地下室兼車庫整體無縫設(shè)計與施工控制

甘肅省張掖市建筑設(shè)計院  甘肅省 張掖市 734000

內(nèi)容摘要: 大體量的建筑物都要設(shè)置后澆帶，本超長地下工程采取了無縫施工技術(shù)，不但加快施工進(jìn)度，而且確保施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計以及構(gòu)造要求。
關(guān)鍵詞: 無縫設(shè)計  構(gòu)造處理  施工控制  膨脹混凝土

Abstract: large buildings should be set later casting zone, the long underground works to take a seamless construction technology, not only speed up the construction progress, but also ensure the quality of design and construction requirements. 
Key words: seamless design; structure treatment; construction control; expansive concrete

中圖分類號：TU761 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A     文章編號：2095-2104（2012）02-0020-02


某地下車庫兼人防工程為全部現(xiàn)澆抗?jié)B混凝土地下建筑，該部分建筑面積約6000m2，地下室車庫1層，主體完全置于一層樓面以下，基礎(chǔ)底埋深-7.25m。
該工程項目于當(dāng)年4月中旬正式開工，進(jìn)行土方開挖及邊坡支護(hù)等工作。因當(dāng)年的降雨較多且現(xiàn)場排水不暢，對土方工程的施工進(jìn)度產(chǎn)生了較大影響。土方開挖施工滯后兩個多月致使結(jié)構(gòu)工期非常緊張。為確保工期目標(biāo)的實現(xiàn)，經(jīng)設(shè)計單位，施工單位及監(jiān)理單位共同協(xié)商，提出了在施工中對工期目標(biāo)產(chǎn)生關(guān)鍵作用的趕工措施：取消后澆帶施工方案（無縫設(shè)計施工方法）。
后澆帶的目的是避免因混凝土收縮而產(chǎn)生有害裂縫。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002的規(guī)定，伸縮縫的最大間距為55m，本項目東西長度為117.7m，因此設(shè)計了兩條后澆帶（該工程5軸—6軸間與9軸—10軸間），3個月以后二次澆注。取消后澆帶對整個工程工期目標(biāo)的有利之處在于加快工程進(jìn)度，在無法避免的冬期施工環(huán)境下，為后續(xù)工程提前施工最大限度地提供了作業(yè)面，為室外基槽回填土和撤除降水創(chuàng)造了條件，為室內(nèi)工程的交叉施工創(chuàng)造了條件，為按時完工創(chuàng)造了可行性。
1.設(shè)計方案考慮
1.1基礎(chǔ)底板處理
基礎(chǔ)底板設(shè)一條沉降施工縫，即在9軸—10軸中間設(shè)置一條沉降施工縫，該施工縫取代原設(shè)計后澆帶；5軸—6軸間后澆帶改為加強(qiáng)膨脹帶。基礎(chǔ)混凝土以施工縫為界分兩次澆筑，施工縫以東基礎(chǔ)底板一次澆筑，以西與5軸—6軸間膨脹帶混凝土另一次澆筑。
1.2墻、板、梁、柱處理
基礎(chǔ)底板以上工程豎向同樣相應(yīng)設(shè)二條施工縫，位置仍安排在5軸—6軸間及9軸—10軸間原后澆帶位置處，該兩條施工縫與樓板水平施工縫位置對應(yīng)，即樓板施工縫位置也在5軸—6軸間及9軸—10軸間原后澆帶位置，施工縫代替原后澆帶，按三段流水組織澆筑施工。
1.3施工縫處理及混凝土澆筑順序
基礎(chǔ)底板施工縫處理：基礎(chǔ)底板施工縫在底板混凝土中部略向上預(yù)埋300mm×3mm止水鋼板帶，止水鋼板距板底300mm。待澆筑下段混凝土?xí)r，施工縫按規(guī)范要求鑿毛、清除浮漿，漏出堅硬石子，先用同配比標(biāo)號等級的砂漿接茬潤濕施工縫約50mm厚，再用混凝土澆筑。
墻柱頂板梁施工縫處理：豎向施工縫仍然采用在墻中預(yù)埋止水鋼板的辦法，該鋼板要于底板上水平施工縫鋼板焊接，施工縫處理同底板；水平施工縫包括樓板水平縫；在混凝土中埋設(shè)止水條。
澆筑順序：基礎(chǔ)底板從一端開始向另一端按順序推進(jìn)澆注，施工縫處用模板隔開；加強(qiáng)帶處采用密目鋼絲網(wǎng)隔開，并澆筑加強(qiáng)帶混凝土；頂板梁柱按施工流水段組織施工，各段內(nèi)混凝土從一端開始按順序分層推進(jìn)澆筑, 分層振搗。
2.施工控制重點要求
2.1配合比設(shè)計原則
