广东韶关 512000
摘要：在建筑物中墙体裂缝是常见的质量问题，其形成的原因较多，且控制难度较大，这在影响建筑工程质量的同时，也会对建筑结构的美观造成一定的影响。本文针对某地下室超长混凝土墙体无缝施工的工程实践，从混凝土配合比、仿真模拟分析技术、水冷循环技术和细节性措施等方面控制混凝土墙体裂缝展开详细的阐述，实施效果表明，地下连续墙体施工达到预期效果。
关键词：混凝土；施工；裂缝；控制措施；评定
引言
随着城市化的迅速发展，建筑业也得到了快速发展，对于高层建筑的地下空间的利用率也开始得到了提升，人们也更加关注和重视对地下室的应用。地下室称为现代建筑物的一部分，是主体和基础的连接；当前高层建筑地下室混凝土形式非常普遍，但在施工过程还是出现了各种质量问题包括墙体裂缝、板裂缝等问题，对混凝土结构的耐久性能有着一定的影响。因此，研究有效的地下室混凝土施工裂缝控制措施尤为重要。本文结合多年的研究成果，针对某地下室超长超限墙体的裂缝控制措施进行了具体的介绍，为设计和施工人员提供参考。
1 工程概况
本工程总建筑面积217618.86m2，地下3层，地上25层，钢管混凝土柱钢框架+钢筋混凝土核心筒混合结构。地下室墙体为剪力墙结构，⑩轴处后浇带以西塔楼区域内墙体东西长72.7m，南北长75.1m，墙体一次性浇筑长度共计220.5m(见图1)，墙厚400mm，混凝土为商品混凝土，强度等级C45，抗渗等级为P10，混凝土一次性浇筑量约1100m3。
2 施工重难点分析
(1)超长超限混凝土浇筑量 根据地下室混凝土浇筑施工工艺标准，大型地下室墙体，长度超过40m，为避免出现温度收缩裂缝和降低浇筑强度，建议采取分段施工，中间留置600～1000mm的后浇带，主筋按原设计不切断，42d后再在预留后浇带处用高一等级的膨胀混凝土灌注密实。本工程地下室墙体长度方向尺寸远超规定值，为了不影响施工进度和避免后浇带施工带来的繁琐工序，决定该段墙体一次性浇筑，不留置后浇带，只在试验段两端分別用后浇带与整体连接。这就给这段超长墙体的裂缝控制带来了巨大的挑战。
(2)水化散热条件复杂 该项目地下室墙体（试验段）混凝土浇筑时间预定在2014年6月下旬，环境温度将超过30℃甚至达35℃以上。综合上述因素，将导致混凝土水化散热复杂，混凝土温度和应变难以控制一旦养护措施不到位，混凝土内外温差过大势必造成墙体开裂。
(3)混凝土防水等级要求高 地下室外墙混凝土采用高性能抗渗混凝土，防水性能要求高，如何控制混凝土的干缩裂缝、温度裂缝和内部毛细孔裂缝，达到抗渗无收缩的设计效果，是施工的难点与关键。
(4)现场施工条件复杂 本工程施工现场场地狭小，基坑两侧及南侧道路狭窄，不能形成环形的现场道路，交通运输不便，场地管理、文明施工、环保、安全保卫等都有较高要求。周密组织、合理配备机械是保证高效、连续浇筑的基本条件。
3 裂缝控制重点措施
3.1 水化热分析
地下室外墙混凝土计划采用C45P10，其配合比如表1所示。
再由文献的公式计算得到绝热温升为53.4℃。绝热温升数值的得到对于控制水泥水化热有着重要的意义，也对混凝土的配合比设汁有着指导意义。
3.2 优化混凝土配合比
通过在水化热分析阶段得到的成果，结合实际施工经验和现场试验结果，对混凝土原材料的控制及配合比进行优化，保证混凝土出场性能及质量达标，从材料最大限度降低水泥水化热。本工程除了采取常规做法，还对以下方面采取特殊措施。
(1)采用补偿收缩混凝土 混凝土14d水中养护的限制膨胀率＞0.015%，28d干空收缩率＜0.030%。利用它可抵消一部分混凝土早期收缩变形，减少裂缝。应经过试验确定合理的配合比，特別是膨胀剂掺量的确定，切忌直接按照经验掺量或推荐掺量掺用，必须以确保达到补偿收缩混凝土的性能指标为准，确定膨胀剂的适宜掺量。
(2)采用双掺技术 掺加粉煤灰与矿渣，既可节约水泥，又可降低水化热，降低混凝土收缩率。
3.3 有限元仿真模拟分析
施工准备阶段，通过有限元软件建立墙体模型进行温度和应力分析，找出地下室墙体温度上升过快的部分和容易出现局部应力集中现象的部分.依据有限元分析计算结果，采取以下抗裂措施。
(1)分析结果表明，当内外墙对流散热条件不同时，温度峰值于第1d出现在墙体中心位置，其值约为54.5℃，此时外侧表层温度为45.0℃，内外温差为9.5℃；当内外墙对流散热条件相同时，温度峰值于第2d出现在墙体中心偏内侧位置，其值约为51℃，此时外侧表层温度为43℃，内外温差为8℃。
