一种超长混凝土地下室结构裂缝控制方法技术

本发明专利技术提供一种超长混凝土地下室结构裂缝控制方法，具体包括以下步骤：1）在超长混凝土地下室结构的底板和侧墙中设置膨胀加强带，并确定所述膨胀加强带之间的间距和所述膨胀加强带的数量；2）基于实际工程中使用的原材料进行配合比设计，试验确定所述膨胀加强带的带外和带内补偿收缩混凝土的配合比；3）根据试验确定的配合比，在施工现场进行构件模型验证试验；4）将验证试验确认的配合比应用于实际工程中，并通过施工过程质量控制，实现对超长混凝土地下室结构的裂缝控制。本发明专利技术提供的一种超长混凝土地下室结构裂缝控制方法，能系统解决目前超长地下室工程中普遍存在裂缝和漏水的技术难题，提高地下建筑的使用性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超长混凝土地下室结构裂缝控制方法
本专利技术属于建筑工程
，涉及一种超长混凝土地下室结构裂缝控制方法。
技术介绍
随着我国城市建设的快速发展，越来越多的超大型工程不断涌现，其中超长混凝土地下室结构的数量越来越多。超长混凝土地下室结构是指伸缩缝的最大间距大于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中有关规定的混凝土地下室结构。由于季节温度变化和混凝土收缩等间接作用产生的变形受到约束，超长混凝土地下室结构墙体和底板中将产生附加内力，当附加内力对应的拉应力超过混凝土的抗拉强度或应变超过极限拉应变时，地下室结构将产生裂缝。超长混凝土地下室结构如果不进行裂缝控制，当裂缝宽度大于限值或者形成贯通裂缝时，不但产生漏水，而且影响地下室结构的正常使用功能，同时对建筑的安全性和耐久性也将产生不利影响。然而，超长混凝土地下室结构裂缝控制是一项复杂的系统工程，涉及结构、材料、施工等多方面，而且材料的性能和施工质量具有很大的随机性，任何一方面出现质量问题都会影响裂缝控制效果，实际工程中地下室结构出现裂缝的现象非常普遍，因此超长混凝土地下室结构的裂缝控制是目前土木工程领域难以解决的技术难题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术难题，本专利技术的目的在于提供一种超长混凝土地下室结构裂缝控制方法，用于解决现有技术中超长混凝土地下室中普遍存在裂缝和漏水的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种超长混凝土地下室结构裂缝控制方法，具体包括以下步骤：1)在超长混凝土地下室结构的底板和侧墙中设置膨胀加强带，并确定所述膨胀加强带之间的间距和所述膨胀加强带的数量；2)基于实际工程中使用的原材料进行配合比设计，试验确定步骤1)中所述膨胀加强带的带外和带内补偿收缩混凝土的配合比，所述带内补偿收缩混凝土的限制膨胀率≥0.030％，所述带外补偿收缩混凝土的限制膨胀率≥0.025％；3)根据步骤2)试验确定的配合比，在施工现场进行构件模型验证试验，所述构件模型的膨胀加强带内混凝土的限制膨胀率≥0.025％，所述构件模型的膨胀加强带外混凝土的限制膨胀率≥0.020％；4)将步骤3)中所述验证试验确认的配合比应用于实际工程中，并通过施工过程质量控制，实现对超长混凝土地下室结构的裂缝控制。优选地，步骤1)中，所述膨胀加强带的间距L1按公式(Ⅰ)计算：式中，L1—膨胀加强带的间距；E—混凝土弹性模量(从国家标准GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中查得)；Es—钢筋弹性模量(从国家标准GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中查得)；T—地下室混凝土综合温差(℃)；υ—底板配筋率(根据具体工程施工图计算获得)；εpa—补偿收缩混凝土极限拉应变；ε2—补偿收缩混凝土的限制膨胀率，取2×10-4；α—混凝土的线膨胀系数，取1.0×10-5；Cx—地基或基础水平阻力系数(N/mm3)，Cx＝0.01-0.10N/mm3，根据地基对底板的约束强弱取值，约束强时取大值，约束弱时取小值；H—地下室底板或侧墙厚度。