淺談地下室外墻混凝土裂縫施工監(jiān)理

梁東妹

廣東中山 528400

摘要：長期以來，地下室外墻板裂縫一直是影響地下室工程質量和使用功能的主要質量通病，也是監(jiān)理工作需要控制的重要部分。因此，本文結合工程案例，就地下室外墻混凝土裂縫施工監(jiān)理工作展開了探討，包括地下室外墻混凝土裂縫影響因素及原因分析以及應用實踐兩大方面，以期為相關的工作提供參考借鑒。

關鍵詞：地下室外墻；質量通??；裂縫成因；控制措施；效果分析

0 引言

隨著城市的發(fā)展，土地資源就顯得越來越寶貴，建筑物的地下空間越來越被充分利用，地下室工程的建設與日俱增。但由于諸多方面的原因，如工程設計、施工和材料等，使地下室混凝土結構，尤其是外墻部位，屢屢出現裂縫。一旦外墻出現裂痕，就會帶來相應的泄漏和腐蝕，給建筑物的使用造成不便，使建筑物存在安全風險，造成嚴重的經濟和社會效益損失。因此，針對地下室外墻混凝土裂縫成因，做好施工監(jiān)理工作具有十分重要的現實意義。然而，地下室混凝土裂縫控制是一個綜合性的學科，需要我們從設計、施工、材料選擇等多方面進行控制，才可以有效地減少和控制裂縫的出現。基于此，筆者在初步探討了地下室外墻混凝土裂縫常見類型以及成因后，從地下室外墻混凝土施工監(jiān)理控制措施、混凝土內部與表面溫差過大的控制措施以及鋼筋及底板等邊界對混凝土的約束控制措施三方面對地下室外墻的裂縫施工監(jiān)理控制進行了研究，希望可以給施工企業(yè)一些參考，在以后的建筑施工中盡量避免出現這樣的問題。

1 地下室外墻混凝土裂縫常見類型

地下室外墻在施工階段特別是在混凝土澆筑后3d～28d常常會出現不同程度、不同數量的開裂，裂縫多為豎向裂縫，主要包括塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、干燥收縮裂縫、溫度裂縫、化學反應裂縫、凍脹裂縫等。國內外調查研究資料表明，約80%的地下室外墻混凝土結構的裂縫是由變形引起的，包括溫度變形、收縮變形和沉降變形，約20%是在外界荷載的作用下產生的。

1.1 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫一般在混凝土澆筑后2h～4h尚處于塑性階段時產生，主要是因為混凝土流動性不足而造成的，多表現為表面龜裂。由于水分蒸發(fā)，混凝土初凝前內部水分不斷向表面遷移，在塑性階段混凝土體積收縮，一般混凝土的塑性收縮約為1%，坍落度大的混凝土則可達到2%。在施工溫度高、相對濕度低的情況下，混凝土內部水分遷移量就會小于表面蒸發(fā)量，內部混凝土約束表面失水干縮，出現不規(guī)則塑性收縮裂縫。在混凝土初凝前，如果及時處理，通過二次振搗塑性收縮裂縫是可以愈合的。

1.2 干燥收縮裂縫

干燥收縮裂縫主要是由于混凝土在硬化以后，內部的游離水由表及里逐漸蒸發(fā)失水，混凝土由表及里逐漸產生干燥收縮變形，由于周圍存在約束，當收縮變形量導致的收縮應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會產生由表及里的干燥收縮開裂。干燥收縮裂縫包括不可逆收縮和可逆收縮，其中不可逆收縮發(fā)生在開始階段，可逆收縮則表現為再潮濕后的膨脹，后期干燥時發(fā)生的收縮。水灰比、水化程度、養(yǎng)護溫度、含水量、水泥含量、構件厚度與體積和表面積之比、相對濕度、干燥速率、干燥時間等是影響混凝土干燥收縮裂縫的主要因素。

