【原創(chuàng)作品】地下室溷凝土外墻開裂預(yù)估的探討【資料下載】

1、地下室混凝土外墻開裂預(yù)估的探討陳靜茹12，王命平1，胡濱波1（1.青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院，山東青島266033；2.武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，湖北武漢430070）摘要：地下室混凝土外墻施工期間開裂情況較為普遍，是影響地下室耐久性的主要因素之一。裂縫預(yù)估是進(jìn)行裂縫控制的前提，本文在工程調(diào)查的基礎(chǔ)上，討論了基于外約束的裂縫預(yù)估理論和基于補(bǔ)償收縮混凝土的裂縫預(yù)估理論，兩種理論預(yù)估結(jié)果的對(duì)比表明基于外約束的裂縫預(yù)估理論和工程實(shí)際情況較

2、為吻合?？紤]地下室外墻約束條件、水平鋼筋配筋率、補(bǔ)償收縮混凝土的特點(diǎn)等因素，將兩種控制理論結(jié)合起來，提出了使用泵送補(bǔ)償收縮混凝土的地下室外墻裂縫控制指標(biāo)及其限值，并根據(jù)工程調(diào)查結(jié)果對(duì)裂縫控制指標(biāo)限值進(jìn)行修正。該指標(biāo)可近似預(yù)測采用補(bǔ)償收縮混凝土的鋼筋混凝土地下室外墻裂縫，較好地滿足了施工期間預(yù)估地下室外墻裂縫的需要。關(guān)鍵詞：地下室；混凝土外墻；裂縫；預(yù)估中圖分類號(hào)：TU312.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16727037(2008)0302

3、5604高層及多層建筑的鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)外墻壁薄、施工過程中易出現(xiàn)裂縫。近年我國商品混凝土的應(yīng)用迅速發(fā)展，由于泵送的需要，混凝土的流動(dòng)性加大，使得混凝土的收縮率從以往的0.04%～0.06%增加到0.06%～0.08%，導(dǎo)致地下室混凝土外墻出現(xiàn)裂縫的幾率大大增加[1]。建筑物地下室多處在有水的環(huán)境，外墻開裂導(dǎo)致滲漏與安全隱患（鋼筋銹蝕），所以外墻裂縫一直是影響地下室耐久性的主要因素之一。本文以青島地區(qū)工程實(shí)例為基礎(chǔ)，對(duì)地下室外墻裂縫

4、預(yù)估理論進(jìn)行探討，提出裂縫控制指標(biāo)，以滿足施工期間預(yù)估地下室外墻裂縫的需要。1工程實(shí)例調(diào)查以下是青島市八個(gè)工程地下室外墻施工期間的調(diào)查資料（表1），表中墻長為一次性澆注最大長度，所有墻體均采用泵送混凝土澆注。除1號(hào)墻體采用PO32.5MPa水泥拌制混凝土外，其余墻體均用PO42.5MPa水泥拌制混凝土，a~d墻體混凝土中摻加10％粉煤灰。表1地下室外墻調(diào)查墻體L(長)H(高)t(厚)／mm水平鋼筋配筋率／％膨脹劑名稱與摻量／％設(shè)計(jì)強(qiáng)度與

5、抗?jié)B指標(biāo)，單方水泥用量／(kgm3)開裂情況13080051003500.3231JEA，8C40S84602條貫穿裂縫23480053003500.5864JEA，8C40S8370表面裂縫34240051503500.5864UEA，10C50S8430表面裂縫43140042503000.6841UEA，10C30S8366未開裂a(bǔ)3520045003000.6841UEA，11C40S8405未開裂b3960046003500.

6、4308PNS系列，1C40S12380未開裂c3650055004001.2671JEA，8C40S8353未開裂d4080039003500.4398UEA，11C30S8364表面裂縫調(diào)查發(fā)現(xiàn)，混凝土中未摻加粉煤灰的墻體(1～4)，超過半數(shù)的墻體在施工期間出現(xiàn)不同程度的裂縫；混凝土中摻加粉煤灰的墻體(a～d)，墻體開裂的情況較輕。裂縫出現(xiàn)的時(shí)間集中在墻第25卷第3期華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（城市科學(xué)版）Vol.25No.32008年9月J

7、.ofHUST.（UrbanScienceEdition）Sep.2008收稿日期：20080305作者簡介：陳靜茹（1973），女，湖北武漢人，講師，碩士，研究方向?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)及項(xiàng)目管理，jingru_chen@。度，提高了混凝土的抗裂性能[3]。對(duì)補(bǔ)償收縮混凝土來講，可以預(yù)測并采取措施防止混凝土由內(nèi)部約束引起的裂縫，但此理論不能預(yù)測混凝土在外約束作用下的開裂問題。對(duì)地下室混凝土外墻，大量的實(shí)例證明外部約束是引起裂縫的主要原因，即使采用

