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高层建筑地下室底板渗水裂缝的处理与控制

2015-08-15朱春一

江西建材 2015年1期
关键词:受力底板裂缝

■朱春一,李 豪

■1.信阳市方圆工程建设监理有限公司,河南 淮滨 464400;2.淮滨县建筑工程质量监督管理站,河南 淮滨 464400

1 引 言

近年来,我国对城市建设的重视程度越来越高。为了充分利用空间,城市开始大量建设高层建筑,其中高层建筑是城市成熟标志。随着高层建筑的越来越多,暴露出的问题也越来越多,其中地下室底板渗水严重威胁着高层建筑的安全和使用。在我国东南沿海和地下水位比较浅的地区,地下室底板渗水问题更加严重。

一般来说,地下室的深度都比地下水水位要深,因此底板裂缝内的流动水是压力水,于层面和楼面的渗漏情况相比,其更复杂,工程难度更大。此外,底板裂缝内的水会随着汛期和旱期呈现周期性变化,这时底板渗水的控制和处理工程更加复杂。

从裂缝的发展成因来看,裂缝最早出现在底板板底,但是由于底板厚度较大,裂缝的走向和内部发展不能简单的通过底板表面的情况进行判断,只通过底板表面情况进行判断,会造成裂缝程度和走向的判断失误,使防漏堵漏的难度更大。

由此可知,在对高层建筑的底板裂缝的处理和控制中,不能简单的将防水和堵漏单独进行考虑。对底板渗水裂缝的处理和控制工程是一项综合性的项目。

2 地下室底板裂缝的种类

(1)构造裂缝。构造裂缝的出现主要是在形成构造应力的作用下产生的裂缝,地下室周边存在管线时,由于管路对地质的应力作用,会导致地下室裂缝的出现。

(2)温度裂缝。温度裂缝的产生主要是混凝土浇筑的内部和表面的温差。一般来说,地下室的底板厚度极大,为了浇筑完全,要进行多次浇筑,当浇筑结束时,混凝土内部的温度高,而表面的温度低,内部和表面的温差会引起热涨冷缩效应,热涨冷缩的不完全就会导致裂缝的出现。

(3)工程裂缝。工程裂缝主要是有施工引起的,工程裂缝的成因有内部施工和外部是施工两部分。内部施工裂缝是指本身对地下室底板进行施工时而引起的裂缝,当地下室底板受到较大施工载荷时,或者当混凝土的强度尚未发展完全就提前拆模,施工技术导致的工程裂缝的出现。外部施工是当其他的地下室或基坑进行施工时,由于地下室底板的质量问题,引起的地下室裂缝的出现。

(4)结构裂缝。结构裂缝是指当地下室的底板截面突然出现变粗或者变细时,会在接缝处或者是应力集中和弯矩较大处出现结构裂缝。

(5)收缩裂缝。收缩裂缝是指当地下室混凝土出现失水、炭化、硬化和塑性收缩,会与原有的设计不符,造成收缩裂缝的出现。

(6)沉降裂缝。地下室底板以下的土层是不稳定的,会出现不均匀的沉降现象,当土层出现沉降时,底板的各部就会出现受力不均匀的现在。从而造成整体底板的拉应力不稳,进而导致沉降裂缝的出现。

3 高层建筑地下室底板渗水裂缝的产生原因

高层建筑地下室出现的原因主要有设计原因和施工原因两个方面。

3.1 地下室底板的设计缺陷

(1)正常使用极限状态考虑不周。地下室底板的极限状态是地下室底板设计的关键问题。承载极限是指在结构受力的极限状态下,结构不出现破坏和失稳,当结构破坏时,建筑不能出现规定条件下的变形。我国对建筑结构设计的规定要求建筑物要满足承载极限的要求。要求建筑物在使用过程中满足安全性、耐久性等极限要求。目前,设计人员在设计时,只只考虑了承载能力极限状态的要求,却没有考虑正常使用的情况下的极限状态。

(2)三维空间和协调变形考虑不周。地下室底板无论是连续跨,双向板还是单向板设计。设计人员只对平面受力和剪切变形进行了分析,即使考虑了板端的弯矩,也只是停留下平面设计阶段。很显然,为了设计的可靠性和精确性,需要对地下室的底板的三维空间进行受力分析,同时还要考虑四周墙体的协调变形。

(3)实验条件与实际情况差异较大。当地下室底板尺寸较大时,设计人员会考虑使用微膨胀混凝土以便能够产生较小的裂缝,但因试验室的条件与施工现场的条件存在一定的差异,不可避免的会使底板裂缝的出现。

(4)加强筋设计不合理。设计人员在设计地下室底板时,人为的将底板处理成了单向板,只在梁板的交界处设置了加强筋。应为考虑的情况与实际情况不符,造成了计算受力的不准确,当只在单向板内设置加强钢筋时,会时混凝土底板的抗拉和受力不均匀,在应力集中处极易出现裂缝。设计人员对钢筋构造的不重视,对操作规范不遵循的现象,直接导致了地下室底板渗水裂缝的产生。

