超長混凝土結構無縫設計要點

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 一、工程概況
　　xxx，總建筑面積20610m2，為大底盤、多塔結構，其中地下室建筑面積36340m2，結構最大長約378m，最大寬約154m，中間設置一道伸縮縫。地下室分為二個區(qū)：Ⅰ區(qū)結構最大長約208m，最大寬約154m，Ⅱ區(qū)結構最大長約170m，最大寬約80m。地下室局部為6級防空地下室。人防區(qū)底板厚0.8m，側墻厚0.5m，頂板厚0.25m；非人防區(qū)底板厚0.6m，側墻厚0.4m，頂板厚0.2m。主樓筏板厚度分別為1.5m、2.0m。地下室混凝土設計強度等級為C35，混凝土抗?jié)B等級為S8。按照設計規(guī)范，本工程地下室結構屬于超長大面積混凝土結構工程，所以針對本工程實際情況，采取了多種技術措施來防止由于結構超長引起的裂縫。
　　二、超長混凝土結構無縫設計要點
　　結構溫度、收縮應力是由于結構變形受約束而產生的。在理論上只要材料的強度不小于最大約束應力，則任意長度結構不設伸縮縫亦不會開裂。由于混凝土材料的抗拉強度很低，韌性差，以及在結硬過程中產生收縮，理論和實踐均證明，若不采取措施，難以滿足混凝土規(guī)范對結構裂縫的要求。因此，為防止出現上述情況，該超長地下室結構設計采取以下措施防止由于結構超長引起的裂縫。
　　1.設置后澆帶
　?。?）間距。結合建筑物長度、氣候環(huán)境特點綜合考慮，后澆帶間距一般控制在30～40m左右，因建筑原因無法設置后澆帶時，增設膨脹加強帶。
　?。?）位置。小跨梁開間或受力較小的部位，一般設置在梁跨1/3處。平面布置時梁的布置平行于后澆帶，以免梁截斷太多。視具體情況可沿平面曲折通過。
　?。?）寬度。綜合考慮，本工程后澆帶寬度取為800mm。
　?。?）鋼筋。后澆帶部位的構件鋼筋不截斷，且增設不少于原配鋼筋20%的附加鋼筋， 深入后澆帶兩側各1000mm，這樣可避免梁鋼筋全部截斷后造成的鋼筋搭、焊接困難。
　?。?）澆筑時間。為最大限度減少混凝土施工過程的溫度及收縮應力，后澆帶的保留時間應不少于六個月，且澆筑時的溫度宜低于主體混凝土澆筑時的溫度。
　?。?）混凝土。采用C40的微膨脹混凝土澆筑（應保證水中養(yǎng)護14天的混凝土限制膨脹率大于等于0.035%）。
　?。?）斷面形式。一般避免留直縫，對于板可留斜縫；對于梁及基礎，可留企口縫。
　?。?）地下室有防水要求，在新老混凝土之間設置鋼板止水帶，以防止?jié)B漏。
　　2.設置膨脹加強帶
　　本工程地下室體型復雜，上部結構在地下室內柱網排列也不均勻，所以部分區(qū)域后澆帶間距無法保證，為此，在這些區(qū)域增設膨脹加強帶并結合跳倉法施工。膨脹加強帶混凝土采用C40的微膨脹混凝土澆筑（應保證水中養(yǎng)護14天的混凝土限制膨脹率大于等于0.035%），在其兩側架設密孔鐵絲網，以防止兩側混凝土流入膨脹加強帶，膨脹加強帶鋼筋增加作法同后澆帶。
　　3.采用低水化熱的水泥配置混凝土并適量加入粉煤灰
　　混凝土內外部溫差過大會產生裂縫，主要是由水泥水化熱引起的。地下室超長大體積混凝土基礎中，混凝土強度級別較高，水泥用量大，因此混凝土在初凝過程中會有大量水化熱產生?；炷潦菬岬牟涣紝w，又由于地下室底板及筏板幾何尺寸巨大，這些熱量不易及時排出而積聚，導致了其內部溫度迅速升高（最高時可達70～80℃）；相反，在構件表面，則由于散熱條件良好，溫度保持較低水平。這樣就出現了內外溫差，這種相對的“內脹外縮”使混凝土表面產生拉應力，當它超過混凝土拉伸極限時，裂縫就產生了。
　　粉煤灰水泥系在硅酸鹽水泥中摻入占水泥重量20%～40%的粉煤灰組合而成。其有如下特性：早期強度較低，后期強度增長較快；水化熱較小；耐凍性差；耐硫酸鹽腐蝕及耐水性較好；抗炭化能力差；抗?jié)B性較好；干縮性較??；抗裂性較好。
　　選擇粉煤灰水泥在技術上有兩點好處：一是減少內部水化熱的產生（因為減少了水泥用量）；二是減少混凝土的“干縮”量，這樣從整體上對裂縫的產生和擴展起到了預防和抑制作用。
　　4.加大碎石骨料用量
　　碎石骨料表面粗糙與水泥的膠結良好，同樣配比的混凝土其強度較卵石混凝土高，并可降低水化熱，收縮變形小，從而裂縫也小。在滿足施工泵送要求的情況下，加大碎石骨料用量，降低水泥用量，減小混凝土的水化熱，能更好地保證混凝土的質量。