深圳國際會展中心超長地下室裂縫控制技術

梁傳浩，袁淵，王珂昊

（中建三局工程設計有限公司，武漢 430071）

1 引言

超長地下室混凝土結構是指結構單元長度超過了規范規定的鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距（室內現澆式框架結構伸縮縫最大間距為55m【1】）的結構。實際工程中超長混凝土結構裂縫問題顯得尤為突出。裂縫導致的滲漏不僅影響地下室的正常使用，也給混凝土結構耐久性帶來防裂、抗滲的技術難點。筆者以深圳國際會展中心超長地下室為案例，對該項目設計和施工過程中采用的裂縫控制技術做一些實質性的概述和探討。

2 工程概述

本項目地下室為2 層（局部1 層），鳳塘大道從深圳國際會展中心中部穿過，分為南北2 部分，南側地下室與北側地下室通過設于鳳塘大道下方的下穿通道相連，下穿通道與南北地下室交界處設伸縮縫斷開。北側地下室東西向最大寬度540m，南北向最大長度415m；南側地下室東西向最大寬度516m，南北向不分縫最大長度為1 250m。其中，地下室首層平面示意圖如圖1 所示。

圖1 深圳國際會展中心首層平面示意圖

地下2 層東西向最大寬度為516m（南登錄大廳），南北向最大長度為1 250m（南側地下室）；地下1 層東西向最大寬度為540m（北登錄大廳），南登錄大廳寬524m，南北向最大長度1 250m（南側地下室）；地下室頂板東西向最大寬度為540m（北登錄大廳），南登錄大廳524m，南北向最大長度為1 250m（南側地下室）；頂板最大不分縫區塊為499m×524m；地下室各層東西向典型寬度為91m（中廊），中廊+穿梭車道的東西向典型寬度為330～390m。

南、北登錄大廳室內頂板標高為-0.100m，標準展廳地面標高為-1.250m，南北登錄大廳室外及中廊頂板結構標高為-1.300m；地下1 層板面標高為-6.500m，地下室底板結構標高為-10.300m。頂板標高示意圖及相應剖面圖如圖2 所示。

圖2 深圳國際會展中心頂板層標高分布圖（單位：m）

3 設計上采用的超長地下室裂縫控制構造措施

3.1 地下室底板構造措施

本工程地下室底板最大長度為1 250m，為削弱底板的剛度，擬每隔150m 左右設置1道寬 2.5m×1.5m 的結構溝【2】，結構溝結合后澆帶設置。結構溝的工作原理是：結構溝側壁厚度取為300mm，通過人為設置結構凹口，減少地下室底板結構收縮垂直長度，有利于充分釋放面內剛度，從而達到減小混凝土結構收縮應力的目的。后澆帶之間采用跳倉法施工，跳倉區塊尺寸約40m×40m，相鄰倉塊混凝土的澆筑時間間隔建議不少于10d 以上。

3.2 地下1 層板構造措施

本工程地下1 層板最大長度為1 250m，地下1 層在與鳳塘大道交界處、與休閑帶相連處設置伸縮縫；后澆帶設置間距約為150m，其位置與地下室底板層后澆帶位置相對應，后澆帶兩側混凝土澆筑60d 以后澆筑；北登錄大廳東側僅1 層地下室，其地下1 層底板處后澆帶結合結構溝一同設置。同時，結合伸縮縫與誘導縫的概念，本工程設計師提出地下室1 層板中采用梁板分縫、柱不分縫的方式（簡稱為“不完全伸縮縫”）來應對超長所帶來的問題；后澆帶之間采用跳倉法進行施工，跳倉法施工要求同地下室底板層。

3.3 地下室頂板構造措施

本工程地下室頂板在與鳳塘大道處交界處、與休閑帶相連處、西北側車道出口處、東南側及西南側車道出口處設置伸縮縫；每隔約150m 設置1 條后澆帶，后澆帶位置同地下室底板層、地下1 層，大部分后澆帶的封閉時間定為兩側混凝土澆筑后60d，中廊部分每隔300m 左右留置1 條后澆帶待工程主體完工后再澆筑；各展廳短邊與地下室相鄰的第一跨設置結構溝，以減小X 向面內剛度。各構造措施平面布置如圖3所示。

3.4 地下室外墻構造措施

地下室外墻因長度長、剛度大及養護條件差，故較易出現裂縫。本工程設計上在地下室側壁設誘導縫；誘導縫沿外墻按間距約30m 布置1 道。地下室外墻在各樓層后澆帶對應的位置亦留置后澆帶，后澆帶澆筑時間為兩側混凝土澆筑后的60d。

圖3 深圳國際會展中心地下室頂板構造措施示意圖

3.5 設計上采取的其他構造措施

采用補償收縮混凝土技術，在鋼筋和約束的作用下，在鋼筋混凝土中建立起一定的預應力，這一應力能大致抵消混凝土在收縮時產生的拉應力，從而防止或減少混凝土構件的裂縫產生【3】。另外，地下室各層板鋼筋配筋間距控制到≤150mm，盡量以鋼筋間距100～125mm 為優，合理的“細而密”的構造配筋方式，對防止裂縫的產生或減少裂縫的危害有著重大作用。

