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摘要：混凝土结构是建筑工程重要结构之一，混凝土结构得到普遍推广应用，建筑工程地下结构的大体积性、施工复杂性容易导致混凝土结构产生不同的质量问题，地下室结构裂缝的产生导致严重结构质量问题，直接影响工程结构的安全性、耐久性，混凝土裂缝控制是当前建筑工程施工技术研究的主要课题之一，本文阐述了钢筋混凝土地下结构无缝技术原理，分析地下结构混凝土裂缝产生原因，结合某工程项目地下室大体积钢筋混凝土结构无缝施工技术进行初步探究。
关键词：地下结构；钢筋混凝土；无缝施工技术；探究
一、引言
在大体积混凝土地下室结构施工过程中，混凝土裂缝的控制是一个施工技术难题，由于大体积钢筋混凝土结构的施工截面尺寸比较大，外部结构荷载导致的裂缝可能性比较小，通常是钢筋混凝土水泥化学反应中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的联合作用下，会产生较大的温度应力和收缩应力，这是造成大体积混凝土结构出现裂缝的主要原因。在地下室结构中进行混凝土无缝施工，坚持抗放兼施、以抗为主。在地下室结构施工中通过降低混凝土水化热和收缩，从而控制因收缩或温差而产生的拉应变，最终就可以达到不设置伸缩缝目的。
二、钢筋混凝土地下结构无缝技术施工原理
以坚持“抗放兼施、以抗为主”的混凝土无缝施工原则的对地下室结构施工，在收缩应力的作用下对结构内部膨胀应力的进行补偿，掺入膨胀剂在结构膨胀加强带中的收缩应力较大的部位，而在其他部位的地方掺入少量的混凝土微膨胀剂取消后浇带的留置施工，最终实现无缝施工的目的。对于钢筋混凝土结构的裂缝控制有“抗”与“放”两种措施。设膨胀加强带方式属于“抗”，后浇带或后浇式膨胀加强带方式属于“放”，同时使用补偿收缩混凝土、后浇带、膨胀加强带体现了“抗”与“放”的结合。对于地下结构及较薄的构件，以“抗”为主较为有利；对于地上结构及厚大构件，结合采用“放”的措施较为妥当。
三、地下结构混凝土裂缝产生原因分析
混凝土初凝过程中水化热所产生的温度急剧变化和混凝土收缩的共同作用产生温度应力和收缩应力是地下混凝土结构开裂的直接影响因素，混凝土在内外温差较大情况很容易产生裂缝。混凝土硬化过程中收缩产生裂缝也是地下结构开裂的因素。
在现场施工经验中发现，在对混凝土配合比设计时，混凝土的用水量多、水泥用量高，这一种配合比的混凝土的收缩性就越大。
在混凝土搅拌时，使用的水泥成分不满足施工要求或水泥安定性不合格是地下结构混凝土裂缝产生的常见因素；混凝土施工队伍专业化程度低，浇筑、振捣施工作业流程不规范、混凝土技术应用不当也是混凝土开裂发生的重要原因之一。
地下结构混凝土施工过程中产生裂缝的原因：地下结构混凝土结构钢筋密集、加上结构体积过大，混凝土一次浇注数量多、施工时间长、施工技术工艺要求高、受气候条件影响大，工程实践中发现，地下结构混凝土施工难度比较大，混凝土产生裂缝的可能性较多。基础沉陷或不均匀沉降产生裂缝：沉陷裂缝的产生原因是地下结构地基基础部分土质不均匀、松软，回填土未夯实或地下水过多而造成不均匀沉降所致，或者因为安装的模板强度、刚度不足，模板支撑间距距离过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝，尤其是在冬季，模板直接支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。
四、地下结构无缝施工技术应用
结合某工程地下结构实例，施工方案中利用膨胀混凝土进行无缝施工，施工前确定了补偿收缩混凝土配合比，在无缝施工方案的实施过程中采取有效控制措施等方面进行了初步的探究。
1、地下结构钢筋混凝土无缝施工设计
针对本工程实际条件，钢筋混凝土地下结构施工无缝设计是以掺入膨胀剂的补偿收缩混凝土作为基本原材料，通过设置加强带取代后浇带方式，达到连续浇筑超长大体积混凝土结构的施工技术；按照地下混凝土结构无缝设计要求，在制定本工程项目地下室施工方案设计时，将地下室混凝土底板、墙板及顶板进行分块设计以构成连续多个施工浇筑的单元，每个施工单元中均设置有加强带。本工程地下室要求结构自防水，因此在设计中考虑将墙体水平构造钢筋的配筋率提高到0.6%左右，从构造上提高地下结构钢筋混凝土的抗拉强度，使之与补偿收缩混凝土共同发挥作用，以杜绝大面积墙体开裂。混凝土墙板、顶板的分块与底板的分块相对应设置后浇带和加强带；膨胀加强带宽设置要根据拟浇注的大体积钢筋混凝土的实际条件特点合理设置，边缘每侧设密孔铁丝网使用钢筋加固定位，以防止加强带外部混凝土流入加强带内；地下结构大体积混凝土浇筑施工时应先浇带外混凝土，当施工浇注到加强带时改用掺量膨胀剂混凝土施工。考虑到外加剂膨胀作用会使混凝土强度降低，所以应该对膨胀加强带的混凝土强度等级进行适当的提高，并加大膨胀剂用量，用这样的方法循环施工达到超长无缝结构混凝土的目的；补偿收缩混凝土设计。按照最新《混凝土外加剂应用技术规范》的规定进行对掺加的试件的限制膨胀率进行试验，设计并验证补偿收缩混凝土试件的微膨胀性。