基礎(chǔ)底板混凝土強(qiáng)度等級為C40(P8抗?jié)B混凝土)，加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度等級提高一個等級C45（P8），為降低混凝土早期的凝結(jié)速度，減小混凝土的收縮量，采用低水化熱的礦渣P0,42.5#水泥，按配合比要求摻加膨脹劑。該膨脹劑必須符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求滲量，否則裂縫將無法避免。底板混凝土中摻加按配合比確定的二級粉煤灰。
2．2原材料質(zhì)量控制
1）水泥采用礦渣P0.42.5#水泥，且應(yīng)具備合格的出廠證明及原材料檢驗報告。
2）砂選用細(xì)度模數(shù)2.5—2.8，含泥量＜2%的中. 粗砂。
3）碎石選用粒徑5mm—40mm的級配良好，含泥量＜1%的碎石，風(fēng)化及軟弱雜石必須除去。
4）采用二級磨細(xì)粉煤灰。
5）外加劑選用質(zhì)量優(yōu)良，性能穩(wěn)定，符合工程需要的外加劑，外加劑廠必須提供產(chǎn)品的合格證，檢測報告及使用說明，必要時提供現(xiàn)場技術(shù)指向。
2．3過程控制
2．3．1混凝土澆筑控制
按流水方法施工混凝土從一端開始向另一端順序澆注，本工程先開始澆筑基礎(chǔ)東段混凝土，以沉降縫為界從西向東斜向分層澆筑，每層混凝土厚度不超過400mm，本工程底板厚度為400mm，可一次澆筑到板頂面，反梁待該處底板混凝土澆筑完沉實后初凝前澆筑。澆筑混凝土?xí)r要嚴(yán)格控制混凝土進(jìn)場時間，凡超過初凝時間的混凝土一律不準(zhǔn)使用，本工程混凝土初凝時間定為45min。混凝土必須連續(xù)澆筑，嚴(yán)格控制混凝土澆筑間隔，其間隔時間不得超過初凝時間，確保不出現(xiàn)冷縫。
2．3．2混凝土振搗要求
1）混凝土振搗采用插入式振動棒及平板振動器相結(jié)合的辦法，混凝土在鋼筋下部時采用振動棒振搗，混凝土面在鋼筋以上時采用平板振動器振搗。
2）混凝土澆筑在20min—30min后進(jìn)行第二次復(fù)振。
3）振點布點要均勻，防止過振和漏振，振搗要密實，以混凝土不下沉，不冒氣泡為止，振動棒要快插慢拔，以500mm間距為宜。振搗器插入下一層的深度不得小于50mm，使上下兩層混凝土結(jié)合緊密。
4）混凝土澆筑后在初凝前要進(jìn)行一次振搗，排除混凝土因泌水在細(xì)骨料和水平鋼筋下部生成的水分和空隙，以增強(qiáng)混凝土密實度、強(qiáng)度、及抗裂性。
5）混凝土振搗時在外墻止水帶兩側(cè)，膨脹帶鋼板網(wǎng)處及梁、板、柱接頭等特殊部位均要細(xì)致?lián)v實，但不得過振。
2．3．3混凝土表面處理及標(biāo)高控制
1）底板混凝土澆筑完畢后，在初凝后終凝前再用木杠刮平壓實，尤其是順筋裂紋處要加強(qiáng)拍實，使其愈合，接近終凝時再抹壓一次，至少抹壓不少于2遍。
2）混凝土表面標(biāo)高控制。為保證上表面標(biāo)高及其平整度，在鋼筋支架上焊垂直鋼筋頭Φ10㎜@2000㎜，然后用水平儀按設(shè)計標(biāo)高，在鋼筋頭上刻劃標(biāo)記，并將上部多余部分氣焊割掉，當(dāng)澆筑到設(shè)計標(biāo)高時，用3m長木制刮板以鋼筋頭為標(biāo)準(zhǔn)刮平混凝土表面，在收平臺后要用水準(zhǔn)儀進(jìn)行復(fù)核，以確保表面標(biāo)高控制。
2．3．4混凝土養(yǎng)護(hù)
現(xiàn)澆板混凝土：在混凝土澆筑完畢，二次抹壓之后，隨即用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，塑料布間要搭接嚴(yán)密，封住水分，保證塑料布內(nèi)有凝結(jié)水，待24H后，基礎(chǔ)底板采取蓄水養(yǎng)護(hù)，樓板覆蓋草簾、麻袋片灑水保濕養(yǎng)護(hù)不少于14d；墻體拆模后立即掛麻袋片，澆水保濕養(yǎng)護(hù)不少于14d；柱拆模后立即包裹塑料膜保濕養(yǎng)護(hù)，豎向構(gòu)件根據(jù)情況還可以采取刷涂養(yǎng)護(hù)液加塑料膜的綜合養(yǎng)護(hù)辦法。
2．3．5底板降低水化熱及防止裂縫的措施
采用礦渣P.042.5R水泥,以降低水化熱,摻水泥用量10%左右的膨脹劑,以減少水泥量,并可使混凝土得到補(bǔ)償收縮,達(dá)到抗裂防滲.采用緩凝型泵送劑。利用泵送劑延緩混凝土的凝結(jié)時間,保證有充分的施工操作時間,防止混凝土出現(xiàn)冷縫,延緩混凝土水化熱的釋放,讓混凝土充分沉降密實并縮小混凝土內(nèi)外溫差。利用膨脹加強(qiáng)帶技術(shù)(又稱無縫施工技術(shù)),在筏板混凝土中,局部增加膨脹帶中膨脹劑的用量,提高混凝土的膨脹率,形成膨脹加強(qiáng)帶,利用膨脹加強(qiáng)帶的較大膨脹能,對兩側(cè)進(jìn)行收縮補(bǔ)償,降低混凝土拉應(yīng)力,防止超長結(jié)構(gòu)開裂.
