浅析地下室混凝土裂缝控制

鲁栋林

广东腾越建筑工程有限公司

摘要：随着我国城市化建设步伐的加快规模的加大，高层建筑的地下工程数量越来越多,结构也越来越复杂,地下室混凝土外墙裂缝等质量问题也随之出现,并常伴有钢筋锈蚀等情况,严重影响了结构的承载力、耐久性及安全使用性。作为最基层的建筑，其坚固性严重影响着整个建筑的建设。因此，在施工过程中，应采取有效措施解决底板的裂缝问题。

关键词：地下室；混凝土裂缝；控制策略

近年来,随着城市化进程的加快和建筑工程行业的蓬勃发展,此时地下室的工程越来越多,由于地下防水的需求,地下室通常使用抗渗的混凝土材料,而由于地下室的结构特点,很容易导致混凝土裂缝问题,混凝土的裂缝严重影响了混凝土的抗渗性能,裂缝渗水造成钢筋腐蚀的危害比穿墙螺栓渗水要大得多,必将严重影响到结构的使用寿命和承载能力。因此，地下室混凝土施工中应采取各种措施防止混凝土裂缝的产生，将有害的开裂控制在允许的范围之内。

1.地下室混凝土产生裂缝的原因

导致地下混凝土产生裂缝的原因很多，譬如：结构设计、原材料的选择、施工以及自然条件天气等。

1.1结构设计：设计因素主要是指地质、桩基、配筋和伸缩缝等几方面。①地质。地质因素很容易使高层柱形成沉降缝,主要是因为设计人员未能采取合适措施所造成。②桩基。在高层建筑中,当其桩基布置不合理时,高层柱很容易形成沉降缝③配筋。地下室环境比较特殊,其对钢筋保护层的要求也会较大,即要求外围连续墙钢筋保护层不可过厚或者过薄。

1.2材料选择

地下室结构使用的混凝土，水灰比高、砂率大、骨料粒径小，其收缩性较大。同时地下室中大体积混凝土构件较多，容易产生较大的温度应力，造成产生温度裂缝。此外，外加剂、掺合料的种类、数量、时机不当都会降低结构抗裂性。

1.3施工方式

首先：施工不当。如施工现场擅自注水，改变混凝土的配合比，造成泌水，引起干缩裂缝。如果供料不及时，然后导致浇筑停歇时间超过终凝时间，或者主要结构部位模扳支撑不牢及拆模过早，使混凝土强度增长不足时负荷或变形过大，都会造成裂缝。此外现场在施工的同时地下室在浇筑，经常同时浇筑顶板梁和墙板。因此，容易导致两者连接处出现水平裂缝。其次，振捣不当。错误的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆，引起混凝土不均匀沉降收缩而致开裂。施工中常发现施工人员没有及时进行二次振捣和多次抹压，导致窄细的、浅表性裂缝不断发展，最终会造成贯穿性裂缝。最后，养护不当。做好对于混凝土的养护工作也是必不可少的。不正确的养护方式是引起混凝土收缩开裂的重要原因。常见情况有：①浇筑后，混凝土起始养护不及时，表面水分蒸发较快，进而发生收缩开裂。②养护时间过短。部分施工单位为缩短工期而减少养护时间，造成干缩裂缝。对于混凝土的养护，一般分为塑料薄膜覆盖和浇水草袋覆盖两种养护方法。对混凝土进行覆盖养护的目的是控制住温差，从而防止墙体表面产生小细缝。还可充分发挥混凝土的早期强度，防止其发生贯穿裂缝。另外，潮湿的环境可以防止小裂缝的产生

1.4温度差异

地下室(基础)很多采用了大体积混凝土浇灌。温差引起的裂缝主要源于混凝土的质量以及水泥标号有关。当选择水泥的标号过高时，水泥的水化热程度会增加使得混凝土的温度和周围环境的温度之间有较明显的差异。混凝土强度级别比较高，混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将明显升高，而其表面则散热较快，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，形成较大的温差。热胀冷缩是事物变化的规律，混凝土也不例外，混凝土会由于膨胀而产生裂缝，这种裂缝在墙体中间较薄的部位更加容易产生。

2.针对地下室混凝土裂缝的解决措施

分析了导致混凝土底板开缝的原因，只要按照科学合理的方法进行适当的调整管理，即可有效地控制住有害的裂缝，使其控制在允许的范围之内。

2.1设计阶段的裂缝控制措施。

作为整个工程项目施工建设的依据，设计合理科学的方案对整个工程项目起到至关重要的作用，进行设计工作时，必须有力学模型作为依据，准确的统计荷载，需要充分考虑到收缩变形和温度变化这两大因素对裂缝的影响。对其进行设计时，设计人员应充分的考虑到环境的特殊性和复杂性，着重考虑大体积混凝土的一些特殊要求，如水化热、混凝土配合比以及浇筑温度等参数。选择混凝土的标号时，应严格的遵循项目的实际要求，如果所选用的混凝土标号过高，那么对于防治裂缝十分不利。

2.2合理地布置钢筋

钢筋的弹性模量要比混凝土的弹性模量大得多，所以要合理地配置钢筋。选择配筋的原则是小而密，配筋时应尽可能按间距来布置墙体的水平和立筋，以确保墙体配筋的合理性。为尽可能减少混凝土表面出现裂缝的几率,除了要提高配筋率,在选择钢筋时应根据计算来定钢筋截面的大小合理设计并完善混凝土配合比。一般情况下，为降低混凝土内部的水化热,施工方可在满足混凝土和易性与强度等相关性能的基础上适当将水泥用量、矿粉和粉煤灰等掺合料的用量增加。为了将水化热的初期集中出现次数降低或延迟其出现时间,从而减少裂缝的产生。在配筋相同的情况下，选择细筋密布的方法，可以减少混凝土的收缩量，增强抗裂性。对于伸缩缝的留设，则是为了防止温差效应而产生伸缩缝，所以合理地留设伸缩缝可以减少温差对大型结构造成的开裂现象。

2.3合理控制混凝土选材和配合比

适量掺加外加剂，减少水泥用量和用水量，降低水化热和收缩变形。普通硅酸盐水泥早期强度高，但是水化热大；矿渣水泥虽然比普通水泥比热低，但泌水、干缩现象严重，且后期硬化收缩也大；火山灰水泥后期收缩较大，同时经济效益也不合算。因此粉煤灰水泥是最佳的选择对象。选择粉煤灰水泥在技术上有两点好处：一是减少内部水化热的产生（因为减少了水泥用量）；二是减少混凝土的“干缩”量，这样从整体上对裂缝的产生和扩展起到了预防和抑制作用。砂石尽量选用含泥量小级配良好的中粗砂,石子尽可能选用粒径大连续级配且含泥量小于百分之一的碎石或卵石。

2.4施工方式

在其施工阶段，应严格遵循已经确定好的设计方案的各项要求。在地下室施工的过程中针对混凝土结构的施工情况以及温度对混凝土的影响情况应派遣专门的工作人员负责混凝土的保护工作。从而保证在混凝土的施工过程中可以及时的补给水分，降低混凝土干收缩产生的裂缝。同时，在混凝土的制作过程中，需要通过技术措施保证混凝土的硬度和质量。在混凝土拆模过程中，要根据混凝土的凝结情况来确定最佳的拆模时间。养护方法一定要正确，避免错误的养护方法对混凝土造成损坏。混凝土的养护一定要按照混凝土的部位、厚度以及施工的环境进行，以确保混凝土质量。

2.5加大对混凝土温度的监测力度

通过温度监控，可以减少混凝土大面积裂缝出现的可能性。在混凝土浇筑完成后，应在混凝土的重要位置设置温度监测点，并每隔一段时间对混凝土内部的温度进行监测，通过对监测数据的分析，来决定是否需要进一步采取措施来降低混凝土内部的温度，保证内外温差的稳定性。

3.提高钢筋混凝土的抗拉能力

混凝土的抗裂能力取决于混凝土的极限拉伸值,混凝土的极限拉伸值与配筋有关。因此,混凝土应考虑增加抗变形钢筋,即增强对混凝土由于长期干缩和气温变化引起的热胀冷缩的抗变形能力。对于侧壁,增加水平钢筋,在混凝土面层起强化作用。选择冷轧带肋钢筋,冷轧扭钢筋,明显增强混凝土的抗裂能力。侧壁受底板和顶板的约束,混凝土胀缩不一致,可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力,水平构造筋放在竖筋的外侧,有利于控制墙体裂缝的发生。在墙柱连接处设水平附加筋,附加筋的长度为1500mm～2000mm,配筋率提高10%～15%。

钢筋在保持总面积不变的情况下,可取直径小,钢筋布置间距密的方式选择钢筋,能减少裂缝的最大宽度,同时也要考虑混凝土易于振捣密实。《混凝土施工规范》规定：地下室等与土体直接接触的混凝土构件最大裂缝宽度允许值为0.2mm。当裂缝宽度为0.1mm～0.2mm,水进入混凝土与水泥产生反应,混凝土具有自愈能力。裂缝若控制在0.1mm以内时,则所配钢筋数量增多而不经济。

4.施工措施

4.1优化混凝土配合比设计：通过试验优选合适的外加剂和掺合料,适当降低水灰比和减少水泥用量;选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥,选用优质粉煤灰;严格控制砂率和骨料质量,砂和石含泥量要小,级配良好。

4.2混凝土应严格振捣密实,加强二次振捣和抹面,提高混凝土密实度。

4.3落实好混凝土浇筑后的养护措施,在终凝前的二次抹面后就及时进行养护,否则膨胀混凝土硬化后,膨胀应力尚未充分建立就失去作用。尽量做好保湿保温养护,既可使混凝土初期获得更高的强度,还可减小混凝土的温度应力与收缩应力;养护时间在14d以上。

4.4降低室外温差的影响,控制总温升值。夏季施工时应尽量避免在烈日下浇筑楼板混凝土,降低混凝土的入模温度。地下室四周土要及时回填,且应分层夯实,既可加强地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,又可尽快避免室外温度变化对侧壁的影响。

结束语：对于建筑来说，地下室裂缝绝不是一件小事。地下室作为整个建筑工程的重要组成部分之一，对发挥工程整体功能具有重要作用。为了有效防止混凝土裂缝的出生，应详细的分析其出现裂缝的原因，从而制定出科学合理的裂缝控制措施，以保证房屋建筑的质量安全。

参考文献

[1]王波--城市地下空间开发利用的探索与实践--2013

[2]杜文天--大型地下室裂缝产生机理分析及处理措施探讨--2011

[3]王新虎--大体积混凝土的温度控制及施工工艺研究--2014

[4]秦昉--水泥混凝土投料搅拌工艺及其影响试验研究--2015