浅谈超长混凝土结构的抗渗防裂技术措施

摘要：超长超厚砼结构广泛用于公共及高层民用建筑的结构受力部位,但超长超厚砼结构裂缝问题仍然出现较多,本文根据实践应用,详细介绍了超长超厚砼结构的抗渗防裂技术措施。

关键词：超长；超厚；原材料；；后浇带；混凝土

1、前言

基础工程和大型建筑向多功能多用途发展,超长超厚砼结构更广泛的用于公共及超高层民用建筑的结构受力部位。这里超长超厚砼结构系指建筑物单元长度,超过了砼结构设计规范规定的伸缩缝留置最大间距的砼结构。现在当超长砼结构解决了受力问题后,建筑物裂缝问题仍然出现较多。产生裂缝的原因是多方面的,但主要还是分为荷载和变形裂缝居多。据资料统计和分析钢筋砼结构中的裂缝由荷载为主引起的只占裂缝总数的20%,属于由变形为主引起的裂缝占到80%左右。砼的变形主要包括:温度收缩,干燥收缩,塑性收缩,自身收缩和碳化收缩等。而变形引起的裂缝中,温度及砼收缩导致裂缝的占绝对多数。在超长砼结构中如果不采取相应有效的预控措施,其结构的裂缝更加严重,尤其是地下工程因裂缝产生的渗漏,将严重影响到正常的使用功能。

2、原材料配合比质量控制

2.1砼配合比的设计

对于地下抗渗砼配合比的设计必须满足结构需要的强度、抗渗等级、耐久性、膨胀性及各种技术指标,更要符合施工性能要求。设计要符合现行的普通砼配合比设计规程(JGJ55-2000)及砼外加剂应用技术规范(GB50119-2003)进行。设计要充分考虑利用微膨胀剂的作用,通过试验及经验控制膨胀量使之符合工程需要。减水剂是不可缺少的重要外加剂,综合几方面考虑优化配合比设计。

2.2一般应用原则是尽量降低单位水泥用量,同时掺入一定比例粉煤灰,这样砼后期强度有所增长,密实度也会提高,减少收缩变形量,坍落度损失减小泌水量也下降,由此达到降低水化热收缩的作用。严格限制砂率不要超过42%，粗细骨料含泥量对砼抗拉及收缩影响较大,要提出明确限量要求，对采用的外加剂氯离子含量进行限制,其量不得大于胶结材料总量的0.02%,并控制其碱含量小于2.5kg/m3。当水灰比不变时,水泥和水的用量对砼收缩影响较大,对此在确保可泵性和水灰比一定的条件下,尽量降低水泥浆量。即限制单方砼胶结材料的最高和最低用量。超长地下室结构的抗渗C40砼水泥用量控制在330～400kg/m3为宜。

3、抗渗砼的钢筋设计

3.1因结构开口处和突出部位容易出现收缩应力而开裂,为此这些部位要适当增加配筋量,加强其抗裂能力,基础底板对墙体的约束力很大,形成剪力墙下大而上小易产生开裂。对此墙体水平筋的间距设计要小于150mm,并控制水平配筋率量。由于水平构造筋对竖向墙的抗裂影响较大,为有效预防裂缝产生,在设计时要求将水平筋绑扎在竖向筋外侧。工程应用表明这样处理对预防砼开裂效果明显,尤其是对于超长地下室剪力墙更好。

3.2地下室剪力墙内配置的双层双向筋绑扎铁丝或穿墙各种管线,一律不允许接触模板。若是绑扎铁丝接触到模板,拆模后铁丝或管线在外可能会形成渗水通道,由于铁丝同钢筋连接,水会通过钢筋同砼粘结薄弱点流出。因此砼均要求用砼垫块控制保护层厚度,防止钢筋无保护层而产生渗漏水。并且对垫块的位置也作了规定,宜绑扎在竖向和横向钢筋的交叉点处。另外要求铁丝绑扎扣形式,扎丝头要弯向主筋内侧,也就是防止接触模板及锈蚀伸入产生不良后果。

3.3对于剪力墙模板的支设,宜采用双侧大钢模,并用带止水片的穿墙对拉杆固定模板内侧宽度。钢模板表面安装前必须进行处理干净,并刷脱模剂便于拆除。同时在浇筑砼前及时清理模板及底部的垃圾杂物,避免混入砼中形成渗漏的隐患处。