1.3 溫度裂縫

溫度裂縫通常是由水泥水化溫度及晝夜溫差引起的?；炷翝仓?，在夏季高溫、暴雨等溫度變化較大的環(huán)境下，溫度差在短時間內會形成較大的溫度應力，當溫降產生的收縮應力超過混凝土抗拉應力時，混凝土無法及時地調整應力分布，極易形成混凝土裂縫。在標準環(huán)境下，混凝土溫度和環(huán)境溫差大于25℃時，即出現肉眼可見的溫差收縮裂縫。

2 地下室外墻混凝土裂縫影響因素及原因分析

2.1 影響因素分析

（1）人員因素。

（2）材料因素。

（3）機械因素。

（4）設計因素。

（5）環(huán)境因素。

2.2 施工過程中主要原因分析

（1）澆筑過程管控難度大，力度小，質量差?；炷翝仓^程屬于監(jiān)理旁站項目，由于各類人員配備少、澆筑時間長等原因，施工方、監(jiān)理方等管控難度大，力度小。

（2）鋼筋保護層過大，水泥水化熱過高。

（3）混凝土養(yǎng)護不充分。

3 應用實踐

3.1 工程概況

某商辦綜合樓項目地下兩層，地下部分總建筑面積31393m2，地上兩幢17層建筑，為大底盤地下室。地下室外墻南北向長86.8m，東西向長184.8m，地下室外墻設計概況如表1所示。

表1 地下室外墻設計概況

地下室南北向設置兩條寬2m膨脹加強帶，混凝土中HEA摻量12%，東西向主樓外側各設置一條800寬沉降后澆帶，將主樓與裙房結構斷開。地下室外墻混凝土等級為地下二層C35P8，地下一層C35P6，均摻加抗裂纖維，摻量為1kg/m3，代表性配合比如表2所示。

表2 代表性混凝土配合比表

3.2 地下室外墻混凝土裂縫現象調查

在監(jiān)理過程中成立地下室外墻混凝土裂縫控制QC小組，專門針對裂縫進行質量控制。先期施工的地下室外墻裂縫以豎向直裂縫居多，每跨裂縫約4～5條，寬度介于0.1mm～0.6mm之間，多出現在扶壁柱兩側3m范圍內及墻中段位置，從下部水平施工縫向上延展，間距1.5m～2m，最長可到墻頂，現場采用開槽觀測2處，裂縫深度約0.5cm～1.5cm。隨著工程進展，裂縫寬度增大趨勢不明顯，其中8#、17#裂縫發(fā)展趨勢如圖1和圖2所示，但相對數量較多，裂縫寬度大，存在滲漏水隱患。

圖1 8#裂縫變化趨勢圖

圖2 17#裂縫變化趨勢圖

綜合上述分析，認定該裂縫類型為：在水化熱溫升回降速度過快、內外溫差過大和混凝土表面失水收縮等多種作用下引發(fā)的溫差收縮裂縫。

3.3 地下室外墻混凝土裂縫監(jiān)理控制措施

3.3.1 地下室外墻混凝土施工監(jiān)理控制措施

混凝土澆筑前，施工方需對現場管理人員、振搗班組等重新交底，監(jiān)理方全程參與，澆筑前潤濕模板，墻底及施工縫清理干凈，雜物清除。

混凝土澆筑過程中，嚴格監(jiān)控澆搗過程，分層厚度按規(guī)范嚴格實施，嚴禁現場加水；由施工方和監(jiān)理方共同派人赴攪拌站現場檢查拌制情況，主要是對外摻劑使用、攪拌時間及現場發(fā)車的控制，要求攪拌站混凝土配合比嚴格控制，計量準確。塌落度抽檢工作須加強，不能流于形式，對進場的每車混凝土，監(jiān)理方必測一次坍落度。加強對混凝土配置原材料的檢查，對主要材料進行平行檢測，嚴格控制砂石含泥量等主要指標。針對混凝土入模溫度控制，施工方及時調整澆筑時間，澆筑安排在早晨或傍晚，氣溫相對較低、施工人員精力相對充沛的時間段。

