地下室外墻抗?jié)B施工淺談

張澤民 楊如峰

地下室滲漏,是困擾著建筑業(yè)工程技術人員和管理人員的質量通病,不僅造成建筑物壽命縮短和使用功能下降,也給工程的正常使用帶來困擾。地下防水施工中,多道設防明確以鋼筋混凝土自防水為主,因此施工中一定確保鋼筋混凝土結構質量,消除鋼筋混凝土中的裂縫和裂紋,這是抗?jié)B防水關鍵。

1 工程概況

府都賓館改擴建工程,位于青島市南區(qū)香港中路與南京路交界處,地下室基坑深-15.650 m,外側擋土墻厚度大(最厚部位500 mm),設計強度等級高(C40),極易產(chǎn)生收縮裂縫。

工程設計擋土墻采用膨脹混凝土,但實際施工中由于混凝土材料本身的離散特性,收縮率與普通混凝土不相上下,構件仍有較大應變,墻體表面出現(xiàn)細小、分散的裂紋,影響抗?jié)B效果。

2 技術路線與理論分析

根據(jù)裂縫成因分析,從材料入手,提高混凝土抗裂性能的技術途徑如下:1)減小溫度和濕度等變形,降低干縮和溫縮等變形引起的應力。2)提高抗拉強度和極限拉伸率。基于以上認識,施工措施和思路為:摻加減水劑降低水膠比,提高混凝土的密實度;利用纖維的約束和混凝土膨脹對收縮的補償來減小溫差產(chǎn)生的變形,減少混凝土的原生缺陷;同時通過在纖維限制條件下的膨脹建立的自應力對混凝土內部結構的改善來提高混凝土抗裂、耐久性能,達到施工阻裂和增強抗?jié)B性能的目的。

3 抗裂纖維膨脹混凝土的工程應用(府都賓館改擴建工程)

3.1 構造措施施工優(yōu)化

墻體中的鋼筋除應滿足強度要求外,充分考慮混凝土收縮而加設了強化鋼筋。水平構造鋼筋置于受力鋼筋外側。

3.2 原材料優(yōu)選和混凝土配合比優(yōu)化

1)水泥。使用低熱或中熱的硅酸鹽水泥,降低混凝土的溫升,提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。工程采用山鋁水泥廠生產(chǎn)的P.O42.5水泥。2)細骨料。使用平均粒徑較大的中粗砂,降低混凝土的干縮,防止開裂。本工程采用平度古硯生產(chǎn)的天然河砂。3)粗骨料。選用粒徑大、質量優(yōu)良、級配良好的石子,降低水泥和水的用量,減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。工程采用青島綠園人工碎石。從分析可知,水泥、骨料均滿足國家標準及規(guī)范要求。4)抗裂合成纖維(CTA Fiber)。由青島蘇博特建材公司生產(chǎn),其主要參數(shù)見表1。5)AEA膨脹劑。摻復合型AEA的混凝土物理性能見表2。6)混凝土配合比。保證混凝土具有良好工作性的情況下,降低混凝土的單位用水量,按低砂率、低水膠比、良好引氣性的原則,生產(chǎn)強度高、熱度小、韌性強的抗裂混凝土。本工程抗裂纖維混凝土配合比如表3所示。

表1 CTA Fiber纖維主要參數(shù)

表2 摻AEA膨脹劑混凝土的物理性能

3.3 混凝土的拌制和運輸

1)安排技術人員與混凝土生產(chǎn)廠家充分溝通,并駐扎生產(chǎn)廠家,對原料的質量控制、配料的計量控制做全程監(jiān)控,確保混凝土質量優(yōu)質、供應及時。2)纖維在砂、水泥、石子投放之后,加水之前攪拌,攪拌時間以聚丙烯纖維在混凝土中均勻分布為度,一般為3 min～5 min。3)異常天氣情況下輸送混凝土,容器上應加蓋,以防進水或水分蒸發(fā)。4)混凝土出廠時的坍落度在160 mm～180 mm之間,運輸過程中的坍落度損失控制在20 mm以內。

