地下室超长结构混凝土裂缝控制
【摘 要】超长结构混凝土由于其较大的温差收缩及干燥收缩，导致裂缝控制的难度加大，必须从材料、结构设计、施工等方面综合采取有效的措施。
【关键词】超长结构混凝土；裂缝；控制
近年来，有不少新建成或正在施工的大型商住楼和公用建筑中，其地下室大部份为超长结构。由于结构整体性及地下室防水的要求，取消地下宣底板所有后浇带，导致采用超长结构混凝土无缝施工技术推广应用越来越广泛。
1 混凝土超长结构
混凝土超长结构是指结构单元长度超出《混凝土结构设计规范》(GB50012—2002)9．1_1条所规定的混凝土结构伸缩缝最大间距的结构。结构设置伸缩是基于控制由于混凝土的干燥收缩和热胀冷缩而引起的变形，超长混凝土结构必须考虑在施工期间和建成使用如何控制减少裂缝。
2 混凝土产生裂缱的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因，包括湿度的变化和混凝土的收缩，混凝土的脆性和材料的不均匀性，原材料不合格(如碱骨料反映)，模板变形，基础不均匀沉降等。其中湿度的变化和混凝土的收缩是引起裂缝的主要原因。
2.1 温度应力(包括施工期间的温度应力和建成使用后温度变化产生的应力)．施工期间自浇筑混凝土开始放热至混凝土完全冷却以后的时期，混凝土中的水泥放出大量的水化热，同时混凝土弹性模量发生显著的变化，这个时期形成了弹性模量变化残余应力和混凝土的冷却所引起残余应力。
温度变化对结构产生作用，当结构或构件变形约束不能自由变形时将引起应力。如：框架变形受到地基基础的约束，框架梁的变形受到框架柱的约束，楼板的变形受到墙、梁的约束；这类外约束引起的力为外约束应力结构构件非均匀受热，如混凝土冷却时表面的湿度低，内部湿度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力，这类由于结构本身互相约束而出现的温度应力为内约束应力。
2.2 混凝土的收缩(主要有塑性收缩、自收缩、干燥收缩和碳化收缩)：塑性收缩是新拌混凝土失水引起的收缩，它的失水是由表面脱水而引起。当收缩力大于基体的抗拉强度时，就会使表面产生开裂。混凝土日早期塑性收缩最大速率发生在浇筑后1～4h，此后收缩平缓。因此在收缩速度较大的时期特别要采取保护措施以避混凝土开裂。化学减缩主要是无水熟料与水起化学反应，使固相体积逐渐增加，而水泥中的水体系的总体积逐渐减少的缘故，干燥收缩的主要原因是水分在混凝土硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的，由于集料的干燥收缩很小，因此混凝土的干燥收缩主要是水泥石干燥收缩造成的。
3 预防裂缝的方法与措施
3.1 采用低标号混凝土：混凝土土的强度等级高，水泥用量多。混凝土硬化过程中水化热高，收缩大，容易造成裂缝。设计过程中。在满足承载力和变形的条件下，优先采用较低标号的混凝土，宜在C30～C35的范围，这一方法在基础和楼板上能较好的实现。
3.2 设置膨胀加强带
(1)膨胀加强带要求设置在混凝土收缩应力发生的最大部位，一般的就是长度方向的中问位置，对于超长普通混凝土伸缩缝设置距离很长的超长连续无缝施工的混凝土，可设置多条膨胀加强带。膨胀加强带作用主要有两个方面：①膨胀加强带混凝土的设计强度应比相邻的非膨胀加强带混凝土的设计强度提高5MPa，从而提高膨胀加强带混凝土的抗拉强度，提高最易开缝部位的抗拉强度，防止混凝土在最易开缝的部位开缝；
②膨胀加强带混凝土掺量应比带外混凝土掺量提高一些，一般应提高到8％～10％。从而提高最易开裂部位的膨胀率，消除该部位混凝土内的预应力，避免混凝土开裂。
(2)膨胀加强带宽2m。带的两侧布置中5mm，网格尺寸为40×40ram的钢丝网，将带内混凝土与带外混凝土分隔开，钢丝网垂直布置在上下层(或内外层)钢筋之间，两端分别绑扎在上下层(或内外层)钢筋上。
(3)膨胀加强带内增设(10～15)％水平温度钢筋。并均匀布置在上下层(或内外层)钢筋上。水平温度钢筋垂直于膨胀加强带长度方向进行分布，两端积压伸出膨胀加强带2m，并固定在上下层(或内外层)钢筋上。(水平温度钢筋的配制以配筋率高低而确定)。
(4)膨胀加强带做法：带内混凝土强度等级比带外混凝土强度等级高5MPa，带外混凝土膨胀剂掺量为6％～8％，带内混凝土膨胀剂掺量为8％～10％。
3.3 增大配筋率：底层楼板由于温度影响较大应该考虑温度受力筋，配筋率应加大。混凝土墙体由于养护困难，受湿度影响大，为了控制温差和干缩引起的竖向裂缝，水平钢筋的配筋率不宜小于O．5％(200厚混凝土墙，(912@110)，且最好采用变形钢筋。
3.4施加预应力：在地下室顶板和屋面板采用部分预应力，使混凝土产生O．2～O．7Mpa预压应力，补偿混凝土在硬化过程中产生的温差和干缩拉应力，从而预防了混凝土的裂缝。
4 施工技术措施
4.1 混凝土配合比优化
(1)砼原材料技术指标是决定砼质量的关键，适当代替一部分水泥以减小水泥用量，降低大体积砼水化热，掺量由试验确定。
(2)原材料计量准确，误差控制在规定范围内，搅拌前应进行核查标定。随时抽检级配单中原材料计量。 ’
(3)砼运至现场后严禁加水．随时抽检塌落度，不符台要求者退货。
(4)除按规定作实验试块外增加60d试块组。
4.2 原材料的选择与质量控制
(1)采用收缩量小的水泥：混凝土是一种收缩性材料，虽然其收缩的绝对值不大，但由于其较高的弹性模量和很低的抗拉强度，即使很小一点的收缩变形也会产生很大的拉应力。因此，应该设法尽最大可能地降低混凝土的收缩值。对于商品混凝土搅拌站来说，一是要尽量少用收缩量大的水泥，如矿渣水泥，矿渣硅酸盐水泥的收缩比普通硅酸盐水泥大25％左右。
(2)尽可能使用细度大的水泥：水泥的细度越细，混凝土越容易开裂。这是由于：①细度大的水泥水化快，产生较大的水的消耗，易引起混凝土的白干燥收缩．②水泥细度细，则使毛细管细化，较细的毛细管失水时将产生较大的张力。③细颗粒容易水化充分，产生更多的易于干燥收缩的凝胶和其他水化物。粗颗粒的减少，减少了稳定体积的未水化颗料，因而影响到混凝土的长期性能。水泥标号越高，细度越小，在满足使用的情况下尽可能用低标号水泥。