超长地下室混凝土结构裂缝控制设计

超长地下室混凝土结构裂缝控制设计

发表时间：2017-08-18T16:55:29.110Z 来源：《基层建设》2017年第12期作者：顾一峰[导读] 摘要：随着我国城市建设的快速发展，旧城改造、新建扩建工程陆续开展，在此环境下，高层建筑超长大体积地下室混凝土的工程量也日益增大。

中国美术学院风景建筑设计研究总院浙江省 310000 摘要：随着我国城市建设的快速发展，旧城改造、新建扩建工程陆续开展，在此环境下，高层建筑超长大体积地下室混凝土的工程量也日益增大。其具有随温度变化、热胀冷缩及混凝土本身收缩的特性，在结构收缩或膨胀变形时会导致裂缝的产生，因此，如何采用控制设计来预防裂缝的产生是十分有必要的。本文就着重研究超长地下室混凝土结构裂缝控制设计，从而提高建筑工程的施工质量以及建筑结

构的外观。

关键词：超长地下室；混凝土结构；裂缝控制设计 1、前言

随着当今社会的不断发展和生产施工的不断提高，对建筑物的施工要求也不断提高。各地都建成许多大型高层建筑群，地下室结构也日趋大型化、复杂化。由于大型地下室结构多为超长超宽混凝土结构，其平面尺寸大大超过规范允许的不设缝的最大限制长度，经常会出现很多裂缝，这对建筑物结构的整体性、安全性及耐久性会产生很大的影响。因此，减少超长地下室混凝土裂缝是建筑工程建设中至关重要的一环。下面以萧山北干安置房项目（地下两层，总建筑面积70万方，地下室建筑面积25万方）和湖州天河理想城（总建筑面积60万方

地下室建筑面积15万方）为背景对混凝土结构裂缝控制设计进行分析探讨。

2、超长地下室混凝土结构裂缝控制设计

2.1控制思路。

在超长结构控制温度裂缝方面，根据温度应力与长度非线性关系．应用“抗”与“放”原则具体思路如下：（1)“放”的方法是减少约束体与被约束体之间相互制约，以设置永久性伸缩的方法，将超长的现浇混凝土结构分成若干段，以释放大部分变形，减少约

束应力。

（2）“抗”的方法是采取措施减少被约束体与约束体之间的相对温差，改善配筋，减少混凝土收缩，提高混凝土抗拉强度。

（3）“放”与“抗”结台的方法是在施工期间设置临时伸缩的后浇带，把结构分成若干段，这样可以有效削弱温度收缩应力。在施工后期，将若干段浇筑成一个整体，以承受约束应力。

2.2结构设计

超长地下室混凝土结构温度裂缝属非荷载裂缝，主要是由混凝土收缩变形和季节性温差变化引起的应力状态控制，与单纯由荷载变化引起的应力状态存在较大差别。结构变形、受到约束和强度不足为非结构裂缝形成的三要素，只有这三要素同时存在时，才会产生非荷载裂缝。因此从受力形式的角度讲，解决超长地下室混凝土结构裂缝的方法不外乎以下三种:一是减小变形；第二是解除或减小约束；再就是提高材料的抗裂性能。

2.2.1结构布置

一个结构如果自身处于完全自由状态，则再大的混凝土收缩及温差变形也不可能引起内力变化。因此在满足抵抗水平力作用的前提下，应尽量减弱纵向抗侧构件的纵向刚度，尽量将纵向主抗侧构件布置于结构几何中心，使纵向抗侧刚度中心与几何中心尽量重合，以便于两端构件以中部为对称轴相对容易的胀缩，从而在相同温度荷载下可大大降低超长结构的温度应力。

2.2.2后浇带设置

超长地下室通常为无缝设计，工程上一般采用间隔30～40m设置后浇带的方法防止混凝土开裂。后浇带的作用主要是释放后浇带封闭前这段时间内混凝土的收缩变形，引起内力变化，因此后浇带的设置必须充分考虑混凝土的早期收缩量及结构纵向的抗侧刚度大小来确定后浇带间距，同时还必须对后浇带宽度及钢筋构造加以重视。而不能无论什么工程中都依靠工程经验按照30～40m的间距设置后浇带，这样有时可能不能完全解决问题，有时可能又显得过于保守。

