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1、地下室混凝土顶板裂缝原因分析及处理原太平摘要:以晋城市黄华街地下停车场工程为例,介绍了地下室现浇混凝土顶板裂缝的分布及特征,通过对其产生原因的分析,从设计、施工方面提出了进行裂缝控制的建议及相应的加固处理方法。关键词:混凝土结构,裂缝,温度荷载,干缩中图分类号:TU312.3文献标识码:A时间基本上都在每年的9月份。3裂缝原因分析根据裂缝分布及特征,地下室混凝土顶板产生裂缝的主要原因是由混凝土温度变形和干缩变形引起的。晋城地区夏季高温炎热且暴雨频繁,受日照辐射,花岗岩地面白天温度高达30℃～40℃,
2、室外80m长的混凝土结构经常处于温度荷载作用下,受约束作用的顶板不能自由变形,导致板内产生拉应力,结构越长,中部板内应力就越大1。混凝土结构具有热胀冷缩的性质,是一种抗拉能力很低的脆性材料,当板内拉应力超过混凝土抗拉强度,且板的变形大于配有分布钢筋的混凝土板极限拉伸的时候,顶板就产生裂缝,第一批裂缝出现在板的中部,将板沿长向一分为二,第二批裂缝又将每块板再分为两块,由于混凝土材料为非均匀性,抗拉强度不均匀,所以裂缝分布可能有一道,也可能有多道。由于板的收缩值远大于梁的收缩值,故裂缝都出现在板上。混凝
3、土在硬化过程中约有20%的水分是水泥水化所必须的,还有80%的水分要不断蒸发,体积就会逐渐减小,混凝土中就会产生收缩应力。由于干缩变形能使构件中出现较大应力,于是结构薄弱部位就产生裂缝,这种裂缝对结构的危害较大,会严重影响结构的耐久性。试验证明1,混凝土收缩的整个过程要持续2年以上。设计上没有足够重视。GB5001022002混凝土结构设计规范规定:钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距,室内或土中为30m,露天为20m,虽然在地下室中部设置了一道后浇带,但它是施工期间保留的临时性温度收缩和干燥收缩的变形缝,
4、只能解决混凝土早期收缩,后浇带封好后顶板长度大大超过规范所规定的范围,而超长顶板受大气温差影响很大,对后期收缩设计人员没有足够重视,板中的纵向钢筋仅按构造钢筋配置,而且板厚仅为150mm,这是板极易开裂的又一个因素。4控制裂缝的几点建议为防止混凝土顶板由于受温度(气温)、湿度(失水干缩)引起变形而产生裂缝,可采用“抗”“、防”的基本原则。1)“抗”是采用提高混凝土结构极限拉伸值的方法来抵抗温度应力和变形,为此在混凝土板中合理配置分布钢筋,是控制裂缝的重要措施。工程实践表明,在板中沿纵向上下配置通长钢
5、筋,采用小直径钢筋,钢筋间距小于150mm,能有效提高混凝土板的抗变形能力,特别是在地下室顶板中部(即应力最大处)要加强构造配筋并增加板厚,以提高抗拉和抗渗能力。2)“防”是采用保护措施来减小日照辐射所产生的过大温差。如梁板式顶板主次梁不应上翻设置,避免直接受日照辐射,顶板要全部被土覆盖,并加厚覆土层,建议覆土厚度在1.0m左右为宜。1概况晋城市黄华街地下停车场为现浇钢筋混凝土框架结构,地下1层(非人防地下室),地上3层。地上建筑位于D轴至J轴,C轴至D轴为绿化地,其顶板上覆土厚0.9m,A轴至C轴
6、为广场,在顶板翻梁之间覆土厚0.5m,其上铺设花岗石地面。整个地下室南北长80.1m,东西宽27.6m,位于⑩轴至λω§轴之间设有一道0.8m宽的后浇带。地下室顶板为梁板式,在A轴至D轴间主、次梁上翻,板厚150mm,板短向为2.5m左右,长向7.7m～8.0m。板的配筋:短向板底钢筋Φ8@100,板面钢筋Φ10@100,沿长向板底与板面钢筋均为Φ6@200。混凝土强度等级为C30,抗渗等级为S8,水泥用量365kg/m3,掺入UEA2H高效混凝土膨胀剂,掺量为水泥用量的10%,水灰比为0.48,坍
7、落度为160mm。混凝土配合比见表1。kg/m3表1混凝土配合比表该工程于2001年开始兴建,于当年9月底完成地下室混凝土浇筑,其中地下室墙板和顶板为一次浇筑完成,泵送混凝土施工工艺,混凝土浇筑后,采用蓄水养护7d,40d后封闭了后浇带。地下室室外部分于2001年12月开始覆土。2裂缝分布及特征地下室于2001年9月底施工完毕,于2002年9月底发现顶板上出现第一条裂缝,位置在⑩轴至λω§轴之间的室外部分,也就是顶板长向中部并靠近后浇带,裂缝出现在板上,并止于主次梁,缝宽最大处大于0.3mm,长达1
8、0m,为贯穿性裂缝,不断渗漏水,影响房间的使用。2003年9月,因房间几处漏水,又查出四条裂缝,缝的位置同样是在室外顶板上,分布在第一条裂缝左右两边,其中第二条裂缝在⑧轴至⑩轴之间,长达10m,缝宽最大处大于0.3mm;第三条裂缝在λψ§轴到λζ§轴之间,缝长3.8m,缝宽0.3mm左右;第四条裂缝在⑥轴至⑧轴之间,长8m,缝宽最大处大于0.3mm;第五条裂缝在λζ§轴至λ
9、§轴之间,长5.7m,缝宽最大处大于0.3mm。这四条裂缝与第一条裂缝相同,均为贯穿性裂缝,有
