地下室顶板做反梁行么？覆土有1.2厚
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&&&&&&& 摘& 要:笔者长期从事建筑施工现场管理，本文从作者亲身参与的项目实际从发，探讨了补偿收缩混凝土技术在地下室结构中的应用的主题，旨在与同行探讨学习，共同进步。
&&&&&&& 关键词:地下室；补偿收缩混凝土；设计；裂缝；处理措施
&&&&&&& 随着城镇一体化的推进，大面积高层住宅小区日益增多，大体积地下室经常在工程设计中遇见。近年来，补偿收缩混凝土技术在地下室工程中应用普遍，尤其2009年国标《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T 178-2009的发布，为其工程设计提供了规范依据。但是，由于混凝土裂缝产生原因的复杂性和多样性，补偿收缩混凝土不能完全保证地下室结构无裂缝，尤其是后期裂缝的产生。因此，地下室应用补偿收缩技术时，还应从设计构造、施工环节上增加措施，防止裂缝产生。下面结合实际工程案例，阐述补偿收缩混凝土应用时，设计和施工应注意的问题，由于设计、施工的疏忽，结构薄弱部位出现裂缝，分析其原因和处理方法，吸取教训，避免类似情况发生。
&&&&&&& 1工程概况
&&&&&&& 东莞市某高层住宅楼小区，该小区由9栋25层高层住宅、2栋商铺及地下车库组成，总建筑面积约为m2，其中1号、2号、6号和8号住宅地下室与地下车库连成一体，地下室层数为1层，地下室建筑面积约为5800m2，平面为不规则形状，平面最长处约为94m，最短处约为62m，平面示意见图1。地下室结构层高为3.9米，其中埋入地下部分为深度3.2m，顶板覆土厚度为0.9m。结构基本风压值为0.55kN/m2。抗震设防烈度为6度(设计基本地震加速度值为0.05g)，设计地震分组为第一组，场地土类别为Ⅲ类。
&&&&&&& 图1平面及加强带布置示意图
&&&&&&& 2地质概况
&&&&&&& 地下室土层分布由上而下分别为，(1)杂填土，结构松散，厚1.0~2.7m；(2)粉砂，松散，厚0.9~2.1m；(3)粉质粘土，软塑~可塑，厚1.2~4.3m；(4)淤泥质粉质粘土，流塑～软塑，厚1.2~3.0m。实测地下水水位埋深0.76～0.96m，抗浮设计标标高取室外标高。
&&&&&&& 3基础设计
&&&&&&& 本工程无合适的天然地基持力层，故本工程主楼部分和地下室车库部分均采用高强度预应力管桩，桩径为Ф500mm，持力层为强风化砂岩层，单桩竖向承载力特征值为1800KN，兼抗拔时单桩竖向抗拔力特征值为300KN，采用静压法施工。
&&&&&&& 4地下室结构设计
&&&&&&& 地下室底板、外墙、地下室底板混凝土等级均为C35，抗渗等级均为P6；地下室底板采用桩承台加防水板设计，底板厚度为400mm，取典型柱距8.3mx8.0m，分正向荷载(自重，使用活荷载)作用和水反力（扣除底板自重）作用两种工况，采用PKPMSLABCAD模块取5跨计算分析，承台附近板根据计算结果增加附件钢筋，见图2；地下室外墙厚取300mm，迎水面混凝土保护层厚度取50mm，裂缝控制为0.2mm，根据东莞市地方要求规定，增加外墙中部1米范围内水平筋间距不大于100mm构造要求，防止墙中竖向裂缝的产生，典型外墙配筋见图3；地下室顶板采用井字梁结构，顶板厚度为160mm，荷载为覆土自重加施工荷载，地下室顶板未设置消防车道，不考虑消防车荷载，顶板钢筋双层双向拉通，支座不足处另附加钢筋。
&&&&&&& 图2承台附近附加钢筋示意图&&&&&&&&&&&& 图3 典型外墙配筋图
&&&&&&& 5补偿收缩混凝土设计
&&&&&&& 本地下室长度为94米，为超长结构，故地下室底板、侧壁和地下室顶板采用补偿收缩混凝土设计，并得到建设单位认可。
&&&&&&& 大体积混凝土材料采用普通混凝土时，往往在其自身干缩作用下引起开裂，造成钢筋腐蚀、地下室渗漏等，影响建筑正常使用和寿命，补偿收缩的概念就是在普通混凝土制备时，加入适量膨胀剂，补偿其干缩，防止混凝土开裂，膨胀剂过多过少都会影响其效果，故设计时应提供各部位的限制膨胀率参数。
&&&&&&& 本工程后浇带采用膨胀加强带形式，加强带宽为2m，间距为30~40m（加强带平面布置见图1），膨胀加强带处采用大膨胀率混凝土，其余部位采用小膨胀率混凝土，膨胀剂建议使用硫铝酸钙类，因CaO水泥膨胀受生产工艺的影响，稳定性不佳，故禁止使用CaO类膨胀剂。工程开工前应进行限制膨胀率的试验（有充分选用的膨胀剂材料的工程经验时除外），具体应按《混凝土外加剂应用技术规范》（GB ）相关条款进行。膨胀加强带内外混凝土限制膨胀率（水中14天）要求如下：
&&&&&&& （1）地下室侧壁：加强带内限制膨胀率为0.045%~0.050%，加强带外限制膨胀率为0.025%~0.035%；
&&&&&&& （2）地下室梁板（含底板、覆土的顶板）：加强带内限制膨胀率为0.040%~0.045%，加强带外限制膨胀率为0.020%~0.025%；