采用摻加粉煤灰措施:根據(jù)《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》可以利用優(yōu)質(zhì)粉煤灰取代一定數(shù)量水泥，減少單方混凝土水泥用量，有效降低混凝土水化熱和內(nèi)部溫度，減少混凝土的降溫冷縮值，減少收縮應(yīng)力，防止混凝土的開裂。
3無縫設(shè)計施工方法的有關(guān)要求
3．1混凝土膨脹劑的用量不大，但是作用卻很大，用于結(jié)構(gòu)工程，涉及產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)予重視。我國膨脹劑用量居世界之首，但質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的為數(shù)不少，造成工程上出現(xiàn)問題是難以避免的?，F(xiàn)行的《混凝土膨脹劑》（JC476—2001）對膨脹劑的性能指標(biāo)做了詳細(xì)的規(guī)定。其中限制膨脹率規(guī)定指標(biāo)：水中7d不小于0.025%，28d不大于0.10%，空氣中28d不小于-0.020%，這些指標(biāo)可滿足補(bǔ)償收縮混凝土對材料的質(zhì)量要求。
3．2膨脹劑混凝土配合比要求
為保證摻膨脹劑混凝土的質(zhì)量，混凝土配合比設(shè)計應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)要測定和達(dá)到混凝土的限制膨脹率是極為重要的，限制膨脹率不大于0.015%，這一特性指標(biāo)是膨脹混凝土抗裂效能的保證。膨脹劑必須選擇達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的合格產(chǎn)品。
1)膨脹劑的摻量的依據(jù)是必須達(dá)到補(bǔ)償收縮混凝土性能的技術(shù)指標(biāo)；14d水中養(yǎng)護(hù)的限制膨脹率大于0.015%，28d的干空收縮率小于0.2%，28d的抗壓強(qiáng)度（膠砂強(qiáng)度）大于25.0MPa。不要以推薦摻量為摻加依據(jù)，而應(yīng)以混凝土限制膨脹率大小為準(zhǔn)，同時考慮水泥品種、水泥用量、水灰比和外加劑等影響，通過試驗，確定膨脹劑的科學(xué)摻量。
2)膨脹劑的主要用途是補(bǔ)償收縮。不同部位對限制膨脹率的要求是不同的，因此膨脹劑的摻量是不同的。
試驗表明，在摻膨脹劑的同一混凝土配合比下，有的水泥膨脹率較大，有的水泥膨脹率較小。這就說明，必須根據(jù)工地原材料試配補(bǔ)償收縮混凝土，在滿足坍落度、強(qiáng)度和抗?jié)B等級的情況下，必須達(dá)到限制膨脹率的設(shè)計要求，否則要調(diào)整膨脹劑的摻量。必須指出，廠家推薦的脹劑的摻量只能作參考，要根據(jù)施工原材料配制膨脹混凝土，檢測混凝土的膨脹率，并以次作為配合比的主要依據(jù)。
3)摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土要精心施工振搗，早期不能缺水濕養(yǎng)護(hù)不低于14d。
4)混凝土的品質(zhì)檢查：與普通混凝土的主要區(qū)別是增加一項混凝土的限制膨脹率的測量，這是確保膨脹混凝土抗裂防滲性能的一項重要技術(shù)指標(biāo)，必須對現(xiàn)場混凝土抽樣檢驗。
4 趕工措施的技術(shù)優(yōu)勢
1)取消后澆帶（沉降縫不能取消），提高了混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能，特別是對于有防水要求的結(jié)構(gòu)混凝土，提高了其整體抗裂防水性能。后澆帶一般需經(jīng)42d—60d才能澆注，采用本技術(shù)減少了施工對后澆帶處理這一繁瑣的環(huán)節(jié)，大大地縮短了施工周期，一般減少30d—45d工期，節(jié)省綜合建設(shè)資金，加快了施工進(jìn)度。此方法適用于混凝土結(jié)構(gòu)超長較小尺寸的設(shè)計與施工。
2)膨脹加強(qiáng)帶施工方法，即在膨脹加強(qiáng)帶二端設(shè)計摻入水泥重量10%—12%的膨脹劑，使混凝土中產(chǎn)生較小的限制膨脹率。在膨脹加強(qiáng)帶中設(shè)計摻入13%—15%的混凝土膨脹劑，使其產(chǎn)生較大的限制膨脹率。這樣即可控制整個混凝土結(jié)構(gòu)的限制收縮率大大減少，使其混凝土結(jié)構(gòu)不裂或少裂，不產(chǎn)生有害裂縫。此方法適用于混凝土結(jié)構(gòu)超長較大尺寸的整體底板和地下連續(xù)墻的設(shè)計與施工。
3)傳統(tǒng)的后澆帶澆注前混凝土表面及雜物清理等工作十分麻煩，且工期長，處理不好還會留下諸多質(zhì)量隱患。而膨脹加強(qiáng)帶是一種“抗放兼?zhèn)洌钥篂橹?rdquo;設(shè)計原則。在應(yīng)力集中處設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。通過調(diào)整膨脹量混凝土獲得不同的限制膨脹率，使結(jié)構(gòu)的收縮力得到適宜的補(bǔ)償，從而達(dá)到防止混凝土結(jié)構(gòu)開裂的目的。
4)由于墻體厚度較薄，面積大、養(yǎng)護(hù)困難，受風(fēng)速在大氣溫度影響大，容易出現(xiàn)收縮裂縫。因此，建議采用后澆加強(qiáng)帶，即分段澆注加強(qiáng)帶兩側(cè)的微膨脹混凝土，養(yǎng)護(hù)14d后，用膨脹混凝土回填加強(qiáng)帶。此方法與傳統(tǒng)后澆帶在設(shè)計上是一致的，要設(shè)鋼板止水帶。不同之處是，后澆加強(qiáng)帶的寬度為2m，回填用大膨脹混凝土，填縫時間為14d，比傳統(tǒng)后澆帶縮短回填時間約30d，確保帶處施工質(zhì)量。


參考文獻(xiàn):(1}.王宗昌  建筑工程質(zhì)量通病預(yù)防控制實用技術(shù)  中國建材工業(yè)出版社2007.10.
