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摘要:结合实践分析了人防地下室裂缝产生的原因,提出了裂缝控制的设计原则与措施,以解决人防地下室的裂缝问题,保证人防工程的质量,充分发挥人防工程的作用。
关键词:人防地下室,裂缝,原因,措施
0引言
21世纪,地下空间作为重要的资源受到越来越多的重视,人民防空地下室不仅在战争时期是国家防御体系的重要组成部分,保障着人民的生命和财产安全,在和平时期的经济建设中也发挥着十分重要的作用。近两年来,我国各省市的人防建设得到了较大发展,人防地下室越来越多,规模越来越大。但与此同时,现有的人防地下室或多或少的存在着开裂现象,不同程度的渗漏水既限制了已建人防工程的开发利用,更对战时防护密闭功能的实现留下了极大的隐患。所以如何有效的控制人防地下室的开裂情况是当前人防工程建设中急需解决的问题之一。
1人防地下室裂缝产生的原因
人防地下室裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决裂缝问题,还需要从人防地下室裂缝产生的原因入手。正确判断和分析人防地下室裂缝的成因,是有效控制和减少裂缝产生的最佳途径。
1.1设计原因导致裂缝出现
因设计原因导致裂缝出现的最普遍现象是混凝土等级确定不当。通常,我们认为混凝土强度等级越高则安全系数越大,但实际上,采用高强度混凝土就必然采用高标号水泥,并增加水泥用量,导致水化热的提高,增加了早期混凝土的热胀,从而加大了混凝土温度降低以后的冷缩,导致裂缝出现。
因设计原因导致裂缝出现的第二大现象是结构约束作用。现在,建筑物的规模越来越大,超长超厚结构成为越来越多采用的结构形式。这种结构形式有显著的约束作用,对于各种变形必然产生较大的约束应力。具体到我们设计的人防地下室,特别是上部建有塔楼的大底盘人防地下室中,在塔楼与大底盘的交界处,由于两侧所受荷载及刚度有显著差异,使其变形差异增大,从而导致塔楼与大底盘交界处的顶板极易产生裂缝。
除此以外,设计结构中如果断面突变则会产生应力集中,也会导致裂缝出现;设计中如果构造钢筋配置过少或超筋也会引起裂缝出现(尤其是板)。
1.2基础沉降导致裂缝出现
在上部建有塔楼的人防地下室中,因为上部荷载和结构刚度差异很大,在不同的静荷载和施工荷载作用下,它们的沉降位移很难协调一致。这种不均匀沉降导致塔楼与人防地下室交界处大梁两侧的楼板在支座处产生负弯矩,形成45°裂缝。在我们对已建人防工程进行回访时,发现在一些塔楼与人防地下室交界处附近,墙体有垂直裂缝和八字形裂缝,同样说明了这种由沉降差异而导致的裂缝。如果塔楼与其余大片人防地下室的地质情况存在差异,则裂缝更为明显。
1.3材料原因导致裂缝出现
材料原因导致裂缝出现的情况比较复杂。如选用的水泥等级越高,细度越细,早强越高,则对混凝土开裂影响越大。骨料粒径越细,混凝土单位用水量增加,收缩量越大。混凝土外加剂、掺合料选择不当或掺量不当,也会增加混凝土收缩。现在成都市区内已明确必须使用商品混凝土,但使用商品混凝土的特点是水泥用量增加,水灰比加大,骨料粒径减小,用水量增加,这必然导致水化热增加,收缩量加大。
1.4施工及现场养护因素导致裂缝出现
现场浇捣混凝土时,振捣不当,会影响混凝土的密实性和均匀性,导致裂缝的产生。浇筑大体积混凝土时,现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土易产生温度裂缝。
此外,混凝土养护不好将直接影响混凝土的抗裂能力;在混凝土产生足够强度以前,过早拆模以及在混凝土施工面上过早施加荷载或从事其他工序,会破坏混凝土结构,降低承载力,导致裂缝产生。
2裂缝控制设计原则与措施
对于钢筋混凝土结构而言,虽然裂缝不可避免,但其发展程度却是可以控制的。我们可以采取多种途径,综合设计、选材、施工等各种措施来实现。
2.1合理的选用材料和确定混凝土强度等级