所述补偿收缩混凝土是膨胀混凝土的一种，即在混凝土中掺入膨胀剂，使混凝土产生膨胀用于补偿或部分补偿混凝土的收缩。更优选地，上述公式(Ⅰ)中所述地下室混凝土综合温差T按公式(Ⅱ)计算：T＝T0+T1-T2(Ⅱ)式中，T—地下室混凝土综合温差(℃)；T0—环境温差(℃)，为地下室结构膨胀加强带或后浇带封闭时的气温与工程所在地冬季最低月平均大气温度的差值；T1—为混凝土的收缩当量温差(℃)，T1＝S(t)/α；T2—补偿收缩混凝土膨胀当量温差(℃)，T2＝2.0×10-4/α。其中，S(t)为混凝土的收缩变形；α为混凝土的线膨胀系数，取1.0×10-5。进一步优选地，上述公式(Ⅱ)中用于计算T1的S(t)按公式(Ⅲ)计算：式中，S(t)—混凝土的收缩变形；t—龄期(天)，可取30天；R—混凝土限制干缩率与自由干缩率之比，根据国内外统计资料，R的取值一般在0.6～0.8之间；β1—环境相对湿度影响系数，正常条件(相对湿度60％)取1.0，干燥条件(相对湿度40％)取1.30，潮湿条件(相对湿度80％)取0.75，相对湿度介于两者之间时采用插值法计算；β2—构件截面尺寸影响系数，对于厚度H远小于长(宽)尺寸L的地下室底板或侧墙，若满足H/L<0.2时，取1.0；β3—养护方法影响系数，标准养护取1.0，蒸汽养护取0.8；β4—粉煤灰取代水泥量的影响系数，不掺时取1.0，粉煤灰掺量为10～20％时，取0.95，其它掺量采用插值法计算；β5—混凝土强度等级影响系数，C30混凝土取1.00，C40混凝土取1.15，其它级别混凝土可采用插值法计算。更优选地，上述公式(Ⅰ)中所述补偿收缩混凝土极限拉应变εpa按公式(Ⅳ)计算：式中，Rf—混凝土抗拉强度设计值；P—底板配筋率的100倍，所述底板配筋率是底板中配置的钢筋面积与底板截面面积的比值；d—底板钢筋直径(cm)；系数1.5—系考虑徐变影响后混凝土极限拉应变提高系数。优选地，步骤1)中，所述膨胀加强带的数量n按公式(Ⅴ)计算：式中，n—膨胀加强带的数量；L—超长地下室的底板长度；L1—膨胀加强带的间距。更优选地，所述膨胀加强带在所述超长地下室结构的底板与侧墙上的位置保持一致。以保持超长地下室结构各部分施工分段的协调性。所述膨胀加强带在所述超长地下室结构的底板与侧墙上保持连续。优选地，步骤1)中，所述膨胀加强带的宽度≥2m。使所述膨胀加强带能够有效发挥膨胀效果。所述膨胀加强带为超长地下室结构的底板与侧墙上设置的能够起到膨胀加强作用的混凝土带。优选地，步骤2)中，所述原材料为常规混凝土原材料、混凝土膨胀剂和水。更优选地，所述常规混凝土原材料包括有水泥、粉煤灰、矿粉、河砂、石子、减水剂。所述水泥、粉煤灰、矿粉、河砂、石子、减水剂均为常规使用的原材料，均从为实际工程提供商品混凝土供应搅拌站选取，均可从市场上购买获得。所述常规混凝土原材料按不同的配合比能够制备各强度等级混凝土。所述混凝土膨胀剂为常规使用的混凝土膨胀剂，由生产厂商直接提供，可从市场上购买获得。所述混凝土膨胀剂的掺量对各强度等级混凝土的坍落度、限制膨胀率和抗压性能均有影响，因此需要通过试验研究得出各强度等级混凝土中膨胀剂的最优掺量，从而确定适用实际工程中所述膨胀加强带的带外和带内各强度等级混凝土的最优配合比。上述原材料与实际工程中使用的原材料保持一致，原材料质量符合现行相关规范要求。更优选地，所述水为自来水。优选地，步骤2)中，所述试验为实验室试验。