        (2) 王宗昌  建筑工程質(zhì)量百問  中國建筑工業(yè)出版社2005.7.








預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性控制措施
于建雄(張掖市建筑設(shè)計院 734000)
內(nèi)容摘要: 探討了預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中應(yīng)力腐蝕斷裂對結(jié)構(gòu)的危害，提出了一些提高預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)耐久性的具體措施。
關(guān)鍵詞: 預(yù)應(yīng)力混凝土  砼保護(hù)層  鋼筋銹蝕  耐久性

由于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生裂縫或裂縫出現(xiàn)的寬度很小，業(yè)內(nèi)一直認(rèn)為其耐久性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通砼結(jié)構(gòu)。但大量的工程實踐表明，預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)也存在耐久性問題，有時甚至比普通砼結(jié)構(gòu)更嚴(yán)重。從預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因入手，運用電化學(xué)的基本原理深入分析裂縫對預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕速度的影響，并探討了預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中應(yīng)力腐蝕斷裂對結(jié)構(gòu)的危害，證明在同樣鋼筋銹蝕量下預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)比普通砼結(jié)構(gòu)有更大耐久性的隱患，提出了一些提高預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)耐久性的具體措施。幾十年以來伴隨著建筑體量大，高度不斷增高的需要，高強(qiáng)鋼材、整體預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的廣泛應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在工程中的應(yīng)用進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期，已被廣泛應(yīng)用于土木工程、水利工程、通信工程中。同普通砼結(jié)構(gòu)一樣，預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)長期在使用環(huán)境（如碳化、凍融、化學(xué)介質(zhì)侵蝕等）作用下，其性能也會隨時間延長而逐漸減退，最終遭到破壞，其實質(zhì)即是預(yù)應(yīng)力砼的耐久性問題。但存在著對預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)耐久性重視不夠，世界范圍內(nèi)發(fā)生了大量的耐久性事故。據(jù)文獻(xiàn)調(diào)查報告：在1950-1977年期間世界范圍內(nèi)共發(fā)生28起預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕破壞的工程實例，平均每年一起。在1978-1982年四年間，僅美國就有50幢建筑出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕事故，平均每年10起。在這50起事故中，10起起脆性破壞是由于應(yīng)力腐蝕或氫脆腐蝕引起的。我國預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)廣泛使用的歷史較短，有關(guān)耐久性事故的工程實例較少。據(jù)鐵路部門1998年的統(tǒng)計表明，我國目前有近3000座左右的預(yù)應(yīng)力砼橋梁也存在耐久性隱患問題。
砼中鋼筋銹蝕過程分為四個階段：即前期：從澆筑砼時到砼碳化層深達(dá)鋼筋表面，或氧化物侵入砼已使鋼筋去鈍化，即鋼筋開始銹蝕為止。這段時間為t0。中期：從鋼筋開始腐蝕發(fā)展到砼表面因鋼筋腐蝕膨脹而顯示出破壞現(xiàn)象，如順筋、層裂或剝離。這段時間以t1表示。后期：從鋼筋表面因鋼筋銹蝕膨脹破壞發(fā)展到砼普遍顯示出嚴(yán)重膨脹、剝離破壞，即已達(dá)到嚴(yán)重的程度，必須進(jìn)行徹底返修時止。這段時間以t2表示。最后為晚期：鋼筋銹蝕已擴(kuò)大到使結(jié)構(gòu)區(qū)域性破壞，致使結(jié)構(gòu)不能安全使用。這段時間以t3表示。對于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，一般設(shè)計使用壽命t取t0 +t1。最好在前期加強(qiáng)維護(hù)檢查，一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋有銹蝕或破壞現(xiàn)象，必須及早認(rèn)真處理。而普通砼結(jié)構(gòu)一般設(shè)計使用壽命t取t0 +t1+t2。
