一种大面积地下室结构体抗裂防渗止浮的设计与施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地下室结构体系的设计施工领域，特别涉及一种大面积地下室结构体的抗裂防渗止浮的设计施工方法。
【背景技术】
[0002]一方面是上海大楼卧倒，海口大楼出走，桩基失效普遍，几年内全国又有二十多起大型地下室严重裂损渗漏上浮甚至报废现象惊人。另一方面，为了求稳，人们却在基础设计中就有了大型地下室倾向。再加上由于城镇化的推进，城建用地的紧缺，高层建筑和特大型地下室工程的建造已是必由之路。而由于大型地下室体型太大，工期较长，在温度应力控制，地基沉降控制，结构变形控制，整体上浮防治方面都增加了难度。大批量的新建地下室就面临了裂损严重，渗漏不已，整体上浮，甚至走上了工程报废的绝路，让工程界对此望而生畏。
[0003]鉴于钢筋混凝土结构的物理属性对环境温湿度的变化极其敏感，其胀缩変化量的理论计算公式为:e = r V t L式中e为胀缩量mm，r为结构约朿程度系数取1，V为钢筋混凝土的线胀系数，取5X0.000001/c度(已将可能取得的各种有利因素考虑进去)，t为温差幅度，还要加上10度的干湿胀缩当量温差。L为结构长度mm。计算温差t取决于环境温度，那是客观现实，没有多少选择余地的:比如在海南岛，夏日太阳直射下混凝土表面的温度在65度以上，而冬季极限最低则为5度，再加上10度的干缩当量温差，计算温差t就达80度了。而呼伦贝尔，冬日极限最低达零下50度，夏日极限最高达40度，加上干缩当量温差的计算温差就是100度。人们要贸然将地下室的长度放大到300m，那么结构的理论收缩量就将分别达到120_，或150_。而规范规定肉眼可见的有害裂缝的宽度仅为0.2mm:呢，说明这里有可能出现的裂缝总数就将达到600条或750条。因此，规范不得不将结构长度严加限制(35?50m)，也就完全封死了人们进行大型地下室设计施工的路径。
[0004]因此，当前建筑市场和工程学术界所急需寻求的是综合治理这一最可怕的结构病害现象的有效技术手段。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种大面积地下室结构体抗裂防渗止浮的设计施工方法，包括将地下室基底扩大后再用后浇带分割的设计与施工方法，和用预应力锚索代替常规的桩支承技术抗浮。所述后浇带设计施工法是采用后浇带分割技术将大面积地下室底、顶板和墙面分割成规范允许的小单元。
[0006]在前述地下室基底设置5个以上的预应力锚索，可取代几百上千根施工难度大，造价高，可靠度低的桩以满足止浮要求。
[0007]预应力锚索的锚体一般要深入基岩，须用深钻钻孔并将孔底扩大，然后下送锚铁和钢索，用混凝土浇筑孔底锚体，待养护期足后，才可实施张拉。最后锁定，也可将上部全孔灌混凝土以保护钢索，增强锚固力。
[0008]前述大面积地下室底、顶板后浇带施工方法为:(1)按照规格尺寸即后浇带宽度(S) X墙厚⑶X墙高⑶以及所需数量情况加工后浇带的成型模板；⑵准确放线安装所述后浇带成型模板；(3)在所述后浇带成型模板的板内敷设、穿扦钢筋；(4)施工两边主体结构，并浇筑混凝土； (5)按照设计指定的时机浇筑后浇带混凝土，一要满足主体结构的养护干缩期，二要趁极限低温天气。
[0009]前述大面积地下室洋板后浇带施工方法为:(1)按照规格尺寸即后浇带宽度(s ) X墙厚(D) X墙高(H)要求以及所需数量情况加工后浇带的成型模板；(2)准确放线安装所述后浇带成型模板；(3)在所述后浇带成型模板的墙内敷设(穿扦)钢筋；(4)施工两边主体结构，并浇筑混凝土；(5)按照设计指定的时机浇筑后浇带混凝土，一要满足主体结构的养护干缩期，二要趁极限低温天气。
[0010]用低膨胀混凝土浇筑前述后浇带。
[0011]利用后浇带分割技术化整为零，用后浇带将大面积地下室分割成小块头单体，也就是让收缩量(裂缝)集中出现(消除)在后绕带内，以达到结构抗裂目的。
[0012]而鉴于地基土质是咫尺之间，千变万化的，地下室底盘越大，各点之问的沉降差也越大，产生沉降裂缝的可能性也就越难避免，因此也利用后浇带将分割体各自所产生的不均一的沉降量统统在后浇带内消化掉。
[0013]本发明的内容是在结构设计中严格遵守“本构合理，变形协调和力学平衡”三准则的前提下，再在后浇带的设计与施工方面下功夫:合理布置纵横交错的后浇带，将特大尺度的地下室分割成规范允许的小单元；保证后浇带构造规整合理，传力直接可靠；保证后浇带内配筋不受影响；保证结构的全部干缩与冷缩量与不均匀沉降量都集中在后浇带内实现；保证后浇带分割界面上的粘附力和咬合力满足要求。
[0014]此外，在整个施工过程中还需要提高混凝土保护层的密实度，保证保护层的厚度要求，以减少混凝土的碳化威胁和钢筋的锈蚀胀裂威胁，这也是抗裂防渗的重要施工措施。
[0015]前述地下室的设计与施工，首先是根据上部设计，估算其对地基承载力要求，根据地质报告，评估地基承载力是否满足要求，满足要求时，就可直接利用天然地基。当不满足地基承载力要求时，将地下室基底放大减压，扩底系数可以保持1.5?2.0，应拥有足够的安全系数；当基土局部存在不均匀缺憾时，也可先用传统或创新技术进行局部天然地基强化。最后才利用后浇带和预应力锚索来实现(1)温湿度胀缩应力控制；(2)地基不均匀:沉降控制；(3)结构变形协调控制；(4)整体抗浮控制这四大目标。
[0016]所述后浇带可以达到以下多功能要求:(1)保证干缩与冷缩效应全部集中在后浇带内实现；(2)保证后浇带内配筋满足需要；(3)保证先后浇筑两部分混凝土之间的结合力充分满足；(4)保证后浇带的成型模板便利施工；(5)用微膨胀混凝土保证后浇带的密实度与强度。
[0017]本发明的基底施工采用的预应力锚索与常规的桩支承技术相比，可以满足大面积地下室的止浮要求，并且至少可以节约基础工程造价1/3