浅谈超长地下室外墙抗裂防渗技术研究

1、浅谈超长地下室外墙抗裂防渗技术研究 摘要：随着超长地下室在工程实际中的不断应用，其外墙裂缝问题也愈发明显，对墙体的防渗性能造成了很大影响。本文首先简要分析了超长地下室外墙开裂的主要原理，然后就混凝土开裂的不同原因进行了说明，最后针对上述问题提出了具体的提高超长地下室外墙抗裂防渗性能的技术措施。 关键词：抗裂，超长地下室，防渗，混凝土 中图分类号：tu767文献标识码： a 文章编号： 随着我国城市人口数量不断增加，城市居民住宅楼也随之不断发展，为了充分利用建筑用地，现在很多设计和施工单位选择使用上部建筑独立、地下基础连体的新型建筑形式。这种新型建筑形式可以较好的增加土地利用率、减少基础部分成本

2、，在工程实际中得到了广泛应用。但是这类建筑物都具有一个长度较长、体积较大的地下室，这也给工程施工带来了一定的弊端。 1 超长地下室外墙混凝土开裂原理 混凝土作为一种刚性材料，具有高强度、高刚度、不易变形、造价低等特点，但是其本身存在一个很大的弊端容易产生裂缝。从力学角度分析，混凝土材料在复杂的外力条件作用下，存在一定的拉应力，而混凝土本身的抗拉强度相对较小，当外力所产生的拉应力超过材料本身的抗拉强度时，材料就会产生裂缝。此外，当材料的环境温度变化较大时，材料本身的体积就会发生变化，当体积不能自由变化时材料内部就会产生温度应力，若温度应力水平超过材料的抗拉强度时就会产生温缩裂缝，混凝土就会开裂。

3、 对于超长地下室的外墙浇筑工程，其建筑体积相对普通混凝土工程而言较大，属于大体积混凝土工程，在浇筑时更易产生裂缝。在地下室工程中，混凝土在浇筑后会产生大量的水化热，由于混凝土体积较大，不但产生的水化热较多，而且热量不易扩散，很容易使得混凝土的温度急剧升高，因此超长地下室的外墙工程更容易产生温度裂缝。此外，超长地下室外墙的基础部分长度较长，大多采用连续基础形式，两边沉降差较大，如果处理不好也很容易引起沉降裂缝。 2 混凝土外墙裂缝产生的主要原因 2.1 外墙混凝土收缩变形 超长地下室的外墙工程主要是混凝土工程，混凝土在其硬化过程中会产生大量的水化热，这部分会使得混凝土中80%的游离水分蒸发散失，

4、而水分蒸发后会在混凝土中产生大量的毛细孔隙，同时还会使混凝土的体积产生收缩。当混凝土的体积收缩时就会在其内部产生一定的收缩应力，当收缩应力的大小超过混凝土的抗拉强度时就会产生轻微的收缩裂缝，这部分裂缝的宽度较小、长度较短，不会影响混凝土的各项性能，但是如果存在微裂缝的混凝土结构继续收到拉应力作用则会促进裂缝的扩展和新裂缝的产生，就会在外墙表面产生明显的裂缝，影响外墙的抗渗能力。 2.2 混凝土材料离析引起裂缝 混凝土材料并不是一种各向均匀的材料，其材料组成相对复杂，骨料的粒径大小也存在较大不同，因此在混凝土浇筑后因各部分材料粒径原因产生离析，骨料等因重力下沉，在受到钢筋阻拦后停留在钢筋处，水泥

5、浆则产生相对上浮，这就会使得混凝土产生材料不均匀沉落裂缝。此外，目前商品混凝土种类较多，品质参差不齐，部分商混在施工和易性以及流动性方面存在很大问题，在使用时也会增大产生裂缝的可能性。 2.3 温度变化引起裂缝 在混凝土工程中，温度是影响其工程质量的一个重要因素，温度对混凝土工程的影响主要体现在温度变化所引起的温度应力上。在混凝土浇筑后，其硬化过程会释放出大量的水化热，而热量若不能很好的消散就会使得混凝土的内部温度急剧升高，使混凝土内部材料体积膨胀，从而产生较大的温度应力。如果温度应力的大小超过混凝土材料的极限抗拉强度，则会在混凝土内部产生一定的温度裂缝。此外，周围环境的温度变化同样对混凝土材

6、料的养护具有很大影响，混凝土在养生阶段外部环境昼夜温差较大时也会使其产生温度裂缝。 3 超长地下室外墙抗裂防渗措施 3.1 原材料选择 为减小地下室外墙混凝土浇筑后产生的水化热，应优先考虑选用水化热较低的普通水泥或者选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥。同时还必须严格控制水泥用量，每立方米用量尽量不要超过450kg，对于设计要求允许的工程还可以考虑添加适量的粉煤灰掺合料，以提高超长地下室外墙混凝土的抗裂和防渗性能。 除了要选择合理的水泥品种和用量以外，还必须选择合理的级配设计方案，尽量选用级配曲线圆滑、空隙率较小的级配方案，选用粒径为2040mm的中粗砂。水灰比是混凝土级配设计的重要组成部分，对混凝