因此，施工过程中适当增加墙体内侧的通风散热，使之与外侧的散热条件接近，从而整体降低温度拉应力。
(2)该项工程施工正处于该地区夏末秋初时节，气温变化幅度大，再加上地下室潮湿等复杂因素，在有限元分析阶段，建立模型考虑这些因素，同时对地下室超长墙体施工进行温度、应力监控，依据监控数据科学动态地调整养护措施，促使温度场及应力场分布达到最优，保证裂缝控制的顺利实施，具体的措施包括:①墙体混凝土浇筑完成后，在混凝土升温期间于钢模板外侧浇水降温；②浇筑完成24h后，拆除钢模板，覆盖保温薄膜，防止养护水蒸发；同时，在墙顶部安装带有细孔的塑料管，根据现场的实际情况淋水养护，由于该段墙体长达220m，养护时间不少于14d；③覆盖一层棉毡，并洒水将棉毡湿润；④降温过快时可视情况增加覆盖棉毡。
3)根据有限元软件应力分析结果，在墙体拐角处存在应力集中现象，拉应力有超限的可能，出现裂缝可能性较大，对此位置采取加强抗裂构造措施。
3.4 常规性措施
针对该工程地点和浇筑R期等实际工程条件，制定了一些细节性的控制措施。
(1)降低混凝土人模温度本工程混凝土浇筑处于高温季节，温度最高可达35℃，对人模温度的控制尤为重要，商混站需对原材料进行覆盖遮阳，避免太阳立射造成原材温度过高，拌合用水采用地下水源，如拌合温度过高时需考虑采取添加冰屑降温。
(2)采用“一个坡度，分层浇筑，循序推进，一次到顶”的浇筑工艺，分层厚度不大于500mm。利用层而散热减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，降低温度应力。
(3)采用二次振捣技术，提高混凝土密实度，减少混凝土内部微裂缝。
(4)混凝土浇筑时的自由落距应控制在3m内。超过3m时，应通过串筒、溜管或振动溜管等设施下落。
3.5 循环水冷却系统
通过增加循环水冷却系统降低混凝土内部温度，降低裂缝产生的可能性。墙体冷却水管采用A20铁管进行布置，将其按间距800mm进行往返4次S形布置，且管身于墙体内居中布设，进出口均从导墙顶部引出，管身采用钢筋焊接配合铁丝绑扎进行加固，混凝土浇筑时应避免对冷却管造成损伤。在墙体水循环冷却结束后，采用高强度等级抗渗砂浆进行灌浆封堵:循环水冷却系统如图2所示。
4 施工效果评定
拆模后在墙体多处出现细微裂缝，分析表明是表面裸露在外失水过快导致。这更加说明了动态养护过程中及时根据现场实际情况采取针对措施的重要性。
但是根据整体观察以及从预埋传感器收集的应力统计数据来看，试验段超长墙体并未出现影响结构承载力的裂缝，数据中也没有出现应力集中现象。表明在施工过程所采取的裂缝控制措施是有成效的，且养护完成的墙体平整度非常高。
5 结语
综上所述，超长地下室中出现裂缝的现象更为严重，为了有效的避免该问题的出现，深入分析其产生的原因，采取合适的处理措施，以避免裂缝的出现。通过本文中提到的控制措施:通过理论分析掌握混凝土的绝热温升，从而指导混凝土的配合比设计，以减小水泥水化热给结构带来的危害；利用有限元软件模拟，计算得到墙体浇筑过程中可能出现的温差过大和应力集中区域，采取常规性措施和动态养护措施实时控制；引人水冷却系统，加强对墙体的保湿，控制内外温差。将其应用在超长地下室的施工中，具有显著的效果。无缝施工、不留后浇带的设计大大缩短了施工工期，降低施工成本投入。同时，一系列的裂缝防控措施也从源头和过程保证了工程质量。通过浇筑完成后的观察和检测，未发现影响结构承载力的裂缝。可为今后同类项目提供参考。
参考文献
[1] 蔡菁.地下室超长结构混凝土裂缝控制技术研究[J]. 中华民居旬刊.2010(9):93-94
[2] 孙德俊.高层建筑地下室混凝土结构施工裂缝产生原因及防治[J].城市建设理论研究（电子版）.2013.23（29）.
[3] 周子涵.高层建筑地下室混凝土施工裂缝控制[J].建材发展导向（上）.2015.13（5）：57，58.
论文作者:梁伟雄
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/28
标签：混凝土论文; 墙体论文; 裂缝论文; 地下室论文; 措施论文; 水化论文; 温度论文; 《基层建设》2016年36期论文;