地下结构裂缝的优化措施及防水设计方法思索

发表时间:2018/7/25   来源:《基层建设》2018年第17期   作者:冯玉龙
[导读] 摘要:随着经济的快速发展,人们对建筑的要求要越来越高,目前,我国建筑工作地下结构裂缝问题严重,地下结构裂缝对建筑结构的稳定性与安全性有直接影响,因此,建筑单位必须重视地下结构裂缝的预防与防水设计,本文结合实际工作经验,分析地下结构裂缝的优化措施,并提出合理的防水设计方案。
        武汉市政工程设计研究有限责任公司
        摘要:随着经济的快速发展,人们对建筑的要求要越来越高,目前,我国建筑工作地下结构裂缝问题严重,地下结构裂缝对建筑结构的稳定性与安全性有直接影响,因此,建筑单位必须重视地下结构裂缝的预防与防水设计,本文结合实际工作经验,分析地下结构裂缝的优化措施,并提出合理的防水设计方案。
        关键词:地下结构裂缝;优化;防水设计;方法
        随着经济全球化的不断加快,我国城市化进程发展迅速,基础建设数量和种类越来越多,建筑结构类型越来越复杂,建筑工程规模越来越大,建筑工程施工问题与安全事故也越来越多,其中,地下混凝土结构裂缝和渗水问题就是最突出的施工问题,增加了工程的安全隐患,严重威胁着建筑的稳定性与安全性。【1】
        一、地下结构裂缝类型与原因
        (一)荷载裂缝及其成因
        荷载裂缝是地下混凝土结构在剧烈的外力作用下产生的裂缝,例如地基的反作用力、建筑土表的压力等。荷载裂缝的形成机制是地下混凝土的拉应力大于混凝土的抗拉强度。荷载裂缝还可以分为剪切裂缝、地下结构弯曲裂缝和架构扭转裂缝。造成荷载裂缝的原因有很多,其主要原因有以下几点:第一,施工前没有详细调查当地的地质资料和施工条件;第二,建模与计算过程中出现计算与测量误差;第三,地下混凝土结构设计不合理,施工中未发现隐蔽问题。【2】
        (二)自收缩裂缝极其成因
        混凝土塑性沉降收缩、混凝土自生收缩等都属于混凝土自收缩裂缝,其发生机制相同,主要是因为混凝土自身发生失水,导致原有的混凝土结构内部水分流失,产生内部空腔导致负压力,当其负压力过大时就会发生结构裂缝。根据实验调查研究得知,100g的混凝土泥浆中会有6ml水分蒸发,例如,如果混凝土中水泥的用量为350(kg/m3),如果在干燥的环境下,就会有21L的水分流失,这种凝土的干缩值为0.05%,加上之前水分流失的干缩值1%,因此,在这种情况下很容易发生混凝土干缩裂缝。【3】地下混凝土结构裂缝的主要影响因素有:混凝土结构表层大量失水、混凝土水灰比例过大、抹压混凝土表层不及时、混凝土振捣不彻底等,以上这些因素都会导致混凝土自收缩裂缝。
        (三)温度裂缝以及成因
        温度裂缝最主要的影响因素温度,混凝土发生热胀冷缩时,其结构变形就会被约束,导致温度应力。混凝土发生温度变形时,如果受到其他相邻结构约束,这种约束属于外约束,例如,地下结构的梁变形会受到其柱的约束,楼板变形也会受到梁柱的约束,以上这些约束都属于外约束。如果温度变形是由于其内部自身的热量发生变化而导致的,这种变形就属于内约束。当地下结构的外界约束超过混凝土自身变形时,这种情况下就会发生地下结构应力超过混凝土自身的抗拉强度,这种情况下就会发生混凝土结构裂缝。通常在一些炎热的地区,经常会由于其外约束力导致地下结构发生温度裂缝,或者严寒地区也会发生外约束力导致的温度裂缝。像是日温差很大的地区,就会发生混凝土内约束力导致到温度裂缝。【4】
        二、地下结构裂缝的优化措施
        (一)合理选择结构施工材料
        在进行地下混凝土结构施工的过程中,要合理的选择结构的施工材料,确保材料具有第一收缩率和低水化热。因此,在选择混凝土原材料时,要选择合适的粗骨料和细骨料,混凝土的配合比约好,其抗压能力和抗变形力就越强。当混凝土原材料配合比满足最优条件时,砂粒越小越好。
        (二)加强混凝土后续的温度养护
        混凝土地下结构施工完毕后,施工单位要加强地下结构的温度养护,保障地下结构温度持久稳定,防止混凝土结构发生温度应力而导致混凝土结构裂缝。例如,施工人员可以对混凝土表层覆盖木模板、草帘或者麻袋等,定期对混凝土表面进行洒水,当混凝土表层拆模后继续进行温度保湿养护。