3.3.2 混凝土內部與表面溫差過大的控制措施

在配制混凝土時，采用了低水化熱水泥，摻入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥，并摻入緩凝劑，降低了單方混凝土水泥用量，從而降低了水泥水化熱，并延緩了水泥水化熱的釋放。進行合理的分段和分層施工，采用斜面分層法施工，每層厚度不宜超過400mm～500mm，以利于水化熱的散發(fā)并減少約束作用，外墻澆筑期間全程旁站檢查，對于分層過厚、漏振等現象及時指出立即整改。控制混凝土的入模溫度，拌制時溫度低于25℃，澆筑時低于30℃，澆筑后按要求養(yǎng)護，澆筑1d后松動模板螺絲離縫2mm～3mm，然后從上澆水不少于14d濕潤帶模養(yǎng)護時間，外墻外側防水施工及基坑回填盡量提前進行，以便充分養(yǎng)護。外墻混凝土采用C35標號，各方同意采用45d強度作為驗收標準，適當降低水泥用量，減少水化熱。

3.3.3 鋼筋及底板等邊界對混凝土的約束控制措施

地下室外墻外側混凝土保護層內設置6@150雙向抗裂鋼筋網片，并在扶壁柱兩側1/3跨內增加附加抗裂鋼筋。同時，外墻水平筋移至豎向筋外側，依據設計文件鋼筋規(guī)格變細，間距變密，布置間距≤120mm。督促抗裂鋼筋網片增加綁扎密度，避免由于澆筑過程中振動導致漏筋從而引發(fā)漏水現象。澆筑前先在模底澆厚50～100mm的與混凝土同配合比且除去石子后的水泥砂漿，減少底板對外墻的應力約束。

3.3.4 塑性收縮裂縫控制措施

為了解決由于混凝土流動性不足而造成的塑性收縮裂縫，采用了補償收縮混凝土，從而減少用水量、延長混凝土的凝結時間、增強抗裂能力，從一定程度上減緩地下室超長外墻混凝土水化熱釋放。

3.4 監(jiān)理控制效果總結

通過上述控制措施及QC活動的實施，保證了地下室外墻施工質量達到驗收規(guī)范及設計的要求，無貫穿及深層裂縫，表面裂縫寬度均≤0.3mm，且數量大幅減少，未發(fā)現外墻滲漏水及出現水漬的現象，具體如表3所示，達到了預期目標。

表3 裂縫控制效果前后對比表

（1）由于工藝、造價等各種條件制約，地下室外墻混凝土表面出現裂縫的概率較大，分為有害和無害兩種。據相關研究及經驗表明，地下室外墻混凝土表面裂縫寬度在0.2mm～0.3mm，無貫穿滲水裂縫，為可接受的無害裂縫；有害裂縫則是需要盡力避免和減少的。

（2）根據實際監(jiān)理經驗，加強控制措施后，裂縫控制效果要好于先期，但不能從根本上杜絕裂縫的產生，所產生的裂縫主要以干縮裂縫為主，另外疊加一部分溫差裂縫。

（3）從根本上控制裂縫產生有效的方法為縮短外墻長度，額外設置伸縮縫、分倉縫等，但從設計及施工角度考慮，可行性尚待商榷。

（4）對混凝土材料的問題，監(jiān)理方赴攪拌站對重要原材料進行平行檢測，重點是要求攪拌站重視本工程混凝土拌制質量，同時也檢查出原材料的一些問題。強度設計采用45d或者更長的60d強度作為驗收標準，客觀上降低了水泥用量。

（5）現場施工質量保證情況，現場分層澆筑、振搗及時、混凝土到場塌落度控制、現場不同部位混凝土嚴禁混用、澆筑時間的選擇、養(yǎng)護措施及時間的長短等均是需要重點考慮和精心組織的。通過監(jiān)理工程師的全程旁站和對養(yǎng)護措施的督促加強，對外墻混凝土裂縫控制及混凝土澆筑質量的提高起到了重要的促進作用。

4 結語

總之，地下室外墻混凝土裂縫的出現易影響建筑的使用功能，影響建筑物的使用壽命。因此，為了更好地控制地下室外墻混凝土施工質量，監(jiān)理人員必須對混凝土的施工進行全過程監(jiān)控，相信通過嚴格執(zhí)行有關規(guī)范，從設計、生產、施工各方面層層把關，針對裂縫原因對整體進行設計優(yōu)化，合理選材，精心施工，做到技術先行、管理到位、科學組織，就會有效控制墻體有害裂縫的質量通病，確保地下室外墻混凝土保持強度，提高工程質量。

