淺析高層建筑地下室混凝土裂縫原因及防治

■楊 麗 ■河南能源永煤公司陳四樓煤礦，河南 永城 476600

隨著社會的發(fā)展和進步，高層建筑中地下室空間的開發(fā)與利用已經(jīng)變得非常普遍，由于功能上的需求，地下室面積比較大，在施工的過程中需設置伸縮縫，加上混凝土硬化過程中的體積收縮和各種應力作用的結(jié)果，導致地下室混凝土的裂縫，裂縫導致地下室滲漏，滲漏現(xiàn)象可能導致住宅的結(jié)構(gòu)安全問題，因此對高層建筑地下室混凝土裂縫原因的分析非常重要，因此裂縫防治的對策十分重要。

1 高層建筑地下室混凝土裂縫出現(xiàn)的原因

1．1 高層建筑地下室混凝土裂縫的分類

通過調(diào)查，高層建筑地下室的裂縫主要表現(xiàn)在墻體和頂板，頂板裂縫大多數(shù)與跨度方向成45度夾角，個別裂縫穿過兩塊以上的頂板，如果地下室上部有塔樓，頂板的裂縫大多集中于塔樓和地下室交界處的兩側(cè)，墻體裂縫大多數(shù)垂直于地面并且相互平行，縫寬自下而上逐漸變窄，墻體兩端附近裂縫較少，中間部位較多，引起墻體裂縫的原因主要為五類，［1］即收縮引起的裂縫、施工工藝引起的裂縫、材料引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫。裂縫的第一類是結(jié)構(gòu)性裂縫，由于直接荷載裂縫，包括按照常規(guī)力學計算的主要應力引起的荷載裂縫，以及由于結(jié)構(gòu)次應力引起的荷載裂縫;第二類是非結(jié)構(gòu)性裂縫，由間接荷載引起的裂縫，包括多種情況，如溫度、濕度、收縮、膨脹以及不均勻等因素引起的裂縫。

1．2 混凝土裂縫出現(xiàn)的原因

1．2.1 混凝土施工不規(guī)范導致的裂縫

現(xiàn)在的混凝土施工一般使用泵送技術(shù)，為了滿足混凝土的施工性能，［2］混凝土的塌落度要求比較高，其同一強度的混凝土相對于傳統(tǒng)的干硬性混凝土具有特殊的特點，即水泥多、砂礫大、石子粒徑小，這些原因都有可能造成裂縫產(chǎn)生，現(xiàn)在的混凝土在配置時，都會加入較多的粉煤灰和礦粉，早起混凝土的強度增長慢，在早期抗拉強度低于混凝土體積收縮產(chǎn)生的拉應力時，容易產(chǎn)生貫穿性收縮裂縫，導致滲漏發(fā)生。

1．2.2 由環(huán)境因素引起的裂縫

環(huán)境因素引起的裂縫包括兩種，內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境引起的裂縫。第一，由于高層建筑地下室所處的環(huán)境，土地中的化學因素，比如氯離子、腐蝕性物質(zhì)都會使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫;第二，在施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境產(chǎn)生溫度差，如果溫差達到足夠產(chǎn)生裂縫時，混凝土早期的收縮量就越大，裂縫就會形成;第三，由于高層建筑地下室的外墻長期在外面暴露，在外墻施工時，很難做到墻體澆筑后，就立即回填土和完成頂蓋，這種情況的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對溫度、濕度變化比較敏感，常常因為附加的溫度收縮應力，導致地下室混凝土墻體出現(xiàn)裂縫。

1．2.3 人為因素造成的裂縫

施工人員為了縮短工期，過早的拆模，縮短帶模養(yǎng)護時間，降低了混凝土結(jié)構(gòu)的密實性，增加了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生機率，混凝土墻拆模板后沒有進行降溫措施，使混凝土墻體表面的溫度隨外界溫度而變化，由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部硬化時會產(chǎn)生大量的熱，與外界產(chǎn)生溫度差，產(chǎn)生地下室溫度裂縫;在施工過程中，由于施工人員不按照混凝土規(guī)范比例進行配料，造成混凝土骨料配合比設計不合理，［3］使混凝土結(jié)構(gòu)在粗骨料多的部位容易因應力不連續(xù)產(chǎn)生裂縫，也有可能由于振搗不均勻，密實性差，同樣容易產(chǎn)生裂縫，如果振搗的時間過長，使粗骨料向下聚集，水泥漿體向上移動，造成混凝土表面硬度降低，骨料不均勻分布也增加了混凝土收縮變量，最終在混凝土的表面產(chǎn)生裂縫。

