王 瑞 金

(南京南大工程检测有限公司,江苏 南京 210000)

1 工程概况

某工程为部分单建、部分附建式地下工程,平时使用功能为汽车库,2-A轴线以北区域为二层人防地下室,上有地上建筑19F框剪结构综合楼(01幢)和12F框剪结构综合楼(02幢);2-A轴线以南区域为一层普通地下室,上有地上建筑9栋4层框架结构办公楼(03幢~11幢)。

2 裂缝检测

2.1 裂缝实景

该工程3个区域挡土墙出现竖向裂缝,部分为贯穿裂缝。典型裂缝实景如图1,图2所示。

2.2 结构检测

经现场对该工程裂缝区域进行整体倾斜测量,混凝土强度检测,钢筋配置、保护层厚度及间距检测,开裂区域顶板及底板相对高差进行检测,所检区域混凝土强度符合规范要求,钢筋保护层厚度及间距基本符合规范要求,开裂区域存在沉降差。

2.3 裂缝形态

经现场对该工程裂缝区域进行检测,3个区域均出现了互相平行的裂缝,下面以6-1轴~6-11轴/D-A轴墙板出现裂缝进行描述和分析。典型裂缝形态及分布如图3,图4所示。

2.4 裂缝描述

1)图3表示:6-1轴~6-11轴/D-A轴墙板和6-1轴~6-11轴/D-A轴~8-B轴顶板:墙板墙面出现3条裂缝L1,L2和L3,3条裂缝均为沿墙面互相平行的竖向裂缝,最大缝宽1.40 mm。

2)图4表示:外墙面出现的2条裂缝是内墙面裂缝的贯穿缝的外部形态,裂缝最大缝宽0.58 mm。这2条裂缝向顶板底面延伸出现2条裂缝L4和L5,裂缝最大缝宽0.38 mm。

3 不均匀沉降测量

通过对出现裂缝区域的挡土墙顶板及底板相对高差进行测量,并选取3处典型沉降图,反映沉降对结构的影响。测量结果表明:

1)根据图5,地下室6-1~6-11×D-A~8-C区域顶板不在同一平面上,D-A轴与8-C轴存在沉降差;

2)结合图6,7-D~D-B区域外墙有明显下沉;

3)结合图7,2-F~2-E区域外墙相对于两侧有明显下沉。

4 裂缝原因分析

4.1 水化热影响

经调查,该工程6-1轴~6-11轴×D-A轴墙板和6-1轴~6-11轴×D-A轴~8-B轴顶板区域:混凝土外墙长度为30.4 m,墙净高为4.6 m;7-D轴~D-B轴×D-6轴墙板顶板区域:混凝土外墙长度为25.2 m,墙净高为4.6 m;7-D轴~D-B轴×D-6轴墙板顶板区域:混凝土外墙长度为25.2 m,墙净高为4.6 m,这3处地下墙均属于大体积混凝土浇筑施工。

经调查该地下室施工所用商品混凝土强度符合设计要求,所用水泥为P.O42.5级水泥,该种水泥主要特征:早期强度高,水化热高,不适用于大体积混凝土工程。水化热高会使混凝土的内部温度明显高于外部,易引起较大的温度应力,使混凝土内微裂缝连通,形成影响安全和使用的结构裂缝,严重影响混凝土的性能。

经调查该工程施工时未采取减少水泥用量,使用冷凝水,使用冷石子等施工技术措施,就造成了上述3个区域出现因水化热过高而进行互相平行的竖向贯穿裂缝。

4.2 沉降降水影响

经调查,该工程所处的地基土为淤泥质土,工程设计为桩基础,地下挡土墙下设8 m一个单桩承台,承台间未设地基梁,挡土墙直接放在厚600 mm底板上,在该工程一侧20 m处正在进行一处深基坑工程。6-4~6-8区域外墙相对两侧有明显下沉,不均匀沉降也导致该区域出现4条沉降缝;7-D~D-B区域外墙有明显下沉,不均匀沉降也导致该区域出现3条沉降缝。2-F~2-E区域外墙相对于两侧有明显下沉,不均匀沉降也导致该区域出现2条沉降缝。

5 建议

1)地下连续墙及核心筒等大体积混凝土工程,在选用水泥时可适当考虑水化热的不利影响,优先选用低水化热的水泥品种,如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥或中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥,不宜选用早强水泥、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%等水化热高的水泥品种(JTS 202—1—2010水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程中的要求)。

2)地下连续墙及核心筒等大体积混凝土工程,在选用商品混凝土时可适当考虑水化热的不利影响,在不降低混凝土强度的前提下,可适当降低水泥用量,拌制混凝土时优先使用冷凝水及冷石子等措施,适当降低混凝土出罐温度。

3)地下连续墙及核心筒等大体积混凝土工程,施工时加强养护,建议浇筑后立刻对表面进行覆盖,及时测量混凝土内外温度,夏季加强浇水降温,冬季加强表面覆盖,同时延长养护时长。

4)设计时要考虑地质情况对结构的不利影响,避免不均匀沉降对结构造成的损坏,如在地下室挡土墙下要设置混凝土地梁,减少地基土不均匀沉降造成的挡土墙开裂;设置变形缝或后浇带,减少变形累加造成的应力集中。

5)施工时综合考虑施工基坑降水对结构的影响,施工前进行周围环境调查,采取合适的施工组织设计,协调不同工程间施工降水对工程的影响;施工中随时关注周围工程的施工进度及可能对本工程的影响,合理调整施工方案,减少不利影响。