淺談地下車庫超長結構無縫設計

【摘要】通過工程實例，重點闡述超長地下車庫混凝土裂縫產生的原因、影響因素及其控制原則，總結了超長地下車庫設計中混凝土裂縫控制方法及措施，希望能為類似的項目作為參考。

【關鍵詞】地下車庫；無縫設計

1、概述

近年來，超長超寬地下車庫結構已經得到越來越廣泛的應用，在進行設計時需要重點考慮地下室超長帶來的不利影響，尤其是要注意防范因超長而使結構出現較大較多的裂縫，影響結構的耐久性甚至安全性。

2、工程概況

河北某住宅小區，由18棟16～20層住宅和一層地下車庫組成，建筑綜合面積約為37萬平方米，其中地庫面積約為10.6萬平方米，地庫寬約為110m，長約為964m（如下圖一）。車庫采用現澆鋼筋混凝土板柱剪力墻結構，車庫基礎采用筏板基礎加下柱墩結構，基礎底板及下柱墩厚均為500mm，外墻厚為300mm.本工程地下結構混凝土強度等級均為C30。

3、超長地下車庫結構混凝土產生裂縫的原因及采取的相應措施

根據混凝土結構設計規范，對于埋于土中地下室結構，要求每隔30m左右設一道溫度伸縮縫，但同時指出，當采取有效措施后要求可以放寬。但在實際工程設計中，有些工程建筑使用功能或甲方要求不允許設置伸縮縫，因此必須采用一系列措施來避免因超長給車庫混凝土結構帶來裂縫甚至滲水等情況。

因超長導致地下車庫混凝土結構產生的裂縫按照成因分為兩類：一是混凝土澆筑后硬化過程中的干縮裂縫，二是使用過程中外界溫度變化導致的溫度裂縫。以本工程為例，針對以上兩種裂縫形式，設計中分別采取如下應對措施。

3.1控制干縮裂縫措施如下

1）混凝土材料的選用

本工程采用粉煤灰混凝土，粉煤灰混凝土可以大大降低水泥硬化過程中的水化熱，從而減少干縮裂縫，因粉煤灰混凝土28天期齡的強度沒有發揮，故設計強度等級采用60天期齡的強度。同時本工程除后澆帶外全部采用補償收縮混凝土，后澆帶內采用膨脹混凝土，此種混凝土就是在普通水泥中加入膨脹劑，水化反應后在鋼筋混凝土中產生預壓應力，從而大大減小了混凝土收縮過程中的干縮裂縫。

超長結構設計時，盡可能選用低強度等級的混凝土，因混凝土強度等級高時，施工中養護不好，很容易產生裂縫，本工程基礎底板、頂板、墻柱均采用C30的混凝土。

2）施工注意事項

施工中應加強混凝土的養護，并在設計中注明施工注意事項：如建議采用跳倉法或跳倉遞推法施工，地下外墻采用誘導縫等施工措施。

3.2控制溫度裂縫措施如下

1）建筑物的保溫

本工程的外墻及頂板均采用50mm厚的擠塑板保溫。

2）設置伸縮后澆帶

本工程每隔40m左右設置一道伸縮后澆帶，并注明后澆帶的澆筑溫度。后澆帶的澆筑溫度即為該地區的年平均氣溫。

3）樓板的鋼筋布置

樓板宜配置防裂鋼筋，板鋼筋宜采用較小直徑和間距。

4）溫度應力大的部位增設溫度筋

超長混凝土結構的使用階段除考慮常規荷載工況下作用效應以外，還應考慮混凝土收縮、徐變和溫度變化等間接作用在結構中產生的效應。本工程進行了溫度應力分析，在凹凸角部位及長方向板邊緣溫度應力較大，增設溫度筋。另外在地下室外墻截面突變位置及交接部位（如墻與柱、墻與墻的連接部位）宜增設直徑為8mm～10mm的水平附加鋼筋，伸入墻內不宜小于150mm，豎向間距與墻體水平鋼筋相同，間隔布置。

5）采用膨脹加強帶替代伸縮后澆帶

應綜合考慮建筑長度、構件尺寸等因素，合理布置膨脹加強帶，帶寬度宜取2m，間距不宜大于40m。其主要做法如下：

1.帶寬2.0m，帶兩側布置 5mm的密孔鋼絲網，將帶內混凝土與帶外混凝土分隔開，鋼絲網垂直布置在上下層鋼筋之間，兩端分別綁扎在上下層鋼筋上。

2.帶內增設10 %～15 %的水平溫度鋼筋，均勻布置在上下層鋼筋上，水平溫度鋼筋垂直于膨脹加強帶長度方向進行分布，兩端各伸出膨脹加強帶La，并固定在上下層鋼筋上。

3.帶內采用設計強度等級比相鄰非加強帶混凝土強度等級高一級的混凝土進行澆筑，外摻適量膨脹劑（帶內膨脹劑含量比帶外高）

與傳統的后澆帶相比，膨脹加強帶可連續施工，避免了60天后澆筑后澆帶這一環節，大大縮短了施工周期，加快了施工進度且結構的整體防水性能好，因此得到了廣泛的應用。

總結：

超長地下室裂縫的控制與預防一直是現在工程設計面臨的一大綜合性難題。它必須通過設計、施工、材料優選等各個環節進行全面控制，只有這樣才能減少甚至避免裂縫的產生。本文結合實際工程對超長地下室的結構設計在預防與控制裂縫方面采取的措施進行探討和分析，意在拋磚引玉能為以后類似的項目作為一些參考。

參考文獻：

[1]《混凝土結構設計規范》GB50010-2010.

[2]《混凝土結構構造手冊》第四版，中國建筑工業出版社.