控制地下结构侧墙裂缝的结构及其施工方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种控制地下结构侧墙裂缝的结构及其施工方法。

背景技术：

现有混凝土在施工使用阶段往往会产生裂缝现象，其开裂的原因主要是混凝土内外温差产生的温度应力；混凝土凝结硬化过程收缩而结构往往限制其收缩而产生的收缩应力；混凝土的抗拉强度不足(受其材料本身、施工配合比、配筋情况、养护条件、施工质量等因素影响)。目前针对裂缝控制的原理是降低混凝土内外温差、优化材料减少其收缩量、提高混凝土的抗拉强度等。主要的控制方法有内部埋设pvc管冷却管降低内外温差、降低入模温度来减小最高温度、改善表面热交换条件来控制表面降温速率、延长降温时间、优化施工配合比、减少水灰比、减少边界对混凝土的约束条件来减少收缩应力、减少新老混凝土的浇筑时间差来提高新老混凝土接触处的抗拉强度、设置诱导缝控制裂缝的位置、采用分割插板或诱导插板控制裂缝产生、掺入微膨胀剂减少收缩、设置后浇带、控制施工质量及养护等。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种控制地下结构侧墙裂缝的结构及其施工方法，从而克服控制裂缝效果不好存在大量裂缝、出现渗漏、或在裂缝控制点处强度或刚度不够，破坏结构整体稳定性等的缺点。

本发明的另一目的在于提供一种控制地下结构侧墙裂缝的施工方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种控制地下结构侧墙裂缝的结构，包括：混凝土墙体，其内部设有结构钢筋网，所述混凝土墙体纵向设有变性缝；钢桶，其设有所述变形缝处，所述变形缝位于所述钢桶内，所述钢桶内充填有混凝土，所述钢桶左右两侧的桶壁连接所述变形缝两侧的混凝土墙体并形成一个整体，所述钢桶前后两侧的桶壁向所述混凝土墙体外延伸，所述钢桶与所述结构钢筋网固定连接；以及挡板，其分别固定设于所述钢桶的左右两侧，与所述变形缝呈垂直设置。

优选地，上述技术方案中，所述钢桶为圆形结构，所述钢桶的直径大于所述混凝土墙体的厚度。

优选地，上述技术方案中，所述钢桶的桶壁覆盖有防腐层。

优选地，上述技术方案中，所述挡板的一侧向所述变形缝延伸并未与所述变形缝接触，另一侧向所述混凝土墙体内延伸。

优选地，上述技术方案中，所述挡板为钢板。

优选地，上述技术方案中，所述钢桶的壁厚为1-3mm。

一种控制地下结构侧墙裂缝的结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)合理控制变形缝的距离与位置，确定变性缝的位置；

(2)根据侧墙的厚度选择钢桶的直径，钢桶的直径大于侧墙的厚度，钢桶与混凝土接触的中间位置左右两侧设置垂直于变形缝的挡板，挡板一侧向变形缝延伸，另一侧向桶壁外的侧墙延伸；

(3)预制地下结构侧墙结构钢筋网，将结构钢筋网焊接在钢桶上并形成一个整体；

(4)预制工字型钢板，并在工字型钢板的外表面涂上脱模层，在浇筑混凝土之前将工字型钢板插入钢桶中，并将工字型钢板固定，钢桶与地下结构侧墙高度一致，工字型钢板高度比钢桶和地下结构侧墙高；

(5)搭建钢桶外侧混凝土模板，浇筑侧墙墙体的混凝土和钢桶内的混凝土，在浇筑时防止混凝土落入工字型钢板与钢桶之间的空隙处；

(6)在混凝土后期硬化稳定后，取出工字型钢板，地下结构侧墙上形成变形缝。

优选地，上述技术方案中，在地下结构侧墙裂的混凝土充分收缩变形的后期，往变形缝和钢桶内的空隙处填充高压膨胀混凝土。

优选地，上述技术方案中，步骤(2)中挡板与钢桶全面焊接，不留缝隙。

优选地，上述技术方案中，步骤(4)将工字型钢板插入钢桶后，调整工字型钢板方向，将固定件塞入工字型钢板与钢桶之间的空隙，以约束工字型钢板转动。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明控制地下结构侧墙裂缝的结构，将结构钢筋架与钢桶固定连接，用挡板连接钢桶内外的混凝土，使之连成一个整体受力，增大整体的强度和刚度。而不至于变形缝位置由于强度或刚度不足危害结构的整体安全性。

(2)混凝土产生裂缝的机理(减少混凝土凝结硬化过程收缩而结构往往限制其收缩而产生的收缩应力，从而控制裂缝的产生)，通过改善地下结构侧墙混凝土边界的约束条件，设置变形缝使混凝土自由收缩。采用变形缝与钢桶使之自由伸缩变形来减少边界约束作用，从而减少收缩应力达到控制裂缝的作用，同时在变形处可起到防渗作用。

(3)使用变形刚度小的钢桶连接变形缝两侧的混凝土并起到防渗的作用，在钢桶外侧涂刷防腐层以防地下水长期侵蚀腐蚀。

(4)在混凝土内部的钢桶上焊接挡板，使其钢桶内外混凝土相互连接成一个整体，提高其整体性。同时，在钢桶与混凝土接触位置，由于设置了挡板，挡板延长了混凝土内水流的路径，起到防渗的作用。