        (三)合理设计地下结构建模
        合理设置混凝土地下结构,提前调查施工现场的自然环境和地质条件,分析施工现场的周边建筑情况,预见施工中的隐蔽问题。合理设计地下结构模型,采用准确的计算方法,结合地下结构的施工预案和成本,根据建模计算的结果分析地下结构的受力关系,提出解决建议并制定合理的解决措施。在进行地下结构截面配筋施工过程中,要合理的划分各种配筋构件的施工裂缝,准确分析其设计的可行性,并对其抗裂度和裂缝宽度重复检验计算。通过合理的设计与调整截面的配筋率与钢筋规格,合理有效的控制地下结构荷载裂缝。像是筑工程的侧墙这种壁薄的建筑结构,要增加其混凝土钢筋结构数量,采用细筋密布的施工技术,提高地下结构的抗裂能力。
        (四)合理设计加强带
        加强带通常设计在混凝土地下结构温度应力与自收缩力最大的位置,通过加强带分割混凝土的地下结构,分解地下结构压力。加强带可以用膨胀剂或者抗裂纤维组成。在混凝土搅拌过程中加入适量的膨胀剂,让混凝土由于自身变化发生内部的约束力,从而抵消混凝土的温度应力。合理设计加强带可以预防混凝土地下结构裂缝现象,降低混凝土施工的安全隐患。需要注意的是,必须合理控制膨胀剂的数量,如果在混凝土中加入过量的膨胀剂,会导致混凝土内部约束力过大,产生反作用,导致混凝土开裂。在混凝土搅拌中还可以加入抗裂纤维,改善混凝土的性能,提高混凝土的抗拉性和延展性,目前,应用较多的有混凝土碳纤维、聚丙烯纤维和耐碱玻璃纤维等。【5】
        三、地下结构裂缝的防水设计
        (一)选择优质防水防渗材料
        施工单位必须要选择优质的防水防渗材料,例如,高分子的卷材、密封性好的施工材料,或者是专业的施工堵漏物料。施工单位的设计人员要根据施工的实际情况,选择合理的防水材料,分析各种防水防渗材料的优缺点,选择最适合的防水防渗材料。严格按照地下结构防水施工标准,严格监督施工防水材料的采购环节,使防水材料充分发挥其防渗水作用。
        (二)加强地下结构的抗裂设计
        施工人员要对地下结构进行止水钢板设计,流出合理的凹凸型施工缝,例如一些结构薄弱的墙体位置要加强其钢筋购置比例,对于地下结构中易发生开裂的部位要进行双层结构设计,防止地下水压力过大导致地下结构裂缝。除此之外,对于浅埋的地下结构要进行堵排结合设计,对于深埋的地下结构要进行防堵为主的防水设计,所以很多建筑工程的室外墙的防水都是采用排水板或者是地表排水槽来进行排水,排除地下水对地下结构的影响。
        (三)加强防水施工管理
        建筑施工管理员则要加强地下结构施工的检测与管理力度,实施监督地下结构物料的采购环节、施工环节和检测环节,及时进行地下结构裂缝检测和渗水检查。严格按照结构裂缝检测标准与防水设计标准进行检测工作,不断的提高地下结构的施工质量,保障建筑工程的安全性与实用性。
        结语
        综上所述,建筑工程地下混凝土结构质量直接影响建筑工程的施工质量,因此,施工单位必须重视地下结构的裂缝检测与防水设计。合理分析地下结构的受力体系,不断优化地下结构建模设计,合理配置混凝土配合比,加强后浇带和加强带设计,防止各种结构裂缝问题发生。除此之外,还要加强地下结构的防水渗水设计,提高建筑工程的耐久性与安全性。
        参考文献:
        [1]黄志彬.地下结构裂缝的优化措施及防水设计方法[J].建设科技,2017(01):101-102.
        [2]胡骏,孙小华.地下结构裂缝预控与防水优化设计[J].施工技术,2013,42(03):110-115.
        [3]黄永贵.地下空间结构裂缝控制与防水设计[J].工程建设与设计,2011(04):162-166.
        [4]王英明.解析地下空间结构裂缝控制与防水设计[J].门窗,2017(01):141.
        [5]魏国梁,王孝红,苏防敏.城市地下隧道工程防水控制要点[J].建材与装饰,2017(49):220-221.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: