淺析地下室工程常見裂縫及預(yù)防

劉 翀 （宿州市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 宿州 234000）

1 地下室工程裂縫分布、成因

1.1 地下室工程裂縫分布

1.1.1 地下室頂板

頂板面因溫度、濕度、外部環(huán)境條件的變化，會(huì)產(chǎn)生一些不規(guī)則裂縫，頂板與墻板交接處會(huì)出現(xiàn)水平縫，頂板的角部也會(huì)出現(xiàn)有規(guī)律的斜裂縫。

1.1.2 地下室墻板

①地下室外墻中間會(huì)出現(xiàn)豎向裂縫；

②地下室外墻橫向會(huì)出現(xiàn)斜裂縫；

③地下室外墻，有窗處、窗下角會(huì)出現(xiàn)斜裂縫；

④地下室外墻，在墻板與頂板、底板施工縫處會(huì)出現(xiàn)水平縫。

1.1.3 地下室底板

由于地下室的底板都比較厚，即使是防水板也在300mm~400mm厚，絕大部項(xiàng)目是筏基，特別是無(wú)梁厚板，就更厚了，其板上部會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

1.2 地下室工程裂縫的成因

現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因是多方面的，但80%的裂縫是混凝土自身材料、水灰比、加上外加劑的使用、施工不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻?；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫度、濕度，環(huán)境條件的改變；初期的混凝土不均勻沉陷、收縮，硬化過(guò)程中的干縮；因溫度、濕度變化產(chǎn)生的收縮應(yīng)力等產(chǎn)生的變形裂縫，這些裂縫是非荷載裂縫，裂縫深淺不一，甚至是貫穿裂縫。因設(shè)計(jì)漏計(jì)荷載而產(chǎn)生的裂縫比較少，結(jié)構(gòu)構(gòu)件因設(shè)計(jì)考慮不周，配筋構(gòu)造不妥，地基不均勻沉降、模板支拆、過(guò)早承載或施工、使用超載是產(chǎn)生荷載裂縫的主要原因。裂縫與結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)有直接關(guān)系，然而荷載裂縫僅占裂縫總數(shù)的5%～10%；因堿骨料、凍融引起的裂縫約占1%。

1.2.1 地下室工程頂板

地下室工程頂板上出現(xiàn)的不規(guī)則裂縫、板角呈45°的斜裂縫，主要原因是溫度變化產(chǎn)生溫度應(yīng)力而形成的；由于板的兩個(gè)方向長(zhǎng)度一般都不等，兩方向上的溫度應(yīng)力就不等，從而產(chǎn)生呈45°的斜裂縫；頂板與墻、梁的交接處，由于構(gòu)件高度相差過(guò)大，澆筑振搗不密實(shí)，而產(chǎn)生的不均勻沉陷裂縫；頂板的施工縫留置不當(dāng)、施工措施不到位、板面過(guò)早加載等因素都是地下室頂板產(chǎn)生裂縫的重要原因。

1.2.2 地下室工程外墻板

①地下室墻外中間的豎向裂縫，除了溫度、濕度、外部環(huán)境的變化外;外墻周邊的梁、柱配筋率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于墻板，鋼筋對(duì)混凝土收縮應(yīng)力的影響，也是地下室外墻中間出現(xiàn)豎向裂縫的一個(gè)重要原因。

②地下室外墻板的橫向斜裂縫，因澆筑混凝土?xí)r沒有分層澆筑，而是沿墻水平推進(jìn)從下至上，造成混凝土因局部自重而產(chǎn)生的不均勻沉陷，這種澆筑方式很容易造成鋼筋位移,也是使墻體產(chǎn)生斜裂縫的原因。

③地下室外墻設(shè)窗處，因支模、澆搗不到位，窗間墻、窗臺(tái)墻的墻高不同，再加上窗臺(tái)墻下的混凝土很難澆筑密實(shí)，又未認(rèn)真處理，窗間墻的自重大，密實(shí)程度要比窗臺(tái)墻好，窗臺(tái)墻的沉陷比窗間墻大，這種不均勻的沉陷就會(huì)造成在窗下口角部產(chǎn)生裂縫。

④地下室外墻板與頂、底板交接處附近產(chǎn)生水平縫，由于地下室外墻的配筋設(shè)計(jì)中一般是以抗裂控制的，其配筋率也不是很高，而頂、底板的暗梁（或加筋）鋼筋的收縮應(yīng)力也遠(yuǎn)大于板，再加上施工中施工縫處理不到位等原因而產(chǎn)生水平縫。

2 預(yù)防地下室工程裂縫的措施

地下室工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上不同時(shí)期出現(xiàn)裂縫的原因是十分復(fù)雜的，大量的工程實(shí)踐表明，混凝土自身是由不同材料組成的非均質(zhì)體，內(nèi)部存在固、液、氣體；隨時(shí)間、環(huán)境溫度、濕度變化以及外荷載的作用變化，產(chǎn)生裂縫是不可避免的。因裂縫使得外部的水分、二氧化碳及有害成份的滲入，使鋼筋生銹、造成鋼筋的體積局部膨脹，使混凝土與鋼筋的握裹力降低、甚至保護(hù)層脫落，使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度降低、變形增大，直接影響地下室工程的耐久性；地下室工程的裂縫，對(duì)地下工程的危害更大，所以抓好地下室工程施工階段的各項(xiàng)預(yù)防措施就顯得尤為重要了。

①首先要控制好混凝土自身的質(zhì)量，水泥、粗骨料、細(xì)骨料都應(yīng)控制好其質(zhì)量，水泥應(yīng)采用硅酸鹽水泥，有抗凍和高強(qiáng)要求的混凝土采用普通硅酸鹽水泥，為防止堿骨料反應(yīng)采用堿含量低于0.6%的水泥，地下室工程的基礎(chǔ)工程的混凝土用量都比較大，一般都屬于大體積混凝土工程，應(yīng)采用低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥（其3d的水化熱不宜大于240kJ/kg,7d的水化熱不宜大于270 kJ/kg），對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間、安定性、膠砂強(qiáng)度、氧化碳和氯離子含量，防水混凝土水泥中的鋁酸三鈣含量不宜大于8%，使用時(shí)水泥的溫度不宜超過(guò)60℃……等都要嚴(yán)格控制，每立方混凝土用量不宜超過(guò)350kg，水膠比不應(yīng)大于0.6。

②地下室工程的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中所用的粗骨料，不僅要有顆粒級(jí)配，針狀顆粒含量不宜大于5%～8%，對(duì)抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕、耐磨等都有要求，其含泥量不得大于1.0%，泥塊含量不得大于0.5%。

③地下室工程的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中所用的細(xì)骨料其顆粒級(jí)配、細(xì)度、模數(shù)、含量、堅(jiān)固性、氯離子含量及有害物質(zhì)含量等都有要求，含泥量不大于1%，泥塊含量不得大于0.5%，堅(jiān)固性檢驗(yàn)的質(zhì)量損失，砂子不應(yīng)大于8%，鋼筋混凝土用砂子的最大氯離子含量不應(yīng)大于0.06%；為確保地下室工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土的質(zhì)量，建議不用人工砂或海砂。

④地下室工程的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，外加劑的使用應(yīng)符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（GB50119—2003）要求，應(yīng)根據(jù)地下室工程設(shè)計(jì)和施工要求選擇，對(duì)工程實(shí)際用料進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)，由試驗(yàn)確定相應(yīng)配合比，必要時(shí)需做收縮試驗(yàn)；結(jié)合經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定外加劑的采用。使用的外加劑必需對(duì)人體無(wú)害，不污染環(huán)境；選用不當(dāng)，不僅有可能影響耐久性，而且還有可能因?yàn)閿嚢柽^(guò)程中不充分，導(dǎo)致混凝土中的外加劑不均，而使混凝土開裂。

⑤地下室工程的支模要求相對(duì)較高，特別是人防工程，地下室中的預(yù)留、預(yù)埋、洞孔件較多，位置、標(biāo)高必須準(zhǔn)確，預(yù)埋件還必須固定好，確保在混凝土澆筑過(guò)程中不位移。地下室工程處于建筑的最下層，往往上部結(jié)構(gòu)施工時(shí)的梁、板支模就直接支承在已建的地下室工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件上：一是施工中過(guò)早的使已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載，輕則會(huì)使已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，重則會(huì)使已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生破壞；二是在已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件上直接支模，必須按實(shí)際工況進(jìn)行復(fù)核，看看已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否能承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重和施工荷載，如不滿足必須采取有效措施，避免已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件超載、失穩(wěn)。實(shí)際施工中的荷載、支承條件必須與復(fù)核計(jì)算的條件一致，杜絕不按復(fù)核計(jì)算施工，否則會(huì)造成已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生破壞，使模板產(chǎn)生連續(xù)倒塌。

⑥地下室工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土澆筑，對(duì)于混凝土澆筑的密實(shí)程度是確保混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵，這在業(yè)界已形成共識(shí)?；炷翝仓埃紫葢?yīng)檢查模板、支架、鋼筋位置、保護(hù)層、預(yù)留洞孔、預(yù)埋件位置、標(biāo)高是否準(zhǔn)確，清除模板內(nèi)雜物，模板是潤(rùn)水。澆筑豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土?xí)r，布料設(shè)備的出口，離模板內(nèi)側(cè)面不應(yīng)小于50mm，不向模板內(nèi)側(cè)面直沖布料，不得直沖鋼筋骨架，避免鋼筋位移、變形；澆筑水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土?xí)r，不得在同一處連續(xù)布料，應(yīng)在2m～3m范圍內(nèi)水平移動(dòng)布料，宜垂直于模板，混凝土澆筑分層厚度，一般為300mm～500mm時(shí)，可按1∶6～1∶10坡度分層澆筑，并且上層混凝土應(yīng)超前覆蓋下層混凝土500mm以上，應(yīng)控制在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆完，振搗棒必須插入至下一層混凝土50mm左右，使上下層混凝土一體化；振動(dòng)泵送混凝土?xí)r，振動(dòng)棒插入的間距一般為400mm左右，振搗時(shí)間一般為15s～30s，使混凝土均勻充滿構(gòu)件的端部、角落，并在20min～30mim后對(duì)其進(jìn)行二次復(fù)振，特別是梁板交接構(gòu)件高度相差較大時(shí)，在相交處必須進(jìn)行二次復(fù)振，預(yù)防產(chǎn)生沉陷裂縫。對(duì)于預(yù)留洞、預(yù)埋件和鋼筋密集的部位，應(yīng)預(yù)先制定好相應(yīng)措施，確保順利布料和振搗密實(shí)。在澆筑過(guò)程中應(yīng)細(xì)心觀察，發(fā)現(xiàn)混凝土存在不密實(shí)、空、脹等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即采取措施予以解決。水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土表面，應(yīng)適時(shí)用木抹子水平槎兩遍以上；樓、屋面還應(yīng)用鐵滾筒壓兩遍以上，以防止產(chǎn)生收縮裂縫。

混凝土輸送泵管出口處的最大堆料厚度應(yīng)控制在12cm以內(nèi)，以保證澆筑安全。

多高層建筑的地下室工程的基礎(chǔ)厚度都較厚，即使是防水板一般厚度也大于400mm，因此一般均屬大體積混凝土。由于水泥水化熱，內(nèi)部溫度會(huì)迅速升高，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)外溫差，一般在入模溫度基礎(chǔ)上的升值不宜大于50℃，混凝土內(nèi)外溫差不宜大于25℃，經(jīng)采取不同的降溫方法，混凝土結(jié)構(gòu)澆筑時(shí)的降溫速率不宜大于2℃/d；一般5d～7d才能使其內(nèi)部的溫度同周圍環(huán)境的氣溫相同。為了避免采用的高強(qiáng)度等級(jí)泵送混凝土產(chǎn)生因溫度收縮而產(chǎn)生裂縫，應(yīng)針對(duì)其水泥用量大。水灰比大的混凝土自身收縮、沉陷、水分蒸發(fā)等原因產(chǎn)生裂縫，對(duì)超長(zhǎng)大體積混凝土一般采用“跳倉(cāng)法”施工較為方便，跳倉(cāng)時(shí)間間隔為5d～7d，就可以減少因上述原因而產(chǎn)生的裂縫，但必須把“倉(cāng)與倉(cāng)”之間的鋼筋支架和“快易收口網(wǎng)”做好，在板厚中間設(shè)遇水膨脹橡膠條或鋼板止水帶防止底板滲漏。

⑦地下室工程的后澆帶的澆筑，為避免在基礎(chǔ)設(shè)置變形縫，在沿基礎(chǔ)長(zhǎng)度每隔30m～40m留一道貫通頂板、底板及墻板的后澆帶，其寬度不宜小于800mm～1000mm，且宜設(shè)置在現(xiàn)澆混凝土梁、板剪力較小處的跨度中間1/3跨度范圍之內(nèi)。設(shè)置后澆帶一是為了釋放混凝土硬化過(guò)程中的收縮力，減少、控制混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初始裂縫；二是為解決多高層塔樓與裙房基礎(chǔ)之間的不均勻沉降而設(shè)置的沉降后澆帶，目的是控制塔樓與裙房的差異沉降，當(dāng)多高層塔樓邊的裙房或地下室工程基礎(chǔ)距塔樓基礎(chǔ)小于20m，可以不設(shè)沉降后澆帶，而以加強(qiáng)構(gòu)造來(lái)加以解決。

后澆帶施工，后澆帶處的鋼筋完全斷開，通過(guò)鋼筋搭接實(shí)現(xiàn)應(yīng)力傳遞，但要做好鋼筋的保護(hù)，澆筑之前應(yīng)清理雜物、整理鋼筋；后澆帶兩邊應(yīng)設(shè)置鋼筋支架和“快易收口網(wǎng)”，在板縫中間設(shè)置遇水膨脹的橡膠帶或鋼板止水帶，二次澆搗時(shí)混凝土應(yīng)加入膨脹劑，充分澆水飽和養(yǎng)護(hù)2周以上，避免接頭處產(chǎn)生裂縫。另外地下室工程變形縫處的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的厚度不應(yīng)小于300mm，防止因采用中埋式止水帶對(duì)此處的混凝土造成不利影響。

⑧地下室工程的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的底板、墻、柱、梁、頂板等各種構(gòu)件澆筑完成處應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土之所以能逐漸凝結(jié)硬化，是因水泥水化作用的結(jié)果，而水化作用需要適當(dāng)?shù)臏囟取穸?。為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，就必須對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，創(chuàng)造水泥可以充分水化的條件，加速混凝土的硬化，還應(yīng)防止混凝土成型后因日曬、風(fēng)吹、干燥，周圍氣溫過(guò)高或過(guò)于寒冷等自然因素影響而出現(xiàn)超出正常范圍較大的收縮變形，出現(xiàn)干縮裂縫直接影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體性、耐久性。雖然鋼筋混凝土養(yǎng)護(hù)的方法很多，但目前地下工程的鋼筋混凝土工程的底板、墻、柱、梁、頂板等構(gòu)件一般仍然采用自然養(yǎng)護(hù)的方法，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)在實(shí)際工程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)，只有根據(jù)工程結(jié)構(gòu)澆筑時(shí)的不同環(huán)境氣溫、濕度及其它條件，采用不同的切實(shí)可行的保溫、保濕方法。如采用塑料薄膜、麻袋、草簾用水澆透覆蓋在包裹在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上避免水分過(guò)快蒸發(fā)，溫度急劇變化，防止水分流失，保持混凝土結(jié)構(gòu)的濕度；避免因養(yǎng)護(hù)不到位使構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)結(jié)合實(shí)際的氣候條件和各種環(huán)境因素以及不同的養(yǎng)護(hù)方法而定，一般對(duì)采用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥的混凝土不應(yīng)少于7d，對(duì)摻用緩凝劑、外加劑以及抗?jié)B混凝土其養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14d。對(duì)于墻、柱等不易保水的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，拆模時(shí)間不宜少于3d，拆模后宜用濕麻袋貼墻、柱覆蓋，保持混凝土表面潮濕養(yǎng)護(hù)不宜少于14d，冬季施工墻、柱帶模養(yǎng)護(hù)不應(yīng)少于7d。

以上所述的是在地下室工程施工中預(yù)防裂縫的一些具體措施；加上設(shè)計(jì)階段的預(yù)防措施，切實(shí)用好“防、放、抗”綜合治理的原則，實(shí)踐證明對(duì)預(yù)防地下室工程現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫及控制是十分有效的。