(5)在混凝土充分收缩变性的后期，在往变形缝和钢桶内的空隙处填充高压膨胀混凝土，限制混凝土后期继续收缩开裂，使其整体刚度更大，同时起到防水的作用。

(6)本发明的控制地下结构侧墙裂缝的结构的施工方法，其施工简单方便，便于实施。施工得到的结构满足结构安全性要求，又可以满足结构耐久性要求。

附图说明

图1是根据本发明的控制地下结构侧墙裂缝的结构的整体示意图。

图2是图1中a-a的剖面图。

图3是图1中b-b的剖面图。

图4是图1中c-c的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图4所示，根据本发明具体实施方式的一种控制地下结构侧墙裂缝的结构，包括混凝土墙体1，混凝土墙体1内设有结构钢筋网2，混凝土墙体1的纵向上设有变形缝3。变形缝3处设有钢桶4，变形缝3位于钢桶4内。钢桶4左右两侧的桶壁连接所述变形缝3两侧的混凝土墙体并形成一个整体，钢桶4前后两侧的桶壁向所述混凝土墙体1外延伸，钢桶4与所述结构钢筋网2固定连接。钢桶4的左右两侧设有挡板，挡板为钢板5，钢板5的一侧向所述变形缝3延伸并未与所述变形缝接触，另一侧向所述混凝土墙体1内延伸。在钢桶4与混凝土接触位置，由于设置了钢板5，钢板5延长了混凝土内水流的路径，起到防渗的作用。

将结构钢筋架2与钢桶4固定连接，用钢板5连接钢桶内外的混凝土，使之连成一个整体受力，增大整体的强度和刚度。而不至于变形缝位置由于强度或刚度不足危害结构的整体安全性。采用变形缝与钢桶使之自由伸缩变形来减少边界约束作用，从而减少收缩应力达到控制裂缝的作用，同时在变形处可起到防渗作用。

优选地，钢桶4呈圆形结构，直径略大于混凝土墙体1的厚度，以便混凝土收缩时钢桶能产生相应的变性，但钢桶4的直径不应太大，以约束混凝土的大变形。钢桶的厚度为1-3mm，优选的，可选用2mm厚左右。钢桶4的桶壁覆盖有防腐层，该防腐层为防腐油漆。刷涂防腐油漆以防地下水长期侵蚀腐蚀。

一种控制地下结构侧墙裂缝的结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)合理控制变形缝的距离与位置，尽量选在结构所受内力较低处，确定变性缝的位置；

(2)根据侧墙的厚度合理选择刚度小钢桶的直径，钢桶的直径应略大于侧墙的厚度以便混凝土收缩时钢桶能产生相应的变形，但不应太大以约束混凝土的大变形。钢桶的厚度可选用2mm厚左右，为防止钢桶受地下测墙外地下水腐蚀，可在钢桶侧壁涂刷防腐油漆。在混凝土凝结硬化过程中，混凝土收缩时钢桶可沿其切线方向变形释放收缩应力，同时在变形缝位置处钢桶可起到挡水的作用，还可以将变形缝两侧的混凝土连成一个整体。

(3)在钢桶与混凝土接触的中间位置左右两侧设置垂直于变形缝的挡板，该挡板为钢板，钢板一侧向变形缝延伸，另一侧向桶壁外的侧墙延伸。钢桶内的钢板可与钢桶预制定做，钢桶外的钢板要与钢桶全面焊接，不得留有缝隙，钢板厚度取2mm，钢桶内外钢板的宽度略小于钢桶的直径，保证钢板与混凝土有足够的摩擦。在混凝土内部的钢桶上焊接挡板，使其钢桶内外混凝土相互连接成一个整体，提高其整体性。同时，在钢桶与混凝土接触位置，由于设置了挡板，挡板延长了混凝土内水流的路径，起到防渗的作用。

(4)预制地下结构侧墙的结构钢筋网，将结构钢筋网焊接在钢桶上并形成一个整体受力，提高整体刚度。

(5)预制工字型钢板，在浇筑混凝土之前将工字型钢板插入钢桶中作为钢桶内模筑混凝土的模板；在工字型钢板的外表面涂上脱模层，该脱模层为脱模油，涂上脱模油防止工字型钢板与混凝土粘结以便混凝土硬化之后取出，从而达到形成变形缝的目的。

(6)在浇筑混凝土之前将工字型钢板插入钢桶中，注意钢桶与地下结构侧墙高度一致，工字型钢板的高度比钢桶和地下结构侧墙稍高，方便后期混凝土硬化后将工字型钢板提起。为防止工字型钢板在浇筑混凝土过程中绕钢桶发生转动，在插入工字钢并调整其方向之后，将木头塞入工字型钢板与钢桶之间的空隙以约束其转动，其中，木头与工字型钢板同高，混凝土硬化后同工字钢一同拔出。

(7)搭建钢桶外侧混凝土模板，浇筑侧墙墙体的混凝土和钢桶内的混凝土，在浇筑时防止混凝土落入工字型钢板与钢桶之间的空隙处。

(8)在混凝土后期硬化稳定后，取出工字型钢板，地下结构侧墙上形成变形缝。

优选地，混凝土后期硬化稳定之后，在地下结构侧墙裂的混凝土充分收缩变形的后期，往变形缝和钢桶内的空隙处填充高压膨胀混凝土。限制混凝土后期继续收缩开裂，提高整体强度和刚度，同时起到防水的作用。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。