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地下室外墙老是裂渗,能用预应力筋抗裂吗?
能,但先要把裂缝成因分开。地下室外墙沿墙长配水平预应力筋,是有多年工程基础的做法,作用是把墙内拉应力抵消一部分,收缩裂缝和温度裂缝相应减少,伸缩缝可以取消或加长;地基不均匀沉降、回填土不实、止水带施工缺陷引起的渗漏,要从这些成因入手处理。BICP银泰建构做这类超长地下结构,先把成因和约束条件查清楚,再定外墙、顶板、底板各用什么手段。
适用场景
导语
最常见的误判是把后浇带当成所有裂缝的解法。后浇带释放的是施工阶段混凝土收缩;结构连成整体以后,墙被顶板、底板和内墙约束,昼夜和夏冬温差产生的拉应力才开始起作用,这一段才是预应力要管的。
适合哪些项目
- 适合总长超过规范伸缩缝间距、又不打算留永久缝的地下结构。地下结构总长常在100~300m,个别到400m以上,计算温差一般10~20℃,比地上小,但温度应力和收缩应力都不小。挡土外墙的水平筋本来就要按受力配,预应力筋能同时平衡土压力和温度应力。
- 不适合裂缝主要由地基不均匀沉降、回填不实、止水带缺陷引起的墙,先把地基、回填和缝构造处理掉。墙太薄、放不下锚固和局部承压的也不行:筏形基础地下室的外墙厚度不应小于250mm,双面配筋,水平筋直径不小于12mm、竖向不小于10mm、间距不大于200mm。后期要开大量洞改管线的墙要慎重,预应力结构一般经不起后期开洞。
- 需要先确认:计算温差、顶板底板内墙和扶壁柱对墙的约束、浇筑分区、后浇带或诱导缝位置、张拉端标高与封锚防水做法、套管和预埋件位置、回填时间与土质。
先分清成因,再谈配不配预应力
墙身出现无规则裂缝、大面积错茬,成因大体四类:大体积混凝土水化热造成的内外温差、有约束条件下的温度胀缩、荷载作用、基础不均匀沉降。预应力对应第二类;水化热和浇筑初期的收缩靠配合比、浇筑组织和养护控制;沉降和荷载引起的开裂,先把地基和受力处理掉。
宽度上要有个界限:0.1~0.2mm时早期有轻微渗水,过一段时间可以自愈;超过0.2~0.3mm,渗水量随宽度迅速加大,贯穿全断面的裂缝要避免超过0.3mm。混凝土裂缝里大约80%是非结构裂缝,前14天的收缩值超过前90天的50%,控制窗口就在浇筑初期。止水带被撕裂、一侧混凝土没振捣密实、结构收缩在带侧形成空隙,这类渗漏要回到缝的构造和施工里解决。
判断顺序四步:
- 看裂缝本身:位置、走向、宽度、是否贯穿、渗水是湿渍还是成股流。
- 查构造:墙厚、双面配筋、水平筋直径和间距,顶板、底板、内墙、扶壁柱对墙的约束有多强。
- 查施工记录:浇筑时间、养护方式、拆模时间、回填时间和土质。
- 算温度应力:定了计算温差、结构长度和约束刚度,先看普通钢筋加构造措施能不能把拉应力控制在裂缝限值以内,不够再谈预应力。
只加密温度筋、多留后浇带看着省钱,对总长一两百米以上、约束强、温差又不小的外墙往往不够。
水平预应力筋管的是拉应力
超长地下结构的方案里,我们沿外墙墙高布置水平预应力筋,一手平衡墙外水平土压力,一手承受混凝土温度应力、抑制收缩裂缝。铺筋要控制水平位置;张拉按墙长选单端或双端,张拉端用穴模式,或者在墙上埋张拉槽出墙张拉。
配多少按计算定,外墙要按墙长、约束条件和计算温差单独算,梁板的经验值套不过来。差别在起效时点和量级:普通温度钢筋建立0.2~0.7N/mm²的预压应力,大致抵消收缩拉应力,要等开裂以后才真正受力;预应力温度筋建立2.0~2.5N/mm²的预压应力,把开裂时间往后推,也控制裂缝发展,伸缩缝可以取消或加长。配了预应力,墙也会裂,区别是裂缝相对集中、后期修补容易;墙渗不渗,还看混凝土密实度、养护、防水层、止水带和回填。
外墙埋在土里,出了问题要开挖才能修,体系选择得把锚具失效的后果按最不利情况考虑。
| 比较项 | 有粘结(孔道+灌浆) | 无粘结(外包层+油脂) |
|---|---|---|
| 锚具失效的后果 | 灌浆后与混凝土粘结,锚具失效不会让预应力全部失效 | 锚具失效会导致预应力全部失效 |
| 正常使用阶段 | 不需要专门维护 | 锚具防腐和封锚要长期关注 |
| 后期开洞或拆除 | 拆除方法与普通混凝土结构相同 | 拆除或开洞要采取特殊措施 |
埋深大、后期基本没有检修机会的外墙,我们倾向用有粘结;无粘结铺筋和张拉更灵活,构造空间紧、锚固位置受限或者做局部加固时更顺手。
张拉端和封锚
北京大兴区果岭假日商品房项目地下二层车库顶板,顶板约4500㎡,无粘结预应力平板,后浇带位置的张拉端和缝针筋专门做了处理,预应力在后浇带两侧连续传递。同样的节点搬到外墙上更难:墙是竖向的,张拉端和封锚都在墙面,回填土一盖就看不见。决定成败的是穴模回填、封锚和防水收头这几道工序。方案阶段就要定:张拉端放在什么标高、穴模怎么封、封锚和防水怎么收、回填之前必须完成哪几道工序。
参考依据
- 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010
- 《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92-2004
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常见问题
Q1 已经渗水的外墙,补预应力还有用吗?
已建成的墙再加水平预应力属于改造加固,先做检测评估:裂缝成因、混凝土实际强度、钢筋位置、有没有张拉端的作业空间。多数情况先做止水修补和成因处理,预应力加固排在那之后。
Q2 外墙配了预应力,普通钢筋能少配多少?
能减的是拉应力控制那一部分,构造最低配筋和抗裂防渗需要的分布筋省不掉,具体数量按计算定。
如果外墙裂渗,先把成因分开,再定手段。请准备结构总长、墙厚与配筋图、后浇带和伸缩缝位置、浇筑与回填时间,以及已出现裂缝的位置和宽度;我们据此判断该配预应力,还是先处理地基、回填和缝构造。