大体积混凝土配合比的试验室设计。水泥选用优质的42.5Mpa普通硅酸盐水泥；细骨料选用中砂，细度模数Mx=2.5～2.8，表现密度2.63克/立方厘米，松散密度1380千克/立方米，紧密密度1490千克/立方米，含泥量≤3%。粗骨料为碎石，粒径为5.1～32.5mm 连续级配，压碎指标8.1%～9.6%，含泥量≤3%。膨胀剂选用大品牌公司生产的性能稳定的膨胀剂。减水剂选用大厂家生产的优质Ⅱ级粉煤灰。
2、地下结构钢筋混凝土施工方案及控制措施
（1）、后掺少量减水剂的预防措施。本工程项目地下室混凝土浇筑施工在高温季节，很容易造成混凝土坍落度损失加大，加上混凝土运输途中可能出现延时等问题，影响混凝土浇捣速度，拖延混凝土的入模时间，导致泵送混凝土无法达到施工需求，此时严禁直接加入生水，而应采取二次掺少量的减水剂的后掺法，补偿和恢复混凝土的坍落度损失。在混凝土配合比中减水剂量为0.8%，通常该减水剂的掺量最高指标为1%，在后掺减水剂时只考虑在0.2%以内。后掺减水剂的运输车要快速搅拌40转以上。
（2）、地下室墙体混凝土配合比及浇筑的措施。墙板混凝土配合比设计试配时，采取减少水灰比的措施以控制混凝土的收缩。底板与墙板同为C30P12，而底板的水灰比为0.47。而墙板的水灰比为0.41，混凝土的坍落度指标底板为18～20厘米，墙板坍落度指标控制在14～16厘米。混凝土浇筑阶段，采用二次振捣的工艺，即在混凝土初凝前进行二次振捣。避免混凝土因沉降收缩而引起裂缝。由于本工程项目地下室侧面墙薄而暴露面积大，进行立面养护比较困难，且容易受到外部气温温差影响，所以设置加强带时应以侧面墙为主，加强带的间距控制在30-40m为宜，地下结构工程宜将侧面墙与顶板一次浇筑，以增加对侧面墙的约束，共同抵抗收缩应力。
图1 楼板膨胀加强带构造
（3）、地下室结构顶板的混凝土浇筑的控制。根据地下结构长无缝混凝土的施工方案，地下室顶板的浇筑顺序是浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后，再进行地下室顶板的混凝土浇筑（图1）。在地下室顶板的浇筑过程中注意要控制好混凝土早期裂缝的产生，从混凝土收缩裂缝的形成时间看，裂缝很容易发生在混凝土初凝到终凝这个时间段中，所以在现场施工过程中，将地下室顶板二次或三次搓平、抹压，尤其是初凝抹压作为控制早期收缩裂缝的十分重要的质量控制措施，这对于控制早期裂缝起到非常重要的作用。
（4）、细部加强处理。通常情况下外墙与边柱的配筋率不同，收缩也不相同，外墙与边柱连接处应根据混凝土浇筑规范和地下室构造要求设置水
平增强钢筋，避免因应力过于集中产生纵向裂缝。由于地下室底板双向配筋锚入基础梁二排主筋之间，导致地下室底板与柱节点处板面混凝土保护层可能过大，故在柱边1米范围设置双向钢筋网片，防止板面出现裂缝。外墙模板施工的对拉螺杆突出部分割掉后，用掺量为9%的1：3 水泥砂浆封堵；给排水、电气管道安装专业的各种穿外墙管道处孔洞用掺量为9%的1：3水泥砂浆封堵，必要时在穿越外墙孔洞处做细部防水处理。
（5）、地下结构钢筋混凝土的养护。地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加膨胀剂的混凝土。膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥混凝土的膨胀效能，必须提高养护意识，设立专职养护人员，建立严格的混凝土养护制度。按照钢筋混凝土养护规范，在混凝土抹压后，能达到上人条件时立即铺上麻袋片或草席，用水浇湿保养，混凝土硬化3～4小时后，底板与顶板均筑堰蓄水3～5厘米进行养护，墙板采取不间断淋水保温，采用这些养护方法不得少于14天，墙板侧模的拆除也不少于7天。在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80%以上，以减少混凝土干缩。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。
五、结语
随着我国建筑行业的高速发展，超长钢筋混凝土地下结构无缝设计在建筑工程中得到了广泛地应用，利用混凝土膨胀剂的膨胀性能，制作成补偿收缩混凝土，通过掺量的变化，调整膨胀性能，对整体混凝土结构不同部位的收缩进行补偿，即根据工程结构不同部位的收缩情况，采用膨胀加强带的方法将整体结构分成若干块，然后用具有不同膨胀性能的混凝土去填充，施工时可连续操作也可间歇施工，应用灵活方便，并加快了施工速度，确保工程的整体性，创造出十分可观的经济效益。
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[3] 沈雷鸣，朱武军，任鑫森，地下室改建工程中的施工缝防渗措施，[J]建筑施工，2015（01）.
论文作者:卢海林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/4
标签：混凝土论文; 结构论文; 裂缝论文; 地下室论文; 地下论文; 顶板论文; 钢筋混凝土论文; 《基层建设》2019年第11期论文;