目前实际工程中后浇带钢筋的构造比较混乱，有将板筋截断梁筋不断的，也有后浇带钢筋全部不断的，甚至还有在后浇带范围内另设贯通加强筋的。究竟应采用何种构造方式为好，应根据建筑物的具体结构进行选择，认为后浇带完全脱开最为有利，但由于结构其他方面条件的限制往往难以做到，当钢筋部分贯通时，穿越后浇带的钢筋面积越大，对结构越不利；后浇带宽度越大，对结构越有利；钢筋合力点位置越低对结构越有利。因此在设计中做出相应的措施：①应尽量减少穿越后浇带的连续钢筋总量，对于板内钢筋，由于便于焊接且允许采用搭接方案，均应作断开处理；②有连续钢筋穿越的后浇带应在允许范围内尽量加宽；③对允许进行搭接处理的梁腹与梁面纵向钢筋尽量截断，只保留梁底钢筋贯通。

2.3提高混凝土的极限抗拉强度

具体措施有：严格控制砂、石质量，限制含泥量，合理选用混凝土级配，适当掺用外加剂，减少用水量，改进混凝上浇筑工艺等可以提高混凝土的极限抗拉强度；加强养护是超长结构施工一个关键的工作，适宜的温湿养护可减少收缩，充分发挥水泥的水化作用，促进混凝土强度潜在能力得到充分发挥：混凝土浇筑结束后，应铺上草袋加强保温，可以减少混凝土表面的温度梯度和延长散热时间，缓慢降温可充分发挥混凝土的应力松弛效应，提高抗拉性能。

施工中应选择水化热较低的水泥；基础底板、地下室外墙、项板均采用粉煤灰防水混凝上，要求60d龄期混凝土强度达到设计强度即可，抗渗等级为S6；通过合理确定混凝上配合比、掺加外加剂等方法尽量降低单位水泥用量；降低混凝土浇筑时的温度。

2.4加强混凝土结构自身承载力

在设计过程中，有时虽然梁板的承载力和挠度均在规范允许的范围内，但相对承载力较小挠度偏大，这便容易因挠度偏大而产生结构裂缝。这种情况就应加大梁截面或者板厚，提高配筋率来控制裂缝。混凝土的承载力和环境温度、湿度相关，在设计的过程中应考虑到环境因子对承载力的影响，如环境对混凝土的风化和侵蚀导致混凝土承载力逐渐降低等。这也要求混凝土强度设计时要留有一定的安全储备，从而保证结构有足够的安全性及耐久性。

2.5严格施工控制。

混凝土采用商品混凝土，在搅拌站按设计试配后确定的配合比拌制混凝土，严格计量，加强检测砂石含水率，调整用水量，混凝土出厂前，专检人员检验混凝土拌合物质量，检测混凝土坍落度，合格后才允许出厂，缩短混凝土搅拌后到浇筑入模的时间，控制在1小时内。降低混凝土浇筑温度，是防止混凝土开裂的有效措施，采用冷水进行拌制混凝土，并对砂石浇洒冷水，将混凝土的入模温度控制在20-22℃以内。地下室的模板提前浇水湿润，混凝土分层浇筑，振捣密实，合理组织施工，禁止产生冷缝，禁止用振捣棒驱赶混凝土浇筑，现场检测混凝土坍落度，不合格者禁用，严禁混凝土在现场随意加水，根据现场条件，对混凝土进行二次振捣法浇筑。

适当地对地下室工程增设多条后浇带是减少混凝土在硬化过程中的收缩应力，防止墙板裂缝的有效方法，后浇带间距宜在30m-40m 间。当基础长度超过40m，而设计上又没有留设后浇带时，应与设计院积极联系，建议其考虑增设后浇带后浇带应贯通顶板、墙板和底板，宽度为700-800mm。

3、结语

超长地下室大体积混凝土主要是因为平面尺寸过大，内部的热胀冷缩的原因，导致结构中产生过大的温度应力，最终导致产生裂缝。地下室结构防渗漏的首要工作就是防治地下室结构裂缝的出现，而设计方面的预控措施在结构裂缝控制中起到重要作用。根据地基、结构、施工等条件，选择采用“跳仓法”施工工艺，并依据“抗”、“放”结合的原则，可以有效地减小或抵消混凝土结构的收缩及温度应力，对超大地下室结构裂缝控制效果显著。

参考文献：

[1]关天松.基于温度效应分析的超长地下室混凝土结构裂缝控制[D].广州大学，2014.

[2]洪义兵.超长地下室裂缝控制技术[D].浙江大学，2014.

[3]吕金龙.超长地下室混凝土底板裂缝机理分析与控制研究[D].贵州大学，2011.