天津***體育場(chǎng)超長(zhǎng)地下剪力墻裂縫控制技術(shù)摘要：按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范要求，進(jìn)行裂縫分析，從選擇材料，確定施工方案到完善操作工藝幾方面入手，成功的完成了天津***體育場(chǎng)超長(zhǎng)環(huán)形地下剪力墻的施工，解決了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)易開(kāi)裂問(wèn)題，質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：補(bǔ)償收縮混凝土、膨脹劑、加強(qiáng)帶、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫***體育場(chǎng)工程系2008年北京奧運(yùn)會(huì)配套工程，是天津市***工程的NO.1。該工程坐落于***，建筑面積158000M2。本工程地下管廊呈不規(guī)則橢圓形，周長(zhǎng)（外環(huán)）900米，地下一層，筏片式基礎(chǔ)，剪力墻厚350mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50S6抗?jié)B補(bǔ)償性混凝土。設(shè)計(jì)剪力墻為8條后澆帶分成8個(gè)區(qū)段。剪力墻該工程在地下管廊施工階段，有效的控制長(zhǎng)900米的封閉環(huán)形剪力墻無(wú)裂縫產(chǎn)生，是滿足結(jié)構(gòu)自防水性能和確保工程質(zhì)量目標(biāo)“魯班獎(jiǎng)”實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。裂縫起因分析：在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，砼開(kāi)裂一直是難以克服的頑疾。根據(jù)工程實(shí)踐和專(zhuān)家分析，砼工程產(chǎn)生的裂縫主要由于兩種原因——荷載和變形，荷載裂縫占20%，變形裂縫占80%。由此可見(jiàn)砼開(kāi)裂主要是在施工環(huán)節(jié)造成的變形裂縫。1.鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫起因分析1.1抗裂能力設(shè)計(jì)不足地下室底板主要設(shè)計(jì)要求于墊層約束，由于其約束力較小，砼中產(chǎn)生的收縮變形較小，而位于地板上的地下剪力墻，受到底板強(qiáng)有力的約束，墻板砼產(chǎn)生的限制收縮要大得多，因而地下室墻的配筋中要有適量的用于抗裂的水平構(gòu)造筋，以提高地下室外墻鋼筋砼的變形能力，但實(shí)際工程中地下室外墻的水平配筋總體上偏低。當(dāng)柱子，剪力墻連在一起時(shí)，由于柱子的截面和配筋率都比墻體大得多。當(dāng)砼產(chǎn)生收縮時(shí)兩者產(chǎn)生的收縮變形相差較大，易在墻柱相連部位出現(xiàn)過(guò)大的應(yīng)力集中而導(dǎo)致砼開(kāi)裂。1.2材料選擇及混凝土配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)砂、石含泥量過(guò)高，導(dǎo)致砼強(qiáng)度下降干縮量大。膨脹劑在砼中摻量不夠，有些產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)以次充好。使用的膨脹劑與配合比中其它外加劑或摻和料，不相匹配造成砼密實(shí)度下降早期收縮變形較大，導(dǎo)致產(chǎn)生塑性收縮裂縫。砼砂率偏高，砼的干燥收縮也隨之增大。砼中水泥量過(guò)大，砼中產(chǎn)生較大水化熱，引起溫差收縮裂縫。1.3砼生產(chǎn)及施工方法不當(dāng)。使用舊的木膠模板，澆砼前不刷脫膜劑或充分濕潤(rùn)，澆筑后的砼表層因模板吸水而缺少水分，從而導(dǎo)致表面塑性裂縫的出現(xiàn)。若拆模后養(yǎng)護(hù)不足會(huì)因降溫干燥而進(jìn)一步開(kāi)裂。