4 設計上建模進行應力計算分析

設計上通過軟件建模，考慮溫度荷載、混凝土的收縮和徐變、樁基剛度等影響因素，結合不同情況的施工模擬，對超長地下室進行整體模型應力分析。分析結論以下：

1）地下室底板位移最大點位于中廊兩端及登錄大廳兩端，靠近結構溝的地方板應力明顯減少；地下一層樓板位移最大點位于中廊南端及登陸大廳兩端、穿梭車道對應的中廊處；地下室頂板位移最大點位于中廊南端及登錄大廳兩端、穿梭車道對應的中廊處、展廳外圍輪廓角點。

2）靠近登錄大廳及中廊地下室側壁的4.5m 范圍內，由于受到側壁約束的影響，板的應力值較大，設計時對應做了加強。

另外，設計上模擬施工比較了考慮/不考慮跳倉法施工及后澆帶2 種情況，結果顯示：考慮跳倉法及設置后澆帶，能有效地減小混凝土的收縮應力；不完全伸縮縫應用于地下1 層樓板，能起到一定程度上釋放樓面應力的作用。

5 超長地下室裂縫控制施工上采取的構造措施

5.1 跳倉法施工

跳倉法施工裂縫控制是采用“抗放兼施”“先放后抗”，最后以“抗”為主的綜合方法來控制混凝土結構裂縫【4】。也就是利用混凝土在7～10d 期間的性能尚未穩定，并且沒有終凝前容易將內應力釋放出來的原理，將超長的混凝土塊用垂直施工縫分為若干區域，按照“分塊規劃、隔塊施工、分層澆筑、整體成形”的施工原則，每隔一段澆筑一段，并且相鄰兩段澆筑時間不少于7d，以此來避免混凝土施工初期的部分劇烈溫差及干燥作用。

5.2 科學的混凝土配合比

混凝土配合比決定了混凝土的強度指標、抗滲性能、坍落度指標、水化熱大小、初凝和終凝時間以及收縮率等。為使混凝土具有高性能，水泥采用低水化熱普通硅酸鹽水泥，外摻礦物質摻和料（F 類I 級粉煤灰，摻量11.6%、LFX 鋼筋混凝土阻銹劑，摻量5.0%），添加外加劑（FST-6 聚羧酸高性能緩凝減水劑，摻量2.43%；WK 復核纖維抗裂劑，摻量10.0%；BM 微硅粉，摻量3.1%）；粗骨料針片狀含量6.0%，壓碎指標7.3%，含泥量0.4%，最大粒徑25.0mm；砂子表觀密度2 590kg/m2，堆積密度1 420kg/m2，細度模數2.6，含泥量0.50%。所選用配合比的混凝土限值膨脹率不小于0.000 2，坍落度現場控制在140～160mm。

5.3 嚴格的溫度控制及合理的澆筑方法

有效降低混凝土的出泵溫度，合理確定運輸路線，保證混凝土準時地運輸到施工現場；在地下室大體積混凝土養護期間保證充分的濕潤養護，嚴格控制內外溫差。

要確保連續澆筑，避免出現施工冷縫；施工縫、后澆帶的處理方法：將新舊混凝土接觸面鑿成毛面，露出粗骨料，澆筑前充分濕潤界面，并要求清洗干凈，刷與混凝土同配比砂漿。

5.4 重視混凝土澆筑后的養護

補償收縮混凝土澆筑后1～7d 內是膨脹變形的主要階段，應特別加強澆水養護。底板或樓板較易養護，能蓄水養護最好，一般用麻包袋或草席覆蓋，定期澆水養護。墻體等立體結構應在混凝土澆筑后由墻頂澆水養護，墻體混凝土達到脫模強度應放松模板2～3mm，并繼續從墻頂澆水帶模養護【5】，墻體模板拆除時間宜不少于7d，拆模后應采用濕麻袋緊貼墻體覆蓋并噴水養護至14d。

5.5 做好后澆帶的隔離措施

后澆帶施工在第一次支模時應保證質量，確保斷面符合設計要求，同時也會減小封閉時的清理工作。封閉后澆帶時，必須先將后澆帶內雜物清理干凈，將積水抽干后，用高一等（≥C30）并摻加10% ZY 膨脹劑的混凝土澆搗封閉。澆筑時溫度宜低于兩側混凝土澆筑時溫度。條件允許時，后澆帶應在低溫時封閉。

5.6 做好外墻的防水做法

采用P10 結構自防水側墻，清理平整干凈，滲透環氧基層處理→2mm 厚聚氨酯防水涂膜→1.5mm 厚高分子交叉壓膜自黏防水卷材，防水卷材遇陰陽角均上翻不小于300mm→30mm厚擠塑聚苯板保護層→回填石粉渣分層夯實。

6 結語

深圳國際會展中心超長地下室裂縫控制技術，設計上采用設置結構溝、后澆帶、誘導縫、不完全伸縮縫等結構構造措施，并結合軟件進行跳倉法施工模擬、溫度應力模擬、混凝土收縮和徐變模擬及施工活荷載模擬，根據模擬結果進行配筋對應加強。施工上采用補償收縮混凝土技術、跳倉法施工、優化混凝土配合比、合理控制施工溫差、科學合理養護、做好后澆帶隔離措施、做好外墻防水等多種措施。

如今地下室施工完成接近2a，地下室頂板整體裂縫質量情況良好，地下室外墻局部仍存在滲漏點，但經現場注漿處理后已得到很好解決。