、初凝和终凝时间以及收缩率等。为使混凝土具有高性能，水泥采用低水化热普通硅酸盐水泥，外掺矿物质掺和料（F 类I 级粉煤灰，掺量11.6%、LFX 钢筋混凝土阻锈剂，掺量5.0%），添加外加剂（FST-6 聚羧酸高性能缓凝减水剂，掺量2.43%；WK 复核纤维抗裂剂，掺量10.0%；BM 微硅粉，掺量3.1%）；粗骨料针片状含量6.0%，压碎指标7.3%，含泥量0.4%，最大粒径25.0mm；砂子表观密度2 590kg/m2，堆积密度1 420kg/m2，细度模数2.6，含泥量0.50%。所选用配合比的混凝土限值膨胀率不小于0.000 2，坍落度现场控制在140～160mm。

5.3 严格的温度控制及合理的浇筑方法

有效降低混凝土的出泵温度，合理确定运输路线，保证混凝土准时地运输到施工现场；在地下室大体积混凝土养护期间保证充分的湿润养护，严格控制内外温差。

要确保连续浇筑，避免出现施工冷缝；施工缝、后浇带的处理方法：将新旧混凝土接触面凿成毛面，露出粗骨料，浇筑前充分湿润界面，并要求清洗干净，刷与混凝土同配比砂浆。

5.4 重视混凝土浇筑后的养护

补偿收缩混凝土浇筑后1～7d 内是膨胀变形的主要阶段，应特别加强浇水养护。底板或楼板较易养护，能蓄水养护最好，一般用麻包袋或草席覆盖，定期浇水养护。墙体等立体结构应在混凝土浇筑后由墙顶浇水养护，墙体混凝土达到脱模强度应放松模板2～3mm，并继续从墙顶浇水带模养护【5】，墙体模板拆除时间宜不少于7d，拆模后应采用湿麻袋紧贴墙体覆盖并喷水养护至14d。

5.5 做好后浇带的隔离措施

后浇带施工在第一次支模时应保证质量，确保断面符合设计要求，同时也会减小封闭时的清理工作。封闭后浇带时，必须先将后浇带内杂物清理干净，将积水抽干后，用高一等（≥C30）并掺加10% ZY 膨胀剂的混凝土浇捣封闭。浇筑时温度宜低于两侧混凝土浇筑时温度。条件允许时，后浇带应在低温时封闭。

5.6 做好外墙的防水做法

采用P10 结构自防水侧墙，清理平整干净，渗透环氧基层处理→2mm 厚聚氨酯防水涂膜→1.5mm 厚高分子交叉压膜自黏防水卷材，防水卷材遇阴阳角均上翻不小于300mm→30mm厚挤塑聚苯板保护层→回填石粉渣分层夯实。

6 结语

深圳国际会展中心超长地下室裂缝控制技术，设计上采用设置结构沟、后浇带、诱导缝、不完全伸缩缝等结构构造措施，并结合软件进行跳仓法施工模拟、温度应力模拟、混凝土收缩和徐变模拟及施工活荷载模拟，根据模拟结果进行配筋对应加强。施工上采用补偿收缩混凝土技术、跳仓法施工、优化混凝土配合比、合理控制施工温差、科学合理养护、做好后浇带隔离措施、做好外墙防水等多种措施。

如今地下室施工完成接近2a，地下室顶板整体裂缝质量情况良好，地下室外墙局部仍存在渗漏点，但经现场注浆处理后已得到很好解决。