在保证地下室外墙板结构整体性和抗渗性达到要求的前提下,我们设计时确定的混凝土强度等级一般不宜太高,从而可保证水泥用量限制在合理的范围内。适当采用混凝土外加剂和掺合料,可以起到降低水化热、改善混凝土工作性能的作用。
2.2优化设计方案和技术措施
针对基础沉降不均引起裂缝的情况,在设计中应注意上部结构的均衡布置,以减少上部荷载不均导致沉降差异。对于地质存在差异的情况,需严格控制不同地质条件下的沉降量,我们通过采用复合地基的方法或通过调整桩基的桩长、桩径等措施来调整各部分的沉降量,以达到整个工程均匀沉降,减少沉降差引起的变形裂缝。同时,我们在设计中还应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因造型方面原因不得已时,应充分考虑采用加强措施。重视对构造钢筋的认识,采取适当的构造钢筋或构造措施来控制裂缝的开展。经过对同类工程的比较,我们发现在满足规范的条件下,直径小而且间距密的配筋,可使混凝土的干缩变形更趋均匀化,若能增加配筋率,更能提高极限拉伸,减少干缩变形。同时,还可主动采用补偿收缩混凝土技术。在我们平常所见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的,可以在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果明显。
2.3施工现场操作方面
针对商品混凝土的特点,采取相应的措施。如控制混凝土单位用水量,减少坍落度,嚴格按规定控制混凝土搅拌时间,分层浇筑混凝土。重视混凝土的养护,对新浇混凝土的早期养护尤为注意,主要是控制好构件的湿润养护,以保证混凝土在早期尽可能减少收缩。在浇捣成型后,要采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
3结语
对于人防地下室而言,混凝土裂缝控制问题是我们现在无法避免又必须面对的问题,需要综合各方面的因素来加以控制。随着结构设计的不断发展、材料科学的不断进步、建筑技术的不断提高,我们期望混凝土裂缝控制问题能够逐步得以解决。
关键词:人防地下室,裂缝,原因,措施
0引言
21世纪,地下空间作为重要的资源受到越来越多的重视,人民防空地下室不仅在战争时期是国家防御体系的重要组成部分,保障着人民的生命和财产安全,在和平时期的经济建设中也发挥着十分重要的作用。近两年来,我国各省市的人防建设得到了较大发展,人防地下室越来越多,规模越来越大。但与此同时,现有的人防地下室或多或少的存在着开裂现象,不同程度的渗漏水既限制了已建人防工程的开发利用,更对战时防护密闭功能的实现留下了极大的隐患。所以如何有效的控制人防地下室的开裂情况是当前人防工程建设中急需解决的问题之一。
1人防地下室裂缝产生的原因
人防地下室裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决裂缝问题,还需要从人防地下室裂缝产生的原因入手。正确判断和分析人防地下室裂缝的成因,是有效控制和减少裂缝产生的最佳途径。
1.1设计原因导致裂缝出现
因设计原因导致裂缝出现的最普遍现象是混凝土等级确定不当。通常,我们认为混凝土强度等级越高则安全系数越大,但实际上,采用高强度混凝土就必然采用高标号水泥,并增加水泥用量,导致水化热的提高,增加了早期混凝土的热胀,从而加大了混凝土温度降低以后的冷缩,导致裂缝出现。
因设计原因导致裂缝出现的第二大现象是结构约束作用。现在,建筑物的规模越来越大,超长超厚结构成为越来越多采用的结构形式。这种结构形式有显著的约束作用,对于各种变形必然产生较大的约束应力。具体到我们设计的人防地下室,特别是上部建有塔楼的大底盘人防地下室中,在塔楼与大底盘的交界处,由于两侧所受荷载及刚度有显著差异,使其变形差异增大,从而导致塔楼与大底盘交界处的顶板极易产生裂缝。
除此以外,设计结构中如果断面突变则会产生应力集中,也会导致裂缝出现;设计中如果构造钢筋配置过少或超筋也会引起裂缝出现(尤其是板)。