參考文獻：

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[2] 范強；劉鋒；蔣志軍；莫憂.超長地下室混凝土外墻開裂原因分析及防治措施[J].新材料新裝飾.2014（11）

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表1 盾構總推力大小控制

盾構掘進至176環(huán)管片安裝完成后，停止同步注漿，采用隧道內壓注水泥漿液代替，此時脫出盾尾管片存在突然下落風險，故采用Φ55mm實心圓鋼（每根長450～500mm）分別擊穿7#與9#管片吊樁孔，并與管片吊裝孔焊接牢靠。

測量結果表明，與掌子面交界的二襯的平均偏差值沿盾構推進方向偏右28mm，偏上16mm，盾構接收時姿態(tài)控制調整為偏右30mm，偏上20mm；當盾構刀盤露出后，此時掌子面素混凝土墻已發(fā)生倒塌，應迅速清理刀盤前方的素混凝土垃圾。

盾構完成183環(huán)管片拼裝后，使用安裝拱底塊管片將盾構機完全落入接收架之上，并使盾尾距離二襯鋼套前段約1m，為后續(xù)弧形鋼板（“月亮板”）安裝騰出空間。

接收環(huán)管片落人長800mm二襯上預埋的整圈圓弧鋼板上后，利用預先做好的多塊圓弧鋼板（厚8mm）焊接在管片與預埋的鋼板間，確保二襯與接收環(huán)管片間的密封性，如圖4所示。

此次“月亮板”焊接封堵，存在地下水較多的風險，且工藝較常規(guī)的不同，多出一套外接式圓形鋼板需接至二襯內預埋的鋼板內側，如下部地下水過大，施工時應遵循由上部向下部進展的施工順序。

焊接好“月亮板”后，用割刀在其上開孔（一圈圓弧鋼板在上、下、左、右依次開1個孔，共4個），安裝注漿閥，并與注漿設備連接，開始實施對盾構接收段的管片背部與土體間充填注漿（單液漿）。注漿遵循少量多次原則，施工過程中應降低注漿對上部土體的影響，并加強對地面沉降的監(jiān)測，直至注漿影響的地面區(qū)域監(jiān)測數據趨于穩(wěn)定后結束。

圖4 焊接“月亮板”封閉管片與二襯間隙

接收段管片背部注漿施工完成后，開始制作井接頭，此井接頭較常規(guī)尺寸有所增大，配筋形式與常規(guī)一致，但因外徑變大導致體積增加，井接頭外徑為6.90m，內徑為5.50m。鋼筋綁扎完成后進行模板安裝，之后進行預拌混凝土澆筑，混凝土達到規(guī)范強度要求后，拆除模板。

盾構機進洞過程中，隧道上方地面發(fā)生沉降變形，地表沉降最大的點是盾構機正上方的JC5-0測點，累積沉降量達到-12.87mm，距離中心點兩側的測點累積沉降量依次減小。盾構機在推進到174環(huán)停機前地表沉降量較大，開始壓注水泥漿后沉降趨于平緩，甚至有少量隆起，注漿完成后，繼續(xù)掘進地表開始第2次沉降，直至盾構機進洞，再對“月亮板”后縫隙進行注漿后，沉降趨于穩(wěn)定。

5 結語

綜上所述，隨著我國隧道建設需求的不斷加大，單純盾構法施工工藝及單純礦山法施工工藝的運用對適應地層的局限性越來越突出，已經不能滿足當前隧道的施工要求。因此，將兩者相互結合，不僅有著廣闊的應用前景，更能為隧道的施工帶來幫助。

參考文獻：

[1] 牛少俠.淺談盾構法隧道施工技術應用措施[J].科技視界.2014（36）.

[2] 張萬忠.礦山法與盾構法相結合的隧道設計研究[J].山西建筑.2014（12）.