1．2.4 澆筑構(gòu)件先后順序產(chǎn)生的約束

［4］地下室底板混凝土澆筑要早于墻體混凝土澆筑，也就造成底板混凝土的收縮早于墻體的收縮，地板由于處在地下環(huán)境，混凝土的收縮量比較小，在墻體混凝土澆筑時，底板混凝土的收縮量已經(jīng)逐漸穩(wěn)定，當墻體混凝土收縮時，就會受到約束，墻體的收縮不能形成整體的收縮量，當墻體收縮應力大于混凝土的抗拉應力時，在這個部位就會產(chǎn)生裂縫，同樣，頂板澆筑時也會產(chǎn)生這種情況。

2 針對混凝土裂縫問題的對策

2．1 在混凝土施工方法方面的措施

第一，合理優(yōu)化選取原料，按照規(guī)范，控制好配合比，控制好水泥的用量，盡量選用低熱或者中低熱的水泥，比如可以選擇粉煤灰水泥、礦渣水泥，并且在混凝土拌合時，盡可能減少水泥的總體用量，根據(jù)規(guī)范應該控制在每立方米四百五十千克，保證混凝土容易拌合，在澆筑時，泵送比較順暢;第二，根據(jù)建筑工程的規(guī)定需求，需要在混凝土中添加外加劑，以此來改善混凝土拌合物的流動性和保水性，降低水化熱，延遲熱峰的出現(xiàn)時間，［6］可以摻加適量的膨脹劑，使混凝土產(chǎn)生微膨脹，抵消混凝土收縮產(chǎn)生的應力，從而提高混凝土的密實度，對防止因混凝土收縮引起的裂縫有著重要作用;第三，在拌合時摻加外摻料，由于粉煤灰本身具有一定的活性，可以在混凝土拌合時加入粉煤灰，還可以用粉煤灰代替一部分水泥，粉煤灰的使用可以增強結(jié)構(gòu)功能的整體穩(wěn)定性，并且能夠改善混凝土的粘塑性、提高混凝土結(jié)構(gòu)的后期強度。

2．2 設計技術(shù)方面的措施

對于墻板的配筋設計，為了防止地下室墻體出現(xiàn)豎向裂縫，根據(jù)標準規(guī)范，選擇在水平方向布置受力鋼筋，為了使鋼筋保護層厚度適中，現(xiàn)將主筋布置在分布筋的內(nèi)側(cè)，同時鋼筋的間距要根據(jù)規(guī)范來確定，減少因為保護層偏小而產(chǎn)生裂縫的機率;對于伸縮縫間距的設置，設計時應該滿足混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，按照使用經(jīng)驗適當?shù)目s小伸縮縫間距，如果沒有充分的依據(jù)，不能隨便突破設計規(guī)范，導致伸縮縫間距超過規(guī)范。

2．3 提高施工人員的素質(zhì)

建立健全的質(zhì)量管理體系，制定質(zhì)量管理規(guī)章制度，將質(zhì)量責任層層落實到人，按計劃采購使用材料及設備，并嚴格進行檢驗，保存記錄，定期對施工人員進行培訓，施工人員要按照操作流程規(guī)范作業(yè)，做到不提前拆模、遵守混凝土配置的規(guī)范等，不提前一步，不延遲一步，在每一道工序完成后都要進行檢驗，檢驗合格后，才能進行下一道工序，保證減少地下室混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2．4 在施工過程中混凝土澆筑措施

混凝土拌合料在澆筑時，要進行均勻振搗，保證混凝土墻體結(jié)構(gòu)的密實性，同時減少混凝土在路途的運輸時間，避免出現(xiàn)混凝土離析，并確?；炷两Y(jié)構(gòu)的密實性，防止墻體裂縫出現(xiàn);制定優(yōu)化的施工工序，［5］由于混凝土墻體的收縮徐變晚于底板混凝土的收縮，地板結(jié)構(gòu)對墻體有一定的約束作用，為了防止裂縫出現(xiàn)，地下室底板與墻體以及頂板在澆筑時應該錯開一定的時間段;由于木模板的保溫和散熱性能均比鋼模板好，因此，選模和拆模應該選用木模板，高層建筑地下室處于地下室環(huán)境，采用木模板更加有利于散熱，拆模時要延遲一段時間，因為延長帶模時間，就延長了帶模養(yǎng)護時間，這樣可以提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實性，減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

3 結(jié)束語

由此可見，高層建筑地下室的裂縫形成是由于混凝土收縮和溫差過大引起的，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，高層建筑數(shù)量劇增，但是地下室墻體裂縫一直影響地下室工程的質(zhì)量，為了預防裂縫的出現(xiàn)，在施工過程中就要注意混凝土的使用規(guī)范，這需要各個施工人員與各個設計單位共同努力，在施工的過程中嚴格遵守混凝土的使用標準，按照規(guī)范行事，從材料的選擇到施工結(jié)束，都要遵守法律法規(guī)，采用合理有效的施工方法，將地下室混凝土的裂縫控制在最小范圍內(nèi)，確保施工的穩(wěn)定性，減少裂縫的出現(xiàn)。

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