一般則認(rèn)為，預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)沒有裂縫或裂縫很小不必引起重視，所以預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的t0遠(yuǎn)大于普通砼結(jié)構(gòu)，即使超過前期t0，但由于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的裂縫寬度很小，其t1也會大于普通砼結(jié)構(gòu)。實際表明這是認(rèn)識上的誤區(qū)。首先，預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)也有裂縫問題；其次，大量研究資料表明：裂縫僅僅是“誘導(dǎo)” 砼結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕，裂縫寬度對鋼筋銹蝕速度的影響并不太明顯，裂縫區(qū)鋼筋銹蝕速度主要取決于裂縫周圍砼自身質(zhì)量狀況（如密實性，砼保護(hù)層厚度等）；另外，預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中鋼筋有應(yīng)力腐蝕斷裂問題，在此結(jié)合實踐進(jìn)行分析探索。1.預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的裂縫
預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場預(yù)制和使用過程中，受氣候環(huán)境、澆筑質(zhì)量，養(yǎng)護(hù)、設(shè)施、技術(shù)水平等影響，可能產(chǎn)生各種裂縫，有的甚至還在未承受荷載之前已出現(xiàn)了裂縫。一般情況下，預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)常見的裂縫有表面龜裂、橫向裂縫、縱向裂縫、腹板斜裂縫等。
a. 表面龜裂:預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在預(yù)制時容易產(chǎn)生龜裂，其原因除了由于砼配合比不當(dāng)、預(yù)拌砼水灰比過大，施工和易性控制不嚴(yán)格、個別部位砼澆搗不均勻外，還有鋼筋保護(hù)層偏差大的影響。最常見的是養(yǎng)護(hù)過程中時升時降溫過快等。
b.橫向裂縫:橫向裂縫多發(fā)生在使用期間，超載、震動、各種原因使預(yù)應(yīng)力損失超過設(shè)計值，都可能導(dǎo)致橫向裂縫的發(fā)生。此外，由于徐變上拱的發(fā)生和發(fā)展，在梁的上翼緣也會產(chǎn)生橫向裂縫，特別對活荷載密度較大的鐵路橋梁更是如此，而且隨著徐變的發(fā)展，裂縫也會發(fā)展，而當(dāng)橋上荷載較大時，這種裂縫又會暫時閉合。施工期內(nèi)出現(xiàn)橫向裂縫，主要是控制不當(dāng)，如底座下沉、施加預(yù)應(yīng)力滯后、受到?jīng)_擊等。
c..縱向裂縫:縱向裂縫是預(yù)應(yīng)力梁中最嚴(yán)重的一種裂縫。首先，預(yù)應(yīng)力筋張拉是預(yù)應(yīng)力簡支梁預(yù)制過程中最為關(guān)鍵的一道工序，張拉力設(shè)計值由計算確定。張拉力過大，則可能使梁體上翼緣砼產(chǎn)生豎向裂紋，下翼緣砼產(chǎn)生縱向裂紋，還可能使預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)很大塑性變形而易于開裂。張拉力不足，則降低梁的抗裂性能，在荷載作用下，下翼緣開裂，影響梁的使用壽命。其次，保護(hù)層過薄或摻加含氯鹽的外加劑，下翼緣受到過高的縱向壓力而沿下翼緣主筋方向產(chǎn)生裂縫。最后，由于梁體底板較厚，硬化期間產(chǎn)生水化熱，內(nèi)部溫度較高，外側(cè)表面接觸空氣的部分較低。尤其梁底可能更低些，這樣就產(chǎn)生了自收縮應(yīng)力，外側(cè)受拉而內(nèi)部受壓。當(dāng)外界氣溫較低時，外側(cè)早期冷卻較快，其拉應(yīng)力大于砼的抗拉強(qiáng)度，即可能引起開裂，這種現(xiàn)象多出現(xiàn)在底板下緣的縱向裂縫。
d..腹板斜裂縫:一般設(shè)計時對于正截面強(qiáng)度都比較重視，而對斜截面強(qiáng)度或主拉應(yīng)力則重視程度不夠，或?qū)ψ畈焕M合的工況考慮不周。在支座附近梁體下部既有彎距又有簡力，因彎距產(chǎn)生的拉應(yīng)力和因剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力形成斜向的主拉應(yīng)力，超過砼當(dāng)時的抗拉強(qiáng)度時，即產(chǎn)生與主拉應(yīng)力相垂直的斜向裂縫。
2.裂縫對預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕的影響
習(xí)慣和傳統(tǒng)均認(rèn)為橫向裂縫的存在將導(dǎo)致腐蝕介質(zhì)的直接滲入，使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，最終影響構(gòu)件的強(qiáng)度，這種危害在環(huán)境較為惡劣的條件（如海水、化學(xué)腐蝕性氣體等）下尤為嚴(yán)重。因此為保證結(jié)構(gòu)耐久性，主張對橫向裂縫寬度加以嚴(yán)格的控制。自20世紀(jì)50年代以來所進(jìn)行的一系列帶裂縫構(gòu)件的長期暴露試驗以及對工程的實際調(diào)查，卻得出了不同的結(jié)論，認(rèn)為橫向裂縫寬度對鋼筋銹蝕的關(guān)系并不十分明顯。
a. 結(jié)構(gòu)理論問題
當(dāng)橫向裂縫出現(xiàn)后，裂縫處鋼筋銹蝕機(jī)理存在有兩種理論，一種理論認(rèn)為陽極和陰極反應(yīng)都發(fā)生在裂縫區(qū)域，陽極和陰極非常小而且緊密結(jié)合在一起，氧氣主要從裂縫處提供給陰極；另一種理論認(rèn)為裂縫處鋼筋表現(xiàn)為陽極，裂縫間的鋼筋表現(xiàn)為陰極。在這種情況下，氧氣進(jìn)入到陰極部位主要從未裂縫的砼中通過（如宏電池腐蝕）。但第二種理論較接近實際情況，即氯離子侵蝕和碳化作用首先破壞裂縫處鋼筋的鈍化膜，使裂縫處的鋼筋處于活化狀態(tài)，且為陽極，裂縫間鈍化區(qū)為陰極。正是由于第二種機(jī)理裂縫對鋼筋銹蝕才不產(chǎn)生重要影響。因為開裂僅會加速銹蝕的產(chǎn)生，鋼筋銹蝕速度將取決于陰、陽極間的電阻及陰極處的供養(yǎng)程度，而氧氣的供給取決于未開裂處混凝土保護(hù)層的質(zhì)量和滲透性，因此裂縫并不控制鋼筋銹蝕的速度，它的作用僅是開始腐蝕進(jìn)程并使該處的鋼筋活化。一些實驗及工程證實了這一觀點，基本實驗也符合第二種裂縫機(jī)理。
b. 對影響因素分析
砼構(gòu)件在裂縫出現(xiàn)之后，無論是氯離子侵蝕的情況，還是碳化情況，裂縫處的鋼筋都處于活性狀態(tài)，為陽極；周圍大部分鋼筋仍處于鈍態(tài)，為陰極:從而構(gòu)成小陽極-大陰極組成的活化-鈍化電池，使得這種局部銹蝕加速發(fā)展。氯離子侵蝕情況下，裂縫處鋼筋的銹蝕存在宏電流和微電流，以宏電流為主，裂縫周圍作為陽極的鋼筋面積與裂縫處作為陽極的鋼筋面積之比，即陰陽極面積比有定值。利用此分析可以測定裂縫處的銹蝕電流。砼構(gòu)件剛出現(xiàn)橫向裂縫時，裂縫處鋼筋銹蝕宏電流密度隨著裂縫寬度的增加，由于陰極處氧氣通過砼下鋼筋擴(kuò)散速度的下降，鋼筋銹蝕速度有所下降；從理論上講，經(jīng)過一段時間后，裂縫寬度對鋼筋的銹蝕速度影響并不顯著。
3預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕斷裂
3.1.金屬應(yīng)力腐蝕斷裂理念
一般認(rèn)為，應(yīng)力腐蝕斷裂是指金屬結(jié)構(gòu)在拉伸應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的共同作用下引起的斷裂。兩者缺一不可，相互促進(jìn)，但并不是簡單的加合。應(yīng)力腐蝕斷裂是危害最大的腐蝕形態(tài)之一，是一種“災(zāi)難性的嚴(yán)重腐蝕”。產(chǎn)生這類腐蝕必須同時具備幾個條件，即特定環(huán)境（包括介質(zhì)成分、濃度、雜質(zhì)和溫度）。足夠大的拉伸應(yīng)力（超過了某極限值），特定的合金成分和組織（包括晶粒大小、晶粒取向、形態(tài)、相結(jié)構(gòu)；各類缺陷、加工狀態(tài)等）。這樣才能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂。也就是說，應(yīng)力腐蝕是與環(huán)境因素、力學(xué)因素和冶金因素密切相關(guān)的。
金屬在無裂紋、無蝕坑或缺陷的情況下，應(yīng)力腐蝕斷裂可分為三個階段。萌芽階段，即由于腐蝕引起裂紋源的生核孕育階段。接著為裂紋發(fā)展階段，即由于裂紋元或蝕坑達(dá)到極限應(yīng)力值（單位面積所能承受的最大荷載）為止的這一階段。最后是失穩(wěn)斷裂階段。前一階段受應(yīng)力影響很小，時間較長，約占斷裂總時間的90%左右，后兩階段時間很短，為總斷裂時間的10%。在有裂紋的情況下，應(yīng)力腐蝕斷裂過程只有裂紋擴(kuò)展階段和失穩(wěn)快速斷裂的兩個階段。應(yīng)力腐蝕裂紋形態(tài)有沿晶型、穿晶型和混合型，要看具體合金-環(huán)境體系而定。
3.2預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕具備的條件
a.有足夠大的拉應(yīng)力; 按照金屬腐蝕學(xué)基本要求，金屬材料在沒有腐蝕的條件下，對于光滑構(gòu)件，只有當(dāng)材料的拉應(yīng)力超過金屬的抗拉強(qiáng)度才會發(fā)生斷裂。但在應(yīng)力腐蝕條件下，同樣材料在拉應(yīng)力低于抗拉強(qiáng)度時，就會引起應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，從而產(chǎn)生應(yīng)力強(qiáng)度因子K1。一般而言，應(yīng)力強(qiáng)度因子越高，應(yīng)力腐蝕斷裂時間越短；同時，存在一個限制應(yīng)力強(qiáng)度因子值K1SCC，以及與之對應(yīng)的限制應(yīng)力值σth，當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子K1或應(yīng)力σ小于限制應(yīng)力強(qiáng)度因子值K1SC或限制應(yīng)力值σth時，就不會發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂。所以普通砼結(jié)構(gòu)不易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂。所以普通砼結(jié)構(gòu)不易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂現(xiàn)象。
而預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中拉應(yīng)力可能是冷加工、焊接或機(jī)械束縛引起的殘余應(yīng)力，也可能是在使用條件下外加的，引起應(yīng)力腐蝕的拉應(yīng)力值一般低于材料的原有屈服極限。預(yù)應(yīng)力筋張拉后在自身截面上會建立一定拉應(yīng)力大于其發(fā)生應(yīng)力腐蝕的限制應(yīng)力問題。
b、侵蝕性介質(zhì)存在; 所處環(huán)境因素，尤其是腐蝕介質(zhì)，對產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂十分重要，只有在一定合金和一定環(huán)境的組合情況下才能發(fā)生這類腐蝕斷裂產(chǎn)生。預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中的高強(qiáng)度鋼絲、鋼絞線屬于低碳鋼，其在NaOH水溶液、硝酸鹽水溶液、HCN水溶液、H2S水溶液、Na3PO4水溶液、醋酸水溶液、NH4CNS水溶液、氨、碳酸鹽和中碳酸鹽溶液、海洋大氣、工業(yè)大氣、濃硝酸、硝酸和硫酸混合酸介質(zhì)中，極有發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的可能性。同時，金屬的應(yīng)力腐蝕極其敏感，因合金和含有雜質(zhì)的金屬比純金屬易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。預(yù)應(yīng)力鋼筋含多種化學(xué)成分，因此屬于應(yīng)力腐蝕敏感型金屬。
c.預(yù)應(yīng)力鋼筋表面存在局部蝕坑或缺陷，預(yù)應(yīng)力鋼筋在拉應(yīng)力作用下，裂縫一般是在引起局部腐蝕的介質(zhì)中生核。鋼絲、鋼絞線所有可能的缺陷及涂層保護(hù)膜上的微觀裂縫均可能是裂紋生核的地方，它們顯著地提高預(yù)應(yīng)力筋在應(yīng)力作用下的腐蝕傾向。裂紋生核后，在裂紋或蝕坑內(nèi)部便出現(xiàn)了閉塞電池腐蝕，并且裂紋內(nèi)部各處的介質(zhì)濃度也會有很大差別。腐蝕介質(zhì)的這種不均勻性，會導(dǎo)致裂紋內(nèi)部各處有不同的陰極極化曲線，從而使裂紋繼續(xù)向縱深方向發(fā)展。
1、 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕
4.1無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)基本概念
國內(nèi)采用的無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力砼技術(shù)，是建設(shè)部“八五”、“九五”及2010發(fā)展綱要科技計劃重點推廣項目之一，是我國建筑工業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)方向。無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力砼技術(shù)屬于后張預(yù)應(yīng)力砼。所謂“無黏結(jié)”是指張拉后容許預(yù)應(yīng)力束對周圍砼發(fā)生縱向相對滑動。無黏結(jié)
預(yù)應(yīng)力筋的制作采用擠壓涂塑工藝，外包聚乙烯套管，內(nèi)涂專用防腐油脂，經(jīng)過擠出成型機(jī)后，塑料包裹層一次成型在鋼絞線或鋼絲束上，無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力砼的無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋可如同非預(yù)應(yīng)力筋一樣，按設(shè)計要求鋪放在模板內(nèi)，然后澆注砼，待砼達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求后，再張拉錨固，預(yù)應(yīng)力筋與砼之間沒有黏結(jié)作用，張拉力全靠錨具傳到構(gòu)件砼上去。因此無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)不需要預(yù)留孔道、穿筋與灌漿等復(fù)雜工序，操作簡便，施工進(jìn)度快的優(yōu)勢。
4.2無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的耐久性
在受到荷載時，無黏結(jié)筋應(yīng)變的改變等于沿鋼束全長周圍砼應(yīng)變變化的平均值，整束預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)變即應(yīng)力相同，只要有一個截面受腐蝕破壞，整根束就會失效。不象有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，即使鋼筋局部銹蝕甚至錨具失效，因其與砼的黏結(jié)仍有一定的自錨固作用，影響范圍是局部的，不會危及整體結(jié)構(gòu)。另外，無黏結(jié)筋處于PH=7左右的介質(zhì)中，對鋼筋的保護(hù)也不如有黏結(jié)筋，是處于PH=13左右介質(zhì)所形成的堿性鈍化膜中可靠。
4.3無黏結(jié)筋腐蝕的原因分析
無黏結(jié)鋼束在涂有防腐油脂，外邊有塑料套管或塑料包裹情況下，仍遭受腐蝕的主要原因有以下幾種：
a.錨固區(qū)的封錨砂漿不密實，砂漿收縮產(chǎn)生裂縫，造成腐蝕介質(zhì)侵入錨具的通道進(jìn)入鋼筋部位。砼中存在氯化物，預(yù)應(yīng)力筋套管開裂破損而造成氯化物滲漏。b.錨具上末采取任何防護(hù)措施，腐蝕介質(zhì)通過夾片或鋼絲之間的孔隙因毛細(xì)管作用進(jìn)入鋼筋內(nèi)部。無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋涂料保護(hù)層不飽滿、不連續(xù)。C.錨具與套管連接不當(dāng)，使預(yù)應(yīng)力筋暴露在砼中。
5提高預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)耐久性的措施
5.1預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的裂縫控制
a、改善砼材料的性能;選用干縮性較小的水泥品種，合理調(diào)整砼的配合比，采用低水灰比和降低砂率，采用中粗干凈砂，摻加適量的外加劑，如高效減水劑、降低收縮如微膨脹劑等。
b.加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的底模支撐，做好底層支撐的地基土處理，以減小基礎(chǔ)的沉降量，支撐設(shè)計時應(yīng)注意減小預(yù)應(yīng)力構(gòu)件支撐的聯(lián)系體，在拆除側(cè)模時要在砼有一定強(qiáng)度時再進(jìn)行，且小心碰撞邊角，防止預(yù)應(yīng)力構(gòu)件底模支撐松動，禁止使用木質(zhì)立桿支撐。
c.加強(qiáng)砼澆搗的控制和加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，在振搗過程中切實要確保砼的密實度，又要避免過度和欠振搗。加強(qiáng)噴水或蓄水保濕養(yǎng)護(hù)，大面積混凝土暴露部位要覆蓋上草袋，對于一些重要的構(gòu)件可以在其表面，噴蓋一層防水薄膜。
d.結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量減少收縮和溫度變形的影響，以及加大抵抗變形的能力。適當(dāng)加強(qiáng)梁的腰部鋼筋量以及增加板面抗裂鋼筋，以分散裂縫的分布和控制裂縫的發(fā)展，超過允許長度時設(shè)置后澆帶，分片，分層間隔澆筑施工。
5.2提高砼保護(hù)層質(zhì)量
a.設(shè)計時應(yīng)考慮加厚保護(hù)層厚度，主要是防止鋼筋銹蝕，設(shè)計時可根據(jù)規(guī)范要求，適當(dāng)加厚砼保護(hù)層的厚度，但保護(hù)層也不能太厚，否則構(gòu)件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度。如有地下水的基礎(chǔ)梁砼保護(hù)層厚度不小于45mm，有足夠的厚度保護(hù)鋼筋。
b.砼表面刷防護(hù)涂層，在砼表面刷一定厚度的防護(hù)涂層是防止砼腐蝕的有效方法，一般在砼完全養(yǎng)護(hù)完畢或?qū)εf砼結(jié)構(gòu)的疏松孔隙進(jìn)行表面預(yù)處理后再進(jìn)行，形成一層抗?jié)B和耐久的防腐隔離層，能有效阻止腐蝕介質(zhì)在砼使用過程中侵入，成為阻止腐蝕介質(zhì)進(jìn)入砼的一道防線，同時也起到美化環(huán)境的作用。砼表面涂層按作用機(jī)理分為封閉型和隔離型兩大類，工程應(yīng)用時往往將封閉和隔離作用聯(lián)合起來使用，以加強(qiáng)防護(hù)效果。砼表面涂裝已越來越受到重視并受到各類工程的普遍使用，特別在西方發(fā)達(dá)國家，砼涂裝已列入與鋼結(jié)構(gòu)同等重要地位，除了有大量應(yīng)用實例和較長應(yīng)用歷史外，又以法規(guī)形式制定很多標(biāo)準(zhǔn)，對砼所處腐蝕環(huán)境分類、涂層設(shè)計、施工工藝、涂層性能檢測、甚至涂層使用壽命等都進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定。
5.3防止預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力腐蝕斷裂
減少腐蝕方面來采取措施。首先要選用質(zhì)量好的預(yù)應(yīng)力鋼筋材料，盡量避免預(yù)應(yīng)力筋中含有對應(yīng)力腐蝕敏感的金屬材料。在設(shè)計金屬設(shè)備結(jié)構(gòu)時要力求合理，盡量減小應(yīng)力集中和避免積存腐蝕介質(zhì)；減少有害介質(zhì)的存在。在介質(zhì)中添加緩蝕劑，采用保護(hù)層和陰極保護(hù)是目前采取防止或抑制金屬的應(yīng)力腐蝕的基本方法。
綜上淺述，預(yù)應(yīng)力砼的應(yīng)用還是有著良好的前景，而且成功實例很多，雖然施工同普通砼工藝相比較復(fù)雜，但承載力及耐久性遠(yuǎn)高于普通砼。實踐表明只要按設(shè)計施工及選用材料，其質(zhì)量是完全能夠滿足使用年限的。 
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《地下室兼車庫整體無縫設(shè)計與施工控制》

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