8、補(bǔ)償收縮混凝土，墻體的裂縫也不能完全避免。對(duì)超長結(jié)構(gòu)的地下室混凝土外墻，可采用補(bǔ)償收縮纖維混凝土、預(yù)應(yīng)力技術(shù)解決混凝土的裂縫問題。但以上方法造價(jià)很高，所以多數(shù)工程還是以設(shè)置伸縮縫、后澆帶結(jié)合補(bǔ)償收縮混凝土作為控制地下室外墻裂縫主要技術(shù)措施[7]。若能將兩種控制理論結(jié)合、提出簡單實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測墻體是否會(huì)產(chǎn)生裂縫，則為工程之亟需。3裂縫控制指標(biāo)K3.1開裂控制指標(biāo)K基于以上討論，根據(jù)地下室外墻的受力特征、綜合考慮現(xiàn)行補(bǔ)償收縮混凝土材料的

9、特點(diǎn)和影響該構(gòu)件裂縫的主要因素，本文提出地下室外墻裂縫的控制指標(biāo)K，把兩個(gè)抗裂計(jì)算理論結(jié)合起來。在考慮外約束的基礎(chǔ)上，公式（1）已經(jīng)給出了墻體長度的限值。補(bǔ)償收縮混凝土最終收縮變形率D和墻體水平鋼筋配筋率ρ是影響墻體是否開裂的兩個(gè)重要因素，混凝土最終收縮變形率過大、墻體水平鋼筋配筋率過低均對(duì)控制墻體裂縫不利[8]?？紤]以上兩因素對(duì)裂縫控制的影響，對(duì)公式（1）兩邊乘以系數(shù)ρ1D，并令HECx=β，即：P2arcch11TDDLTαρρβα

10、ε??≤???????(3)對(duì)（3）式整理得：P2arcch11TDLDTαβρραε??≤???????(4)令ρβ=1LDK，[]P2arcch1TDKTαραε??=???????，則得到地下室外墻裂縫預(yù)估經(jīng)驗(yàn)公式（5），此公式考慮了墻長L，混凝土最終收縮變形D，墻體水平配筋率ρ對(duì)墻體裂縫的影響。[]KK≤(5)式中，K和[K]分別為開裂控制指標(biāo)及其限值。3.2開裂控制指標(biāo)限值[K]的確定開裂控制指標(biāo)限值[K]和補(bǔ)償收縮混凝土的最

11、終收縮變形率D，綜合溫差T，水平鋼筋配筋率ρ等因素有關(guān)。D根據(jù)εP進(jìn)行計(jì)算，對(duì)地下室混凝土外墻，偏安全地取其極限拉伸率εP（D值）為1.3104[9]。表1中1～4墻體實(shí)測的綜合溫差T為29.40℃～39.26℃，取40℃計(jì)算，a～d墻體實(shí)測的綜合溫差T為30.02℃～32.40℃，取33℃計(jì)算。對(duì)補(bǔ)償收縮混凝土，為了更好地約束膨脹，墻體水平筋最小配筋率不低于0.3℅[10]。根據(jù)以上取值，對(duì)混凝土中不摻加粉煤灰的墻體，[K]≈1.96

12、104；對(duì)混凝土中摻加粉煤灰的墻體，[K]≈2.17104。3.3對(duì)開裂控制指標(biāo)限值[K]的修正根據(jù)表1資料、設(shè)計(jì)圖紙及施工實(shí)際情況，計(jì)算被調(diào)查墻體的K值如表4所示。表4各墻體的K值計(jì)算墻體K／10－4開裂情況墻體K／10－4開裂情況13.2061開裂a(bǔ)2.525024.9239開裂b2.313634.1085開裂c1.958542.6103d3.5709開裂從表4的計(jì)算結(jié)果可以看出，隨著K值的增大，地下室混凝土外墻由不開裂變化為開裂，

13、顯示出明顯的規(guī)律性。對(duì)表1中的墻體當(dāng)K≥2.6103104時(shí)，123號(hào)墻體都開裂了；當(dāng)K≥2.5250104時(shí)，d號(hào)墻體開裂，按實(shí)際工程對(duì)理論計(jì)算的[K]值進(jìn)行修正后，取[K]=2.50104。4算例及結(jié)論經(jīng)計(jì)算，青島市某法院綜合樓地下室(表5)外墻裂縫控制指標(biāo)K=1.8234104﹤[K]，表明本工程地下室混凝土外墻在施工時(shí)不會(huì)開裂。實(shí)際證明，在采取合適的養(yǎng)護(hù)措施后，本工程地下室在施工過程中外墻未出現(xiàn)有害裂縫，目前主體結(jié)構(gòu)已完工兩年，