4、温度应力及裂缝的控制

4.1温度应力的形成过程

早期:自浇筑砼开始至水化热结束,一般以28d考虑。这个阶段有两个基本特征,一是水泥放出大量水化热;二是砼的弹性模量出现急剧变化。由于弹性模量的变化这个时期在砼内形成残余应力。

中期:自水泥放热基本结束时起至砼冷却到稳定自然温度止,这个时期中温度应力主要是由于砼的冷却及外界气候变化所引起的,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,此期间砼的弹性模量变化很小。

后期:砼完全冷却以后,温度应力主要是外界气候变化引起的,这些应力同前两种应力的叠加。

4.2引起温度应力的原因。超长大体积砼结构尺寸相对要大,砼冷却时表面温度低而内部温度却较高,在结构表面形成拉应力,在砼内部则出现压应力,即产生的应力为自身应力,结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形引起的应力为约束应力,这两种由温度引起的应力是同砼的干缩应力共同作用的。温度应力的分布及大小是比较复杂的。

4.3控制裂缝的一些措施。

降低水化热防止变形措施主要是用低热水泥,控制水灰比,充分利用砼后期强度,石子粒径及连续级配要好,中砂细度模数大于2.4。

设置后浇带及沉降缝，降低砼温度差,选择合适温度浇筑砼避开高温施工,采取防晒措施降低原材料温度等。

加强施工过程温度控制:在垫层上先铺一层低强度砂浆减少两层之间的约束应力，加强测温及时采取降温处理,使内外温差≤25℃，及时对已浇砼保湿保温,降低温度应力使之形成温差梯度，使用外加剂可以降低用水量,减少收缩开裂。

5、抗渗砼的施工控制

5.1砼施工

地下室剪力墙防渗砼施工也是采取常规的方法进行,从中间后浇带部位开始分层浇筑,每层铺浆厚度掌握在400mm以内,接槎间隔时间不超过2h，振捣棒插入己浇筑下层深度不超过100mm,并振至表面浆不再下沉冒气泡慢拔。这样避免了上下层及本次浇筑的粘结不充分,防止可能产生施工冷缝的存在。底板同墙板分两次施工,尤其重视接槎的处理,预埋止水带或预留企口形式处理接搓,这是最容易产生渗漏部位。

5.2施工缝的防渗做法

地下剪力墙每隔30m设一道竖向施工缝,缝处埋置BW缓凝型止水带;并在缝外侧迎水面做20mm厚聚合物砂浆,表面贴4mm厚改性沥青防水卷材，缝处模板最后拆除。

5.3后浇带处理

后浇带的补浇时间必须符合停滞要求,补浇砼前清理干净是最费时又不容易处理彻底的,包括养护余水、表面污染及钢筋锈蚀处理,凿毛及冲洗干净,钢筋恢复等。浇筑时要在原两侧刷素水泥浆,在平面充分振捣抹压一次成型,抹压后立即覆盖养护，在墙竖向要认真支设模板加固,恢复钢筋,分层浇筑并充分振实,要处理好两侧及新浇砼的接槎严密抗渗水。

5.4砼的养护

养护是控制温度和干燥变形的关键,尤其是超长超厚地下结构,养护主要是加快水泥水化,降低内外温差和约束应力,其次是控制降温速度,利用砼强度达到抗裂能力,防止控制裂缝产生。加强早期养护特别是浇筑后7d的保温保湿极其关键,也是获得强度和抗渗性的必要条件。养护覆盖以砼表面保持湿润为主,在砼强度较低时振动或敲打,也不要在高温下拆模,防止失水过快干裂。

5.5剪力墙防水卷材施工

卷材防水层用改性沥青卷材防水,卷材的细部处理是关键。卷材与基层之间,周边及转角搭接部位牢固粘结平整,不允许空鼓、漏粘、皱褶、翘边、起泡、滑移等缺陷。卷材收口要严密牢固,防止产生存在渗漏隐患。

6、结束语

综上所述,地下室工程超长超厚防渗砼工程质量,是通过精心设计和材料的认真选择,严格的施工技术措施来实现的,需要在各个环节都按照规范及工艺标准进行,不断实践总结更新工艺措施,在施工过程中预防可能出现的质量隐患,使地下超长抗渗砼结构达到无渗漏的效果。

参考文献

［1］普通砼配合比设计规程(JGJ55-2000) 中国建筑工业出版社 2000

［2］砼外加剂应用技术规范(GB50119-2003) 中国建材工业出版社 2003