1.2基础沉降导致裂缝出现
在上部建有塔楼的人防地下室中,因为上部荷载和结构刚度差异很大,在不同的静荷载和施工荷载作用下,它们的沉降位移很难协调一致。这种不均匀沉降导致塔楼与人防地下室交界处大梁两侧的楼板在支座处产生负弯矩,形成45°裂缝。在我们对已建人防工程进行回访时,发现在一些塔楼与人防地下室交界处附近,墙体有垂直裂缝和八字形裂缝,同样说明了这种由沉降差异而导致的裂缝。如果塔楼与其余大片人防地下室的地质情况存在差异,则裂缝更为明显。
1.3材料原因导致裂缝出现
材料原因导致裂缝出现的情况比较复杂。如选用的水泥等级越高,细度越细,早强越高,则对混凝土开裂影响越大。骨料粒径越细,混凝土单位用水量增加,收缩量越大。混凝土外加剂、掺合料选择不当或掺量不当,也会增加混凝土收缩。现在成都市区内已明确必须使用商品混凝土,但使用商品混凝土的特点是水泥用量增加,水灰比加大,骨料粒径减小,用水量增加,这必然导致水化热增加,收缩量加大。
1.4施工及现场养护因素导致裂缝出现
现场浇捣混凝土时,振捣不当,会影响混凝土的密实性和均匀性,导致裂缝的产生。浇筑大体积混凝土时,现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土易产生温度裂缝。
此外,混凝土养护不好将直接影响混凝土的抗裂能力;在混凝土产生足够强度以前,过早拆模以及在混凝土施工面上过早施加荷载或从事其他工序,会破坏混凝土结构,降低承载力,导致裂缝产生。
2裂缝控制设计原则与措施
对于钢筋混凝土结构而言,虽然裂缝不可避免,但其发展程度却是可以控制的。我们可以采取多种途径,综合设计、选材、施工等各种措施来实现。
2.1合理的选用材料和确定混凝土强度等级
在保证地下室外墙板结构整体性和抗渗性达到要求的前提下,我们设计时确定的混凝土强度等级一般不宜太高,从而可保证水泥用量限制在合理的范围内。适当采用混凝土外加剂和掺合料,可以起到降低水化热、改善混凝土工作性能的作用。
2.2优化设计方案和技术措施
针对基础沉降不均引起裂缝的情况,在设计中应注意上部结构的均衡布置,以减少上部荷载不均导致沉降差异。对于地质存在差异的情况,需严格控制不同地质条件下的沉降量,我们通过采用复合地基的方法或通过调整桩基的桩长、桩径等措施来调整各部分的沉降量,以达到整个工程均匀沉降,减少沉降差引起的变形裂缝。同时,我们在设计中还应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因造型方面原因不得已时,应充分考虑采用加强措施。重视对构造钢筋的认识,采取适当的构造钢筋或构造措施来控制裂缝的开展。经过对同类工程的比较,我们发现在满足规范的条件下,直径小而且间距密的配筋,可使混凝土的干缩变形更趋均匀化,若能增加配筋率,更能提高极限拉伸,减少干缩变形。同时,还可主动采用补偿收缩混凝土技术。在我们平常所见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的,可以在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果明显。
2.3施工现场操作方面
针对商品混凝土的特点,采取相应的措施。如控制混凝土单位用水量,减少坍落度,嚴格按规定控制混凝土搅拌时间,分层浇筑混凝土。重视混凝土的养护,对新浇混凝土的早期养护尤为注意,主要是控制好构件的湿润养护,以保证混凝土在早期尽可能减少收缩。在浇捣成型后,要采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
3结语
对于人防地下室而言,混凝土裂缝控制问题是我们现在无法避免又必须面对的问题,需要综合各方面的因素来加以控制。随着结构设计的不断发展、材料科学的不断进步、建筑技术的不断提高,我们期望混凝土裂缝控制问题能够逐步得以解决。