砼入模塌落度過(guò)大，引起砼離析而造成墻體砼的勻質(zhì)性變差，往往造成砼硬化時(shí)收縮應(yīng)力不均而產(chǎn)生裂縫。局部振搗過(guò)振，使該處砂漿聚集造成人為的結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)，而導(dǎo)致部位開(kāi)裂。拆模后養(yǎng)護(hù)不及時(shí)不徹底，剪力墻砼產(chǎn)生較多的溫差干縮開(kāi)裂。地下室回填土拖延時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)溫度驟降時(shí)引起較大溫差應(yīng)力而開(kāi)裂其它配合工序原因造成的砼開(kāi)裂，如：模板支撐不牢、穩(wěn)定性差或發(fā)生不均勻沉降；鋼筋保護(hù)層厚度不夠；均會(huì)造成鋼筋砼結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。后澆帶設(shè)置不當(dāng)，新老混凝土易形成冷縫，而且影響混凝土的抗?jié)B性能。裂縫預(yù)控措施：根據(jù)鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫起因，分別制定相應(yīng)的預(yù)控措施，從各個(gè)環(huán)節(jié)減少和避免裂縫的產(chǎn)生。2.1積極與設(shè)計(jì)聯(lián)系，解決技術(shù)問(wèn)題。通過(guò)圖紙會(huì)審我們發(fā)現(xiàn)地下剪力墻有與框架柱連在一起的情況，而且柱子截面和配筋率都比墻體大得多，為避免應(yīng)力集中造成裂縫在此處增加水平構(gòu)造筋φ8@200,長(zhǎng)1000mm，200mm在柱內(nèi)，800mm伸入剪力墻內(nèi)。剪力墻預(yù)埋管件，預(yù)留洞口四周?chē)?yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)增設(shè)附加筋，并與水平筋點(diǎn)焊。本工程墻體水平構(gòu)造筋配筋率較大，基本能滿足抗裂要求，只是在施工中嚴(yán)格監(jiān)督檢查力度，不得將“s”筋隨意漏偷，并將彎鉤鉤在最外排鋼筋外側(cè)綁扎牢固。按通常做法，施工單位一般從工程進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)因素考慮，把剪力墻同頂板一次澆筑。但這種方法使剪力墻較早受到頂板約束，不利于墻板裂縫的控制。通過(guò)同設(shè)計(jì)溝通、探討，本工程決定采用兩次澆搗方法，水平施工縫設(shè)在最大零層梁下10cm處，不設(shè)止水帶，剪力墻澆筑后再進(jìn)行零層梁、板的施工，這樣剪力墻砼早期收縮已完成一部分，并已有50~55%的強(qiáng)度，基本能抵抗各種約束荷載。2.2全面選擇，嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)。本工程按設(shè)計(jì)要求選擇補(bǔ)償收縮砼，是一種新型砼，可以減少裂縫的產(chǎn)生。補(bǔ)償收縮砼在養(yǎng)護(hù)期間，可產(chǎn)生（2-4）×10-4限制膨脹率ε2，在空氣中它會(huì)產(chǎn)生收縮根據(jù)砼膨脹的大小，最終變形值±1×10-4。普通防水砼不具有膨脹性能，在空氣中產(chǎn)生的總收縮Sm一般為（4-6）×10-4，而砼的極限拉伸值為εp為（1-2）×10-4，當(dāng)Sm＞εp時(shí)砼結(jié)構(gòu)就會(huì)開(kāi)裂。而補(bǔ)償收縮砼的抗裂條件是：ε2－Sm≤εp。對(duì)于補(bǔ)償收縮砼來(lái)說(shuō)，則內(nèi)外規(guī)定其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力值為：δc=0.2~0.7Mpa。以限制膨脹來(lái)補(bǔ)償砼的限制收縮，抵消鋼筋砼結(jié)構(gòu)在收縮過(guò)程中產(chǎn)生的全部或大部分的拉應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)不裂或把裂縫控制在無(wú)害裂縫范圍內(nèi)，這就是補(bǔ)償收縮砼的抗裂原理。補(bǔ)償收縮砼的質(zhì)量影響鋼筋砼結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的重要因素，因此，我們從材料采購(gòu)、配合比設(shè)計(jì)到預(yù)拌施工全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制。派專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員考察供應(yīng)商技術(shù)質(zhì)量水平，做到貨比三家，從正規(guī)渠道正規(guī)廠家購(gòu)買(mǎi)貨真價(jià)實(shí)的膨脹劑及其它外加劑，避免以次充好影響砼的質(zhì)量。對(duì)攪拌公司現(xiàn)場(chǎng)砂、石料定期抽樣,檢查拌和物的含泥量、含水率等指標(biāo)，不符合要求的材料不準(zhǔn)使用。砼配合比設(shè)計(jì)前，先進(jìn)行試配，對(duì)膨脹劑的用量。外加劑及其它摻合料的選擇及有無(wú)匹配沖突進(jìn)行確定，驗(yàn)算，是配合比設(shè)計(jì)能達(dá)到補(bǔ)償收縮砼的技術(shù)性能指標(biāo)。攪拌站施工時(shí)，嚴(yán)格按照配合比施工，設(shè)置精確的計(jì)量?jī)x器并請(qǐng)專(zhuān)人負(fù)責(zé)水泥摻合料用水量膨脹劑及其它外加劑的稱(chēng)量，保證誤差在±1%以?xún)?nèi)，石子不超過(guò)±2%以確保砼的質(zhì)量。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案施工。投料順序?yàn)椋荷?、石、水泥、膨脹劑、摻合料、水，攪拌時(shí)間應(yīng)比普通砼延長(zhǎng)30~60S。盡量降低砼的砂率，減少水泥用量，使用早期水化熱較低的硅酸鹽水泥減少砼開(kāi)裂的可能性。嚴(yán)格控制拌合砼的塌落度和限制膨脹率，驗(yàn)測(cè)符合規(guī)定要求方可出廠，盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間，降低砼的出機(jī)溫度。按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定留取砼試塊。2.3精心施工，爭(zhēng)創(chuàng)精品工程。由于地下剪力墻工程是關(guān)系到地下防水的關(guān)鍵工程，項(xiàng)目部組織各級(jí)管理人員共同研究施工方法，從施工各個(gè)環(huán)節(jié)保證補(bǔ)償收縮混凝土自身限制膨脹作用的發(fā)揮，減少收縮裂縫的產(chǎn)生。支模時(shí)選用新的或周轉(zhuǎn)次數(shù)較少、表面平滑的竹膠模板，支模前刷涂脫模劑。合模加固前注意把鋼筋保持在正確位置，以確保鋼筋的約束作用，檢查水平構(gòu)造筋是否綁扎牢固到位，洞口附加筋及墻、柱連接處加筋是否按要求設(shè)置?；炷翝仓埃瑢?duì)以下幾個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行檢查：模板截面尺寸、軸線位置、垂直度、平整度是否符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求；模板的穿墻螺桿是否按施工方案執(zhí)行，能否達(dá)到強(qiáng)度要求，雙螺母是否配齊，螺母是否松動(dòng)；模板拼縫是否嚴(yán)密、無(wú)錯(cuò)臺(tái)，有無(wú)漏漿可能；模板支撐系統(tǒng)是否有足夠的剛度和穩(wěn)定性；模板內(nèi)是否有雜物、穿墻鐵絲，水平施工縫內(nèi)是否有殘?jiān)⒛拘?、海綿條等雜物；模板和老混凝土是否充分濕潤(rùn)；上口甩筋位置是否準(zhǔn)確等。將存在問(wèn)題解決后才能澆筑剪力墻混凝土。嚴(yán)格控制到場(chǎng)砼坍落度，在滿足泵送的條件下，將坍落度控制在140±10mm，不得隨意摻水稀釋?zhuān)乐够炷岭x析造成墻體砼勻質(zhì)性降低引起的裂縫?；炷翝仓^(guò)程中，合理布料合理振搗。澆筑前合理按排泵車(chē)、泵管位置，施工時(shí)應(yīng)分散布料，按計(jì)劃從一側(cè)或兩端澆筑砼，采用梅花式振搗方法，振搗棒插入點(diǎn)距500mm左右，振搗時(shí)間不易超過(guò)15s，并以觀察到粗骨料在砼各層面上均勻分布為準(zhǔn)。分層布料時(shí)以階梯式前進(jìn)，為使上下層砼不產(chǎn)生冷逢，振搗上層時(shí)應(yīng)插入下層砼中50mm。干縮濕漲是砼的物理特性，砼表面收縮變形裂縫的產(chǎn)生就是因?yàn)楸砻媸^(guò)快造成的這一點(diǎn)已在****教授的砼平板實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)，所以適時(shí)保濕養(yǎng)護(hù)是防止砼塑性變形的根本措施，本工程施工時(shí)正值干燥大風(fēng)天氣，補(bǔ)償收縮砼早期急需水分完成限制膨脹，所以在砼初凝后即開(kāi)始保濕養(yǎng)護(hù)，持續(xù)48h。砼澆筑完成兩天后，再松開(kāi)外側(cè)模板從頂端及外側(cè)澆水養(yǎng)護(hù)，這樣利用模板對(duì)砼的摩阻力，抵消砼的收縮應(yīng)力，已達(dá)到減少和控制地下室墻體豎向裂縫的目的。另外，模板較長(zhǎng)時(shí)間處于“夾緊”狀態(tài)，使砼中水分不易散發(fā)出去。有利于水泥充分水化，對(duì)提高砼強(qiáng)度減少裂縫出現(xiàn)大為有利。拆模后，防水卷材施工前，應(yīng)繼續(xù)淋水養(yǎng)護(hù)，以不露白為宜。做完防水施工后及時(shí)回填土，使剪力墻外圍保持濕潤(rùn)氛圍，有利于強(qiáng)度增長(zhǎng)和補(bǔ)償膨脹。2.4改進(jìn)后澆帶的做法根據(jù)“抗放兼?zhèn)?，以抗為主”的設(shè)計(jì)原則；用“膨脹加強(qiáng)帶”取代“后澆帶”。由于本工程結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)，結(jié)合商品砼供應(yīng)能力及每班施工能力，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)意圖，將環(huán)形管廊用后澆帶分成8個(gè)區(qū)段。這樣每個(gè)區(qū)段長(zhǎng)度仍在80-130m之間，若采用普通防水砼仍需設(shè)置后澆帶，（規(guī)范要求30-40m間距設(shè)一條），但采用補(bǔ)償收縮砼則可以用膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶，實(shí)現(xiàn)區(qū)段內(nèi)無(wú)縫施工。應(yīng)力集中處砼膨脹加強(qiáng)帶帶寬2m，帶的兩側(cè)布置ф5mm密孔鋼絲網(wǎng)，將帶內(nèi)砼同帶外砼分隔開(kāi)，鋼絲網(wǎng)垂直分布于內(nèi)外層鋼筋之間，兩端分別綁扎在內(nèi)外層鋼筋上，砼膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)增設(shè)10％水平溫度鋼筋，并均勻布置在內(nèi)外層鋼筋上。水平溫度筋垂直于膨脹加強(qiáng)帶長(zhǎng)度方向進(jìn)行分布，兩端各伸出膨脹加強(qiáng)帶2m，并固定在內(nèi)外層鋼筋上。膨脹加強(qiáng)帶外采用限制膨脹率0.02％～0.03％補(bǔ)償收縮砼（膨脹劑摻量10％～12％），帶內(nèi)采用限制膨脹率0.035％～0.04％補(bǔ)償收縮砼（膨脹劑摻量14％～15％），并將設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高5MP，保證砼不產(chǎn)生裂縫，并做到無(wú)縫施工。工程實(shí)踐通過(guò)深化施工設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，有針對(duì)性的采用抗裂措施，嚴(yán)格控制施工工藝，運(yùn)用砼膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置，在實(shí)現(xiàn)了****中心體育場(chǎng)超長(zhǎng)地下剪力墻有縫設(shè)計(jì)無(wú)縫施工的前提下，有效控