优选地，步骤3)中，所述构件模型验证试验是在施工现场，制作设置膨胀加强带的混凝土缩尺构件模型，浇筑后，采取与施工现场相同的养护条件进行养护，测试混凝土构件模型3d、7d、14d的限制膨胀率。优选地，步骤3)中，所述构件模型的参数指标为：跨数为单跨；跨度为3000mm；板厚为60mm；板宽为500mm；板内纵向配筋为沿板中心线布置；横向分布筋为膨胀加强带的宽度为500mm。所述构件模型设计为无约束状态，其混凝土可自由变形。满足上述设计要求则可在实际工程中应用。优选地，步骤4)中，所述实际工程的施工过程质量控制包括原材料质量控制、配合比质量控制、混凝土浇筑及养护质量控制。更优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超长混凝土地下室结构裂缝控制方法，具体包括以下步骤：1)在超长混凝土地下室结构的底板和侧墙中设置膨胀加强带，并确定所述膨胀加强带之间的间距和所述膨胀加强带的数量；2)基于实际工程中使用的原材料进行配合比设计，试验确定步骤1)中所述膨胀加强带的带外和带内补偿收缩混凝土的配合比，所述带内补偿收缩混凝土的限制膨胀率≥0.030％，所述带外补偿收缩混凝土的限制膨胀率≥0.025％；3)根据步骤2)试验确定的配合比，在施工现场进行构件模型验证试验，所述构件模型的膨胀加强带内混凝土的限制膨胀率≥0.025％，所述构件模型的膨胀加强带外混凝土的限制膨胀率≥0.020％；4)将步骤3)中所述验证试验确认的配合比应用于实际工程中，并通过施工过程质量控制，实现对超长混凝土地下室结构的裂缝控制。

【技术特征摘要】
1.一种超长混凝土地下室结构裂缝控制方法，具体包括以下步骤：1)在超长混凝土地下室结构的底板和侧墙中设置膨胀加强带，并确定所述膨胀加强带之间的间距和所述膨胀加强带的数量；2)基于实际工程中使用的原材料进行配合比设计，试验确定步骤1)中所述膨胀加强带的带外和带内补偿收缩混凝土的配合比，所述带内补偿收缩混凝土的限制膨胀率≥0.030％，所述带外补偿收缩混凝土的限制膨胀率≥0.025％；3)根据步骤2)试验确定的配合比，在施工现场进行构件模型验证试验，所述构件模型的膨胀加强带内混凝土的限制膨胀率≥0.025％，所述构件模型的膨胀加强带外混凝土的限制膨胀率≥0.020％；4)将步骤3)中所述验证试验确认的配合比应用于实际工程中，并通过施工过程质量控制，实现对超长混凝土地下室结构的裂缝控制。2.根据权利要求1所述的超长混凝土地下室结构裂缝控制方法，其特征在于，步骤1)中，所述膨胀加强带的间距L1按公式(Ⅰ)计算：式中，L1—膨胀加强带的间距；E—混凝土弹性模量；Es—钢筋弹性模量；T—地下室混凝土综合温差，℃；υ—底板配筋率；εpa—补偿收缩混凝土极限拉应变；ε2—补偿收缩混凝土的限制膨胀率，取2×10-4；α—混凝土的线膨胀系数，取1.0×10-5；Cx—地基或基础水平阻力系数，N/mm3，Cx＝0.01-0.10N/mm3；H—地下室底板或侧墙厚度。3.根据权利要求2所述的超长混凝土地下室结构裂缝控制方法，其特征在于，上述公式(Ⅰ)中所述地下室混凝土综合温差T按公式(Ⅱ)计算：T＝T0+T1-T2(Ⅱ)式中，T—地下室混凝土综合温差，℃；T0—环境温差，℃；T1—为混凝土的收缩当量温差，℃，T1＝S(t)/α；T2—补偿收缩混凝土膨胀当量温差，℃，T2＝2.0×10-4/α，其中，S(t)为混凝土的收缩变形；α为混凝土的线膨胀系数，取1.0×10-5。4.根据权利要求3所述的超长混凝土地下室结构裂缝控制方法，其特征在于，上述公式(Ⅱ)中用于计算T1的S(t)按公式(Ⅲ)计算：

【专利技术属性】
技术研发人员：张德锋，顾征宇，杨毅超，沈雷鸣，潘钻峰，
申请(专利权)人：上海烟草集团有限责任公司，上海建科预应力技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31