7、土的收缩、徐变具有很大影响，选择一个科学合理的水灰比也是控制混凝土温度裂缝的一个有力途径。对于超长地下室外墙等大体积混凝土工程水灰比一般不宜低于0.4，同时在满足混凝土设计强度和规范要求的前提下，可以适当增大骨料体积，减小骨料的空隙率，提高混凝土的整体强度，从根本上增强地下室外墙抵抗温缩裂缝和沉降裂缝的能力。 3.2 掺加抗裂剂等外加剂 对于超长地下室的外墙工程，通常会考虑掺入一定量的粉煤灰来增加混凝土的密实度以提高抗渗能力，同时也会相应降低混凝土的水泥用量，减少混凝土硬化过程中产生的水化热，防止温度裂缝的产生。但是对于大部分超长地下室工程而言，仅靠添加粉煤灰是不够的，还应当考虑添加抗裂剂等外

8、掺材料，工程中应用较多的抗裂剂主要是高抗裂膨胀剂，膨胀剂通过在混凝土中的水化反应，体积发生适量膨胀，同时会在混凝土中产生一个预应力。正是这个预应力能够有效抵抗混凝土内部所产生的温度裂缝，防止温度应力过大引起温缩裂缝。 此外，大部分抗裂剂都是有机体，在水化过程中可以产生大量的结晶体，填充混凝土内部的细小孔隙，从而提高混凝土的抗渗能力，同时还能够提高混凝土的整体强度，有效减少裂缝的产生。 3.3 加设外墙后浇带 鉴于超长地下室的外墙混凝土工程对抗裂防渗性能的高要求，仅通过加强材料和级配设计是不够的，因此可以通过加设外墙后浇带来减小墙体的沉降和温缩。后浇带能够有效调节因沉降差所引起的压力，减小附加应

9、力，调整整体建筑的高差。在大体积混凝土工程中，水泥硬化所产生的水化热使得混凝土内的温度应力也急剧增大，加设后浇带则可以有效减小温缩应力，后浇带在温度应力作用下可以自由收缩，从而大大减小整体混凝土结构的温度收缩应力，此外，后浇带的设计强度等级一般比混凝土强度要高，抗拉强度也相对较高，因此加设后浇带可以有效预防混凝土裂缝的产生。后浇带的设置必须符合规范要求，同时遵守“抗防兼备，以防为主”的原则，按照建筑物的抗裂要求及混凝土工程量选择合理的后浇带间距，一般为3050m。 3.4 设置水平暗梁 由于超长地下室外墙工程受温度和施工条件的影响易产生裂缝，且裂缝产生几率随混凝土等级的提高而增大，水泥含量越大

10、、环境温度越高、混凝土强度等级越高，越容易产生裂缝。超长地下室的外墙为满足墙体的水平配筋率一般采用“细筋密配”的原则，因此墙体的底部和顶部会对中间产生一个较大的约束力，同时混凝土在其重力作用下顶部、底部的膨胀量也不相同，这就很可能会使得墙体中部产生裂缝。综合考虑以下原因可以通过在超长地下室外墙的中部加设水平暗梁来减少墙体裂缝的产生。 3.5 做好施工过程控制 混凝土工程的施工过程是控制和预防墙体裂缝的重要手段和有效途径，从混凝土浇筑到保水养护都要严格控制，稍有不对就很有可能诱发裂缝。首先，在混凝土浇筑过程中要降低混凝土的入模温度，特别是夏季高温季节施工时，要通过各种降温途径降低混凝土温度。对于

11、长度较长或者高度较高的混凝土工程应采取分段浇筑或分层浇筑的方式来增加散热。同时在浇筑工程中要做好振捣，确保混凝土达到设计空隙率，避免产生过量孔隙，降低墙体的抗渗能力。其次，在混凝土养生龄期内，要做好保湿养护，在养护期间要做好混凝土表面的保湿工作，特别是混凝土浇筑完成后的三到五天，其水化热引起的升温达到峰值。由于混凝土内部的热量主要通过表面散发，因此必须保证其表面具有足量水分，增加散热量。拆模后可以在混凝土表面设置麻袋，不间断浇水养护。对于暴露在外部环境中的部位要采取封水或覆盖的方式进行保水，减少来自外界环境的影响。 4 结语 超长地下室因为其独特的构造很容易产生裂缝，其裂缝的种类和成因也多种多样，因此在研究时不能仅考虑某一环节