填海區地下室結構裂縫控制技術研究

范立雄

摘? ? 要：在國內超長混凝土結構的地下室普遍存在大面積開裂的情況下，本文通過工程實例，采取4項措施對抑制填海區地下室結構裂縫的產生取得了有效的控制效果，順利完成海灣中心一期工程的地下室結構施工，對如何控制地下室混凝土結構裂縫這一施工難題起到有效的借鑒作用，取得了良好的技術、經濟、環保和社會效益。

關鍵詞：地下室結構;裂縫控制;跳倉法;膨脹劑;混凝土養護

1? 工程概況

本工程地處汕頭市華僑試驗區東海岸新城新津片區，位于建設中的緯六路和經三路交叉口的西側，包括6棟31層塔樓、一層地下室及1、2層附屬臨街商業，總建筑面積112755.79m2，建筑高度94.7m，地下一層，地上31層。工程結構形式為框架-剪力墻，基礎形式為旋挖灌注樁基礎，地下室建筑面積21284.48m2，地下室全長166.6m，寬度128.3m，塔樓部位地下室層高為3.75m，非塔樓部位地下室層3.7m。

目前地下室施工普遍采取后澆帶法來釋放混凝土在凝固階段的收縮應力，但是，后澆帶的設置增加了施工縫的數量，并影響模板的周轉及工程進度，同時二次澆注難度較大，施工質量難以保證。本項目基于我國著名裂縫控制專家王鐵夢教授提出的跳倉法，采用“抗放兼施，以抗為主，先放后抗”的原則進行地下室結構施工，對如何控制地下室混凝土結構裂縫這一施工難題進行技術研究。

2? 施工過程

2.1? 施工控制要因確認

項目部自圖紙會審初期就邀請了廣東省建筑協會質量技術管理專家、設計單位、監理單位、公司其他項目的技術管理人員及有經驗的施工班組等26人，通過分析以往地下室結構裂縫產生的因素及主要部位，并利用排列圖對收集到的信息進行統計分析。

由排列圖可以看出：混凝土養護的及時性、混凝土外加膨脹劑的運用、配筋間距的合理配置、后澆帶劃分面積過大、后澆帶部位易開裂等因素是影響地下室結構裂縫的關鍵控制點。

針對上述分析，項目部邀請了廣東省建筑協會質量技術管理專家、設計單位、監理單位、公司其他項目的技術管理人員進行深入探討。專家及相關單位的技術管理人員一致認為從單一方面進行管控，預防地下室結構開裂往往達不到理想的效果，只有通過多方面綜合控制才能取得更好的控制效果。針對此要求，項目部對填海地區的相似工程進行現場調研，并結合專家的指導性建議，找出了以下四個問題，并采取了相應的措施。

2.2? 遇到問題

2.2.1? 情況一：地下室外墻較長易開裂

地下室外墻按后澆帶進行劃分，后澆帶設置間距較大，外墻長度較長，容易產生混凝土收縮裂縫。

2.2.2? 情況二：招標圖紙未使用混凝土外加膨脹劑

混凝土開裂的主要成因是干縮和溫度收縮導致的，膨脹劑加入砼中，拌水后生成大量膨脹結晶水化物，能有效補償收縮應變，進而減少裂縫的產生，但是本工程招標圖紙上未注明地下室結構摻加膨脹劑，且如何控制膨脹劑的摻量，以起到最佳的結構自防水效果。

2.2.3? 情況三：后澆帶部位裂縫多

對部分工程進行現場調研，發現后澆帶部位存在嚴重的滲漏風險，且本工程工期較緊，后澆帶的設置不利于節約工期。

2.2.4? 情況四：傳統混凝土養護習慣存在明顯的缺陷

近年來，隨著高強混凝土及高性能混凝土的推廣應用，混凝土早期的溫度變形和自收縮變形明顯增強，依據GB50204-2002《混凝土結構工程施工質量驗收規范》，在澆筑完畢后的12h以內對混凝土加以覆蓋并保濕養護的傳統養護習慣做法已存在明顯的缺陷。

2.3? 解決辦法

2.3.1? 解決一：合理布置外墻配筋、增設暗梁、暗柱

地下室外墻等立面結構，受外界溫度、濕度影響較大，容易發生豎向裂縫，通過查閱文獻及實體調研發現控制水平鋼筋的配筋率在0.4%～0.6%，采用小直徑（[Φ]10～16）mm，間距為100mm～120mm，并加暗柱、暗梁等措施能有效避免應力集中，加大外墻抗剪能力，進而控制裂縫的產生。

2.3.2? 解決二：混凝土中摻入8%的高性能膨脹抗裂劑

基于中國工程院院士吳中偉教授提出的關于補償收縮混凝土的基本理論和觀點，當滿足

[ε2-St+Sd-CT≤Sk]

就能達到控制裂縫的目的，國內眾多項目采用SY-G配置補償收縮混凝土的聯合補償模式，有效控制地下室鋼筋混凝結構裂縫。

式中：

[ε2]——限制膨脹率;

[Sd]——干縮率;

[St]——收縮率（隨溫度而變化，當降溫為10℃時[St]約為1[×][10-4]）;

[CT]——受拉徐變;

[Sk]——極限延伸率（根據混凝土配筋的不同是可變動的，一般情況下[Sk=（2～3）][×][10-4]）;

結合汕頭地區天氣通過計算，當SY-G型高性能膨脹抗裂劑摻量占混凝土膠凝材料的8%時，補償收縮混凝土最終收縮變形小于極限延伸率，滿足控制裂縫的目的。

2.3.3? 解決三：取消后澆帶，采用跳倉法施工

通過對已建工程后澆帶施工質量進行實體調研，后澆帶施工質量的主要缺陷是：后澆帶裂縫，其頻率高達73.3%，為主要因素。

為了解決后澆帶部位存在嚴重的滲漏風險，且本工程工期緊等問題，根據專家和有經驗的技術管理人員探討，決定取消設置后澆帶，采取跳倉法施工。

①“跳倉法”原理及優點。“跳倉法”施工原理是運用“抗放兼施，先放后抗”的原則進行施工。通過合理設置跳倉間距，將大面積混凝土地下室分為多個倉位，倉與倉之間封閉時間為7～10天。先行施工的倉位混凝土在7～10天時間內釋放了較多的溫度熱應力，即所謂“先放”。7～10天混凝土強度可以達到28天強度的70%左右，此時封閉倉位，利用混凝土本身的強度來抵抗溫度應力，即所謂“后抗”，在很大程度上減少施工期間的溫度收縮應力，進而達到控制混凝土裂縫的目的。