某地下防水工程主体结构裂缝控制的应周研究

段 东 赵学超 徐傲 邹园芳

（武汉三源特种建材有限责任公司湖北武汉430083）

摘 要：在大连某地下防水工程中，使用FQY高性能膨胀剂配制补偿收缩混凝土，同时采取混凝土配合比优化、施工过程中技术控制与养护、后期现场数据监测等一系列有效的技术手段，从材料到施工进行系统的裂缝控制。结果表明，在整套技术方案实施完善的情况下，能够有效控制早期变形裂缝，取得显著抗裂效果。

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关键词 ：FQY高性能膨胀剂；大体积混凝土；补偿收缩混凝土；裂缝控制

前言

随着城市建设的发展，进行快速高质量的房屋建设已成为目前建筑行业面对的主要问题。随着建筑材料技术、施工控制技术的不断进步，越来越多先进的建设手段被应用到实际工程中，大大促进了房屋建筑业的快速发展；与‘此同时，房屋建筑地下室工程也开始面临诸多难题，地下室工程的裂缝控制就是其中之_。

地下室工程规模的不断增大，使基坑深度不断加深，地下结构超长，这些都给地下室钢筋混凝土的裂缝控制带来很大困难。经过大量工程实践的研究与总结，业内普遍认为裂缝主要是由设计、材料、施工、使用等四方面因素造成。文章将结合实际工程，从现浇混凝土材料与施工方面对裂缝控制技术进行简单的探讨。

1裂缝类型

混凝士产生裂缝的原因是多样的，导致混凝土结构过早破坏的变形裂缝主要包括：塑性裂缝、温度裂缝和收缩裂缝等。在实际项目中，采取材料与施工方面的措施，可以有效控制导致结构过早破坏的变形裂缝。

2工程项目信息

某项目位于大连市中心区域，项目占地面积约2万㎡，建筑面积约为18.5万㎡。其中住宅部分约为10万㎡，商场部分约为3.2万㎡，地下面积约为5万㎡。该项目由2栋25层高层、2栋38层超高层及2栋44层超高层组成。

地下室基础为筏板基础，塔楼筏板平均厚度1500mm，裙楼筏板厚度600mm，地下三层，底板及外墙混凝土强度等级设计要求C30。地下室开工时间为2014年5月，结束时间为2014年10月（如图1所示）。

3裂缝控制措施

由于混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于Im的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土定义为大体积混凝土。因此，本工程需参考大连市施工环境，结合项目实际情况，按大体积混凝土施工要求对地下室底板与外墙做好裂缝控制工作，防止混凝土出现开裂现象。

3.1原材料

本项目严格按照大体积混凝土施工规范对原材料种类及用量进行控制。同时，为更好地控制收缩裂缝，工程采用了武汉三源特种建材有限责任公司的FQY高性能膨胀剂产品配制补偿收缩混凝土。FQY高性能膨胀剂具有以下技术优势：

(1)高效膨胀能

FQY高性能膨胀剂的膨胀效果优于国家标准规定的Ⅱ型膨胀剂，掺人混凝土中可产生大于3.0 x10-4-6.0 x10-4的膨胀率，可从根本上抑制混凝土收缩开裂，实现建筑物结构自防水的功能。

(2)复合组分、全程抗裂

FQY高性能膨胀剂采用复合组分：硫铝酸钙(CAS)和氧化钙(Ca0)，双膨胀源组分既可提供早期膨胀源，补偿混凝土硬化初期的自生收缩，水化热温升引起的冷缩和部分干缩；又可以补偿混凝土中期的干缩，减少收缩落差，实现全程抗裂。

(3)强度与膨胀剂协调发展

FQY高性能膨胀剂通过优化配方、颗粒级配，减小了混凝土塑性阶段的无效膨胀，避免了后期延迟性膨胀，有效膨胀与混凝土强度同步协调增长，在混凝土达到一定强度条件下产生的膨胀，在钢筋等邻位限制条件下形成预压应力，可使混凝土内部更密实。

(4)混凝土膨胀与收缩协调发展

FQY高性能膨胀剂通过不同组分的复合，在混凝土收缩各个阶段予以有效膨胀，在混凝土早期硬化收缩剧烈时予以较大的补偿收缩，在混凝土中后期收缩平稳时予以稳定的补偿收缩，全面补偿混凝土各时段的收缩，实现混凝土结构膨胀与自身收缩的协调发展。

3.2混凝土配合比（见表1）

混凝土生产过程中严格按照实验室配合比进行施工，搅拌站保证原材料的稳定性，同时要求计量准确。

3.3性能指标

性能指标包括坍落度、强度、抗渗等级、混凝土限制膨胀率。

结合现场施工环境，在满足施工的前提下，对坍落度的要求是190mm+20mm。同时，通过抗裂计算，混凝土限制膨胀率要求为3.0 x10-4以上，但考虑到实验室与工地现场差别，混凝土限制膨胀率实验室指标为4.0 x10-4，施工现场指标为3.0 x10-4。

搅拌站实验室检测，坍落度满足190mm±20mm要求，强度满足C30强度等级要求，抗渗等级满足P8要求，14d混凝土限制膨胀率满足4.0 x10-4的要求。

混凝土施工过程中由现场技术服务人员对现场混凝土进行抽样检测，对不满足性能指标的混凝土，及时向搅拌站作出反馈，由搅拌站专业人员通过减水剂进行调整。

3.4施工控制措施

(1)混凝土整体分层浇筑

底板采用一次性连续浇捣方案，厚度超过lOOOmm的底板及集水坑等过深部位采用分层浇筑。外墙采用分层浇筑，避免出现模板移位。

(2)混凝土的振捣

振捣采用斜坡式振捣，斜面随混凝土浇筑自然而成，振捣工作从浇筑层的底层开始逐渐上移，以保证分层混凝土间的施工质量。

振捣操作要“快插慢拔，先振低处，后振高处”。混凝土在振捣过程中宜将振动棒上下略有抽动，每次振捣时间以15s左右为宜（混凝土表面以不再出现气泡、泛出灰浆为准）。振捣时，要尽量避免碰撞钢筋、预埋件等。振捣时要插入到下层尚未初凝的混凝土中约50mm—1OOmm，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。严禁用振捣棒别钢筋下料，严禁用振捣棒振钢板止水带。

