某工程基礎(chǔ)底板取消部分后澆帶的施工技術(shù)
1 工程概況 北京西單北大街西側(cè)商業(yè)區(qū)8號地住宅及交通廣場工程(簡稱西西8號地工程)位于西單繁華商業(yè)地帶。結(jié)構(gòu)采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為8度，地上17層(局部2層、8層)，地下3層，總建筑面積約63000m2。工程±0.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高42.40m，底板厚2m，混凝土強度等級C30，抗?jié)B等級S8，原設(shè)計有4條后澆帶，平面、剖面如圖1所示。2 工程中的技術(shù)難點及解決辦法 根據(jù)原設(shè)計圖紙，4條后澆帶寬均為1000mm。鋼筋連續(xù)，要求從基礎(chǔ)底板往上貫通地下及地上結(jié)構(gòu)，遇梁斷梁、遇墻斷墻、遇板斷板。后澆帶的留置對于解決溫度收縮應(yīng)力和差異沉降對結(jié)構(gòu)的影響有較大作用。但是后澆帶的留置將影響施工進度且因為底板混凝土與底板后澆帶混凝土澆筑時間間隔數(shù)月，新老混凝土的粘結(jié)強度很難保證。容易在新老混凝土的連接處產(chǎn)生裂縫，引起漏水，給施工帶來諸多不便。因此在施工前對工程中能否取消全部或部分后澆帶作為技術(shù)課題進行了認真的研究和探討。經(jīng)過理論計算和科學(xué)分析，我們決定取消以解決溫度收縮應(yīng)力為主控的A、B、C三條后澆帶，以解決差異沉降為主控的后澆帶D保留，對取消部分后澆帶后的底板添加防裂型FS-H微膨脹防水劑作為有條件技術(shù)補償。
圖1 工程平面、剖面示意
(a)-底板平面；(b)-1-1剖面；(c)-2-2剖面2.1 裂縫產(chǎn)生原因
工程實踐可知，大體積底板混凝土的水平應(yīng)力是裂縫產(chǎn)生的主要控制應(yīng)力。此水平應(yīng)力可由混凝土應(yīng)力理論中溫度收縮應(yīng)力基本公式σxmax=-EaT.計算得出。當(dāng)應(yīng)力為拉力時，混凝土結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生開裂，此應(yīng)力與溫差、收縮差及線膨脹系數(shù)成正比，為線性比例關(guān)系。并且與底板絕對尺寸長度有關(guān)，長度增加，應(yīng)力增加，但不是線性關(guān)系。相關(guān)資料表明，其溫度應(yīng)力在長度方面的中部最大，當(dāng)應(yīng)力大于混凝土抗拉強度時，第一條裂縫在此處產(chǎn)生。第一條裂縫產(chǎn)生后，應(yīng)力進行重分布，其最大值由于結(jié)構(gòu)長度減少一半而減小，如果該值仍然超過混凝土抗拉強度，則形成第二批裂縫，如圖2所示。2.2 防裂原理
根據(jù)王鐵夢《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》書中提出的混凝土裂縫間隔計算公式： 從公式中可見，|aT|-εp越小，即|aT|越接近于εp，趨于相等時，則裂縫間距趨于無窮大。即無需設(shè)置伸縮縫。要達到這些條件，這就需要降低溫差或混凝土收縮。因此，設(shè)法減小混凝土的收縮，使aT<εp，添加防裂型FS-H微膨脹防水劑的補償收縮混凝土則能實現(xiàn)裂縫間距趨大。達到控制裂縫產(chǎn)生的目的。圖2 應(yīng)力及裂縫發(fā)展示意
(a)-主應(yīng)力分布；(b)-一次開裂；(c)-二次開裂 在混凝土中添加FS防水型外加劑，且在最容易出現(xiàn)裂縫(即原后澆帶處)設(shè)置增加FS外加劑摻量的膨脹帶。使混凝土成為補償收縮混凝土。FS外加劑與水泥中的一些水化產(chǎn)物，通過化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生結(jié)晶。這種結(jié)晶物質(zhì)生成過程中，使宏觀產(chǎn)物凝固不斷膨脹(膨脹率約3.5×10-4)。由于混凝土中的鋼筋及鄰位等因素限制了膨脹。使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生0.2～0.7MPa左右的壓應(yīng)力。抵消了部分混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，以達到減小最大拉應(yīng)力控制裂縫的目的。作用機理如圖3所示。
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