&&&&&&& （3）不覆土地下室顶板：加强带内限制膨胀率为0.045%~0.050%，加强带外限制膨胀率为0.025%~0.030%；
&&&&&&& 膨胀加强带采用后浇施工，先浇加强带外小膨胀混凝土，7~14天后用大膨胀混凝土浇筑加强带。地下室底板、侧壁的膨胀加强带，应设置3mm厚的止水钢板。所有膨胀加强带处配筋均应予以加强，梁、板膨胀加强带大样详图4、图5。地下室底板、外侧壁后浇的膨胀加强带外应进行防水处理。采用补偿收缩混凝土的构件，混凝土浇筑前应对模板进行浇水湿润，但不应存在明水；在混凝土初凝后开始养护时，需采用蓄水养护或覆膜保水养护或湿草袋（麻袋）淋水养护，养护时间应不少于14天；墙体混凝土浇筑完后，因尽早回填土，有利于混凝土保湿保温。
&&&&&&& 图4梁后浇膨胀加强带大样示意图&&&&&&&&& 图5板、墙后浇膨胀加强带大样示意图
&&&&&&& 6采光井处裂缝分析
&&&&&&& 2012年4月，地下室施工完毕，当年11月，建设单位反应，地下室顶板采光井开洞处梁、采光井中间局部板出现裂缝（采光井平面定位示意见图1），具体位置见图6，梁裂缝为沿梁全长间隔分布的贯通竖向裂缝，板裂缝为贯通板截面的平行拉裂缝，均呈典型轴心受拉构件裂缝形式，见现场照片图7（照片中裂缝处施工单位自行抹浆）和图8。裂缝宽为0.2~3mm不等。
&&&&&&& 图6出现裂缝的梁板平面示意图
&&&&&&& 进一步了解情况，除该采光井处梁板外，地下室其余部位均未出现裂缝，故排除因混凝土养护不周引起的裂缝；施工单位的补偿收缩混凝土配合比也保证了设计限制膨胀率，且该裂缝为地下室施工完很长一段时间才发现，基础全部采用管桩基础，沉降变形观测数据无异样，故排除了混凝土自身收缩和基础沉降不均等因素。排除掉上述原因后，根据现场情况，地下室顶板覆土铺设，夏季昼夜温差大，裂缝的产生呈长向混凝土收缩引起的拉裂状况，且裂缝产生部分为顶板开洞薄弱处，故判断裂缝引起的原因为后期温差变化。补偿收缩混凝土早期能补偿混凝土各种收缩，有效的控制裂缝，但是，受环境和时间等因素，对后期的温差裂缝，补偿混凝土也无能为力，不能认为用了补偿收缩混凝土，裂缝就不会产生。本工程由于地下室顶板未回填覆土，昼夜温差大，温度骤降引起采光井两侧长方向混凝土收缩，产生拉应力，采光井两侧长方向板均设置双层双向拉通钢筋，能有效抵抗混凝土收缩引起的拉应力，而采光井处梁板，由于开洞削弱，呈两端受约束状况，且设计时未考虑增加附加钢筋，故在受拉作用下，薄弱处梁板产生裂缝。
&&&&&&&&&&
&&&&&&& 图7梁开裂情况现场照片&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图8板开裂情况现场照片
&&&&&&& 7裂缝处理
&&&&&&& 由于该裂缝产生的原因为温差变化，混凝土构件收缩引起的轴心受拉作用下，应力大于混凝土抗拉强度时产生的裂缝，正常使用下梁板均为受弯构件，且地下室顶板覆土回填能有效降低温差作用，故判断该处梁板是安全的。因此，对该处梁板裂缝进行压力注浆法修补处理，灌浆材料采用改性环氧树脂胶，同时，应建设单位要求，为保险起见，裂缝修补后，对梁板采用粘碳纤维布法加固，梁截面四周在垂直裂缝方向粘碳纤维，板面、板底均在垂直裂缝方向粘碳纤维，并督促施工单位尽快完成地下室顶板覆土回填工作，减轻温差效应。工程竣工验收时，未发现裂缝发展，处理效果良好。
&&&&&&& 8设计建议
&&&&&&& 补偿收缩混凝土设计时，板配筋应双层双向拉通，钢筋宜密而细，能有效控制裂缝。当遇到板大开洞时，开洞会引起部分梁、板受约束较强，尽量同建筑专业协商，调整开洞位置避免出现受约束较强的板。如避免不了，宜进行温度应力模拟计算分析，加强附加钢筋，梁按轴心受拉构件沿截面四周增加纵向钢筋，同时，建议该处梁和板预留钢筋，后浇处理。对地下室顶板有覆土情况，应尽早回填覆土；对地上部分，应尽早封闭围护结构；对屋面部分，应尽早做防水保温层，尽量避免温差过大，引起温差裂缝。
&&&&&&& 9效果与结论
&&&&&&& 该地下室运用补偿收缩混凝土技术，设置膨胀加强带，工程竣工后，整体效果良好，地下室底板、外墙和大部分地下室顶板均未发现裂缝，施工灵活，加快了施工进度，得到建设单位的肯定；同时地下室顶板采光井开洞处出现温差裂缝，补偿收缩混凝土不是万能的，对后期结构和温差裂缝作用有限，加固处理后，效果良好。通过本工程实例可知，当地下室顶板遇大开洞时，应特别注意薄弱部分产生的后期温差裂缝，从设计和施工环节上增加措施，尽量避免此类裂缝的产生。
&&&&&&& 参考文献
[1] 赵顺增，游宝坤. 补偿收缩混凝土裂渗控制技术及其应用[M].中国建筑工业出版社,2010年09月
[2] 徐荣年. 工程结构裂缝控制&&步入王铁梦法及诠补[M].中国建筑工业出版社,2012年08月
[3] JGJ/T 178-2009 补偿收缩混凝土应用技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社,2009年
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