表3 試驗用混凝土配合比

3.4 混凝土澆筑

1)混凝土澆筑時,應保證振搗的時間和位置,防止漏振、欠振和過振。對已經(jīng)初凝的混凝土不應再次進行振搗,避免破壞已形成的混凝土結構強度。2)對于墻與板等截面相差較大的構件或結構,應先澆筑較深的部分,根據(jù)氣候條件靜停0.5 h～1.5 h后再與較薄部分一起澆筑,以防止沉降裂縫的產(chǎn)生。3)聚丙烯纖維混凝土在相同配合比下,坍落度比普通混凝土降低30%左右,且泌水速度降低,同時聚丙烯纖維混凝土較稠,插入式振動棒拔出時穴坑復平時間較長,故在聚丙烯纖維混凝土澆筑1 h～2 h后,必須進行二次振搗,確保混凝土密實度合格。4)模板采用保溫保濕效果較好的木模板。對拉螺栓要求具有止水功能。模板支撐穩(wěn)固,避免了振搗產(chǎn)生相應支撐的落差或位移產(chǎn)生相應的裂縫和應變(見圖1)。

對支撐系統(tǒng)進行嚴格設計,根據(jù)青建管質字[2007]60號文件要求,合理安排支撐架體的布置,優(yōu)化支撐體系的分布。

3.5 混凝土拆模與養(yǎng)護

1)混凝土初凝后及時養(yǎng)護(帶模養(yǎng)護),適當延緩拆模時間。2)模板拆除除符合強度及外觀的限定要求外,還考慮混凝土水化溫升、溫降變化規(guī)律及混凝土收縮變化規(guī)律、自然環(huán)境溫度、濕度、日照等情況,合理確定拆模時間。避免在混凝土溫度峰值時拆除模板及淋冷水養(yǎng)護。混凝土澆筑3 d后,采用模板上口開小縫隙的方法,小水慢淋進行墻體養(yǎng)護,養(yǎng)護用水以與墻體外表面溫度相近為宜。3)混凝土施工應根據(jù)天氣情況,避免雨中混凝土澆筑施工,防止剛澆筑完的混凝土被雨水澆淋。

4 效果分析

分析28 d試驗結果,抗裂纖維和膨脹劑復合使用與不添加纖維比較,抗壓強度提高28%,劈拉強度提高34%,極限拉伸值提高32%,目前該工程地下室擋土墻施工未出現(xiàn)不良裂縫。

綜合分析以上試驗結果,膨脹劑對混凝土強度產(chǎn)生的負效應是膨脹組分水化產(chǎn)生的膨脹應力導致混凝土內部缺陷,抗裂纖維的復合使用,使大量亂向分布的細纖維分布其中,對混凝土產(chǎn)生一種約束作用,此種作用會使這種膨脹應力得到分散,有效控制膨脹應力導致的結構破壞,并且在混凝土中建立一定的預壓應力。兩者的復合效應使混凝土內部原生缺陷及結構的均勻性得到徹底的改善。

5 經(jīng)濟效果

地下室外墻防水設計為一級防水,由外向內防水設防依次為SBS瀝青卷材、鋼筋混凝土自防水、滲透結晶防水涂料。采用抗裂纖維膨脹混凝土,提高抗?jié)B等級(達到 P12抗?jié)B效果),外側 SBS瀝青卷材防水層取消,為工程收獲較大的工期效益和經(jīng)濟效益。

6 結語

聚丙烯纖維在混凝土中形成的亂向支撐體系,產(chǎn)生了有效的效應復合。能夠有效地減少混凝土早期泌水,降低孔隙率,減小早期干縮和塑性裂縫,從而能較大幅度地提高混凝土的密實度、抗裂性和抗?jié)B性。

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