(5)底板设计载荷影响因素考虑不全面。地下室底板设计时不用考虑建筑材料堆放的载荷,可实际情况是,最为支撑受力底板的地方和放置建筑材料的地方是高层建筑塔楼和裙房接触的地方。这会引起施工载荷的增大,由于设计人员在进行地下室设计时,经常没有考两次到此因素,从而造成钢筋配置的减少,此部位的应力集中,造成底板开裂的现象。

3.2 底板施工的问题

(1)选用的水泥在施工过程中释放的热量过多,会引起温度裂缝。水泥的选择与底板裂缝的产生有着直接的关系。

(2)建筑物基坑处理不当造成地基沉降。引起底板受力不均匀,从而导致混泥土裂缝的产生。

(3)施工人员马虎大意,不按照操作规程进行操作。相关原料不按照标准添加,造成混凝土裂缝的产生。

(4)养护人员未进行有效的养护。低下底板的裂缝是发展的,养护人员对裂缝的不重视,延误了修补时间,造成裂缝的数目和宽度越来越大。

(5)混凝土在水化的过程中内部热量无法及时扩散,内外的温差效应,会导致温度裂缝的产生。

4 高层建筑地下室渗水裂缝的处理

采用单一的方法不能对高层建筑地下室渗水裂缝进行补救和处理。现在比较流行的技术是堵防为主,疏导为辅。具体的做法如下。

(1)从源头封堵裂缝。首先在地下室底板上钻孔到岩石处,然后用压力将水泥浆和化学奖从孔中注入底板下部,从而封堵建筑物底板岩石和底板,岩石之间的裂缝,从而从根本上切断水源。注浆要分两次进行,第一次为水泥浆,对裂缝进行预填补,第二次为化学浆,注入化学浆的目的是填补细小的裂缝,从而使防水效果更好。钻孔直径要呈梅花状布置,钻孔前必须用探测仪探定底板钢筋分布位置,最大程度避开钢筋,减小钻孔对结构的影响。

(2)裂缝表现封胶。裂缝表面封胶首先要确定注胶范围,注胶范围的确定主要考虑出水较大和宽度较大的裂缝,然后再确定好的注胶处注入胶咀。最后通过注胶枪向孔洞内注入水中固化的环氧堵水剂,直到裂缝表面有胶体渗出。值得注意的问题是,注胶操作只针对于漏水和渗水裂缝,其他裂缝不进行注胶操作。

(3)埋设盲沟和滤水层。为了防止地下室底板以后细微变形产生的裂缝,在底板注浆和裂缝封胶完成后要埋设盲沟和滤水层。具体的操作如下:在原有的设计上增加部分明沟,盲沟两边用水泥砂浆建立坡道,最后对整个面进行找平,压光,以便防水施工。

(4)增加柔性防水层。为了解决底板再漏水和防潮的问题,在找平层上增加柔性防水层,最好是采用宝力比思路防水材料进行施工,施工完成后要增加水泥砂浆防水保护层。

(5)增加钢筋混凝土地坪。最后增加双层双向的钢筋混凝土地坪,以满足相关功能的需要。

5 高层建筑地下室底板渗水裂缝的控制

对高层建筑地下室底板渗水裂缝补救是一方面,要从根本上去控制渗水裂缝的产生,具体的措施如下。

(1)进行混泥土开裂间距计算。混凝土的变形是地下室底板渗水裂缝的主要成因,混凝土的变形主要包括不均与沉降、收缩变形、温度变形等等。混凝土通过自身的抗拉强度抵抗裂纹的产生。如果通过计算混凝土开裂间距,进一步验证混凝土的裂缝要求是否满足地下室底板的要求。

(2)地下室底板厚度设计。地下室底板的厚度应小于底板跨度的三十分之一,最小厚度不应小于120mm。当地下室底板的配筋层大于两层时,要进行必要的设计,设置具有一定强度的支撑钢筋。

(3)进行底板钢筋设计。地下室底板厚度较大时,在剪力墙的转角处设置构造钢筋,并要求设置两层以上的钢筋。钢筋的长度要大于板跨度的三分之一,钢筋数量不小于8根。由于钢筋的弹性模量远大于混凝土的弹性模量,合理配置钢筋可以帮助减少混凝土的收缩,进一步减少裂缝的产生。

(4)设定伸缩缝。由于钢筋混凝土凝结硬化时,会产生温度效应,热涨冷缩产生裂缝。为了规避这种影响可以根据工程结构情况设置伸缩缝,减少混凝土结构裂缝的产生。

(5)后浇带设置。控制临时性温度裂缝的关键是进行后浇带的设置,后浇带的设置要布置在对底板受力影响较小的地方,后浇带之间的距离不能太大。

6 结束语

城市进程的加快对高层建筑的要求越来越高,对地下室底板的要求也越来越高,地下室底板渗水裂缝对高层建筑的使用和安全都有着严重的影响,对地下室底板渗水裂缝的研究,不仅对高层建筑意义重大,对大型工业建筑、水利水坝建筑同意意义重大。相关研究人员要提高对地下室底板渗水裂缝的重视。本文对高层建筑地下室渗水裂缝的处理和控制,希望给相关人员已参考。

[1]周守民.高层建筑地下室底板渗水裂缝处理技术[J].施工技术,2013(22):106-108.

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