(3)电梯井等深坑部位的混凝土浇筑

电梯井深坑在混凝土浇筑过程中，为防止模板移位，一定要注意在井筒模周边对称下料，对称振捣，禁止一侧混凝土一次浇筑到顶。

(4)钢筋防止移位措施

采取定点下料，对称振捣的措施防止混凝土将钢筋推离设计位置。外墙采用定位箍控制竖向筋的间距，浇筑现场安排专人看护。．

（5）混凝土坍落度

控制现场混凝土坍落度在190+20mm。另外随时观察现场混凝土坍落度情况，若发现异常，及时向项目混凝土负责人汇报，严禁私自向混凝土罐车内加水。如发现混凝土出现异常情况，可通知项目管理人员采取如下措施：

·在搅拌车内加入与混凝土同水灰比的水泥浆，并使搅拌罐快转3min;

·由搅拌站专业人员在罐车中加入适量同型号减水剂，并使搅拌罐快转3min。

(6)混凝土浇筑方向

每一段混凝土浇筑时以施工缝为起点，从．侧向另一侧推进，采取“一个坡度，循序渐进，一次到位”的浇筑方法，使混凝土暴露面最小，浇筑强度最大，浇筑时间最短。

(7)混凝土表面处理

底板成型后，由于混凝土表面水泥浆较厚，首先用长刮尺刮平，初步分散水泥浆，并在初凝后、终凝前采用磨光机进行二次摸压，避免产生塑性裂缝。

3.5养护控制措施

(1)混凝土养护

进行二次摸压后，及时采用一层塑料布、两层棉被保温养护。覆盖时，确保塑料薄膜与混凝土表面紧密粘贴，不出现空鼓，不出现漏盖。

．当混凝土浇筑块体的里表温差不宜大于25℃，混凝土表面温度与大气温度相差不超过20℃时，拆除保温措施，采取洒水养护，养护时间要求14d。

(2)外墙拆模要求

未经项目部允许，严禁私自拆除模板。参考应变计温度及环境温度确定拆模时间，拆模前报项目部拆模申请，经项目审批后方可拆除模板。

3.6数据监测控制措施

(1)现场混凝土取样 对于到达施工现场的混凝土，由专业技术服务人员对其进行取样。按批次留置混凝土限制膨胀率试件与烧杯试件，并按标准要求采用比长仪法与烧杯法进行定量定性检测，现场混凝土限制膨胀率满足3.0 x10-4，烧杯开裂时间为20h—24h，补偿收缩混凝土效果显著。

(2)数据监测

底板、外墙结构中埋设应变计进行应变与温度监测，采用温度探测仪及温湿度计对环境温度进行监测。根据监测过程中实时数据进行分析，指导拆模与养护工作。

选取底板中的一组应变计温度数据（5#底板数据），结合环境温度进行展示（如图2所示）。

本块底板混凝土浇筑时间为2014年5月22日，底板厚度1200mm，混凝土方量1887m3。底板采用薄膜加棉被养护，5d后中心温度39℃，表面温度27.8℃，满足大体积混凝土温度控制要求，结合现场施工情况，拆除棉被洒水养护至14d。对5#楼底板进行温度监测，周期从混凝土人模至47d。底板抗裂效果良好，未出现塑性收缩裂缝与温度裂缝（见表2）。

选取外墙中的一组应变计应变数据（1#楼负一层外墙数据）进行展示（如图3所示）。

本段外墙浇筑时间为2014年8月10日，厚度300mm，墙高5250mm，墙长85m（中间有转角），侧墙混凝土方量210m3。外墙采用木模板，3d后中心温度27.8℃，结合现场施工情况，拆除模板，一天全部拆完，洒水养护至14d。对1#楼外墙进行应变温度监测，周期从混凝土入模至32d。外墙整体抗裂效果良好，85m墙仅出现1条因施工原因导致的裂缝。从图3可以看出，FQY高性能膨胀剂在外墙温度降低出现的时候，很好地补偿了收缩，并一直处于膨胀状态，避免了早期温度裂缝与收缩裂缝的产生（见表3）。

4项目裂缝控制效果

本项目通过对原材料、混凝土配合比、各性能指标的严格要求，并在施工与养护过程中结合现场实际情况采用现场数据监测手段，真正做到因地制宜。同时，项目通过一系列措施保证了FQY高性能膨胀剂的使用效果，并做好了大体积混凝土的温度控制措施，最终使混凝土达到良好的抗裂效果，有效地控制了结构物早期变形裂缝。结论

(1)结合工程实践可以看出，在施工措施完善的情况下，采用武汉三源特种建材有限责任公司生产的FQY高性能膨胀剂配制的补偿收缩混凝土可以很好地控制混凝土的早期收缩裂缝，其产品抗裂效果显著。

(2)根据项目实际情况制定现场施工与养护方案，并在施工与养护过程中采取温度控制措施，从而能够大幅度减少温度裂缝的产生，实际工程中应予以重视。

(3)现场数据监测系统能及时有效地指导现场施工与养护，为今后新建项目的裂缝控制提供了新思路。

作者简介

段 东，1988年生，工程师，主要从事工程材料与混凝土外加剂研究与应用工作。

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