地下室混凝土裂縫控制的分析與處理

謝新波

摘 要：近年來(lái)隨著城市建設(shè)步伐的加快，人口的增加，為使城市空間得到有效的利用，大、中城市的建筑物基本設(shè)計(jì)有地下室。地下室最常見(jiàn)的問(wèn)題就是裂縫，不僅會(huì)影響使用，還會(huì)降低建筑物的耐久性。地下室是人們對(duì)地下空間進(jìn)行利用的一種常見(jiàn)形式。由于地下室所處位置的特殊性，其混凝土結(jié)構(gòu)性能，尤其是其抗裂性要嚴(yán)于其他結(jié)構(gòu)。因此，控制地下室混凝土工程裂縫在工程中非常重要。

關(guān)鍵詞：地下室；混凝土裂縫；分析與處理

地下混凝土裂縫是一個(gè)普遍存在的質(zhì)量問(wèn)題，影響建筑物的使用功能，影響結(jié)構(gòu)的合理使用年限，同時(shí)也是一個(gè)綜合性難題，需要通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、優(yōu)選材料等環(huán)節(jié)全面控制，才能有效防范裂縫的產(chǎn)生。

1 地下室混凝土裂縫成因分析

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的因素

約束是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形裂縫的必要條件。根據(jù)約束應(yīng)力的來(lái)源，約束可分外約束和內(nèi)約束。地下室結(jié)構(gòu)一般為全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，所受約束復(fù)雜，易形成較大的約束應(yīng)力。墻板結(jié)構(gòu)的幾何特性和構(gòu)造鋼筋配置狀況等，是地下室外墻內(nèi)約束產(chǎn)生的主要因素。地下室底板會(huì)對(duì)外墻板形成較強(qiáng)的外約束。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)一定范圍造成裂縫后，若結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剛度過(guò)低，結(jié)構(gòu)變形難以在一定范圍內(nèi)自由伸展，則會(huì)加速裂縫發(fā)展。

1.2 材料性能的因素

地下室結(jié)構(gòu)使用的混凝土，水灰比高、砂率大、骨料粒徑小，其收縮較大。同時(shí)地下室中大體積混凝土構(gòu)件較多，易產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，造成溫度裂縫。此外，外加劑、摻合料的種類、數(shù)量、時(shí)機(jī)不當(dāng)都會(huì)降低結(jié)構(gòu)抗裂性。

1.3 施工方面的因素

首先，施工不當(dāng)。如施工現(xiàn)場(chǎng)擅自加水，改變混凝土配合比，造成泌水，引起干縮裂縫。如果供料不及時(shí)，導(dǎo)致澆筑停歇時(shí)間超過(guò)終凝時(shí)間，或者主要結(jié)構(gòu)部位模扳支撐不牢及拆模過(guò)早，使混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)不足時(shí)負(fù)荷或變形過(guò)大，都會(huì)造成裂縫。其次，振搗不當(dāng)。澆筑過(guò)程中欠振漏振會(huì)造成混凝土表面麻面內(nèi)部不密實(shí)、露筋、蜂窩；過(guò)振會(huì)造成混凝土分層離析、表面浮漿，引起混凝土不均勻沉降收縮而致開(kāi)裂。施工中常發(fā)現(xiàn)施工人員沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行二次振搗和多次抹壓，導(dǎo)致窄細(xì)的、淺表性裂縫不斷發(fā)展，最終造成貫穿性裂縫。最后，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。不正確的現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)方式是引起混凝土收縮開(kāi)裂的重要原因，常見(jiàn)情況有：（1）澆筑后，混凝土起始養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，表面水分蒸發(fā)較快，進(jìn)而發(fā)生收縮開(kāi)裂。（2）養(yǎng)護(hù)的時(shí)間過(guò)短。部分施工單位為縮短工期壓縮養(yǎng)護(hù)時(shí)間，造成干縮裂縫。

2 混凝土裂縫的控制措施

2.1 設(shè)計(jì)方面

（1）設(shè)計(jì)中的“抗與放”。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好構(gòu)件中“抗與放”的關(guān)系?；炷两Y(jié)構(gòu)在硬化和使用過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生一定量的收縮、變形，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的變形。如果結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無(wú)約束狀態(tài)下，則內(nèi)應(yīng)力為零，也就不可能產(chǎn)生裂縫。若結(jié)構(gòu)處于約束狀態(tài)下，首先要求是應(yīng)有足夠的變形余地，如果結(jié)構(gòu)滿足此要求，則不產(chǎn)生約束應(yīng)力。如不滿足此要求，則必然會(huì)產(chǎn)生約束應(yīng)力，當(dāng)約束應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。因此，對(duì)于處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有足夠的變形余地時(shí)，必須采取有力措施，用“抗” 的辦法來(lái)防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)靈活地運(yùn)用“抗與放”相結(jié)合的辦法，在結(jié)構(gòu)選擇方面和材料選擇方面采取綜合措施，采用 “抗與放”結(jié)合、或有主次之分的設(shè)計(jì)原則。（2）設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變，避免因尺寸效應(yīng)而帶來(lái)的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面等原因無(wú)法避免，應(yīng)充分考慮采用加強(qiáng)措施，避免結(jié)構(gòu)因此而產(chǎn)生裂縫。（3）在常見(jiàn)的混凝土裂縫中，有相當(dāng)部分都是由于混凝土收縮而直接或間接造成的。我們知道，普通混凝土在干燥環(huán)境下永遠(yuǎn)呈收縮趨勢(shì)，要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫，利用膨脹劑的膨脹性能來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮無(wú)疑是從根本上解決了因收縮而產(chǎn)生的混凝土裂縫問(wèn)題。（4）重視構(gòu)造鋼筋的配置。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置，嚴(yán)禁對(duì)構(gòu)造鋼筋的隨意抽撤，特別是樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇，以避免此類裂縫的產(chǎn)生。

2.2 材料選擇和混凝土配合比設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇合適的混凝土等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，應(yīng)盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。（2）選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量要小。（3）優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，為降低水化熱，應(yīng)適當(dāng)提高粉煤灰摻加量，可以明顯地降低水泥用量、降低水灰比。謹(jǐn)慎使用摻有微膨脹劑的外加劑。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)施工操作方面

（1）澆搗工作：澆搗時(shí)，振搗棒要求快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過(guò)振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡，對(duì)減少混凝土裂縫有利。（2）混凝土養(yǎng)護(hù)：在混凝土裂縫的防治工作中，對(duì)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作尤為重要。新澆混凝土強(qiáng)度極低，必須采取一定的養(yǎng)護(hù)制度，以保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮裂縫。（3）混凝土的降溫和保溫工作：對(duì)于厚大體積混凝土，施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問(wèn)題。利用澆水保溫措施，覆蓋塑料薄膜、麻袋等進(jìn)行隔絕養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而引起的溫度裂縫。（4）避開(kāi)暴雨和高溫季節(jié)施工：混凝土在雨季施工中坍落度偏大，影響混凝土質(zhì)量。因此，我們將盡量避免混凝土澆搗在雨天進(jìn)行，如無(wú)法避免，則采取混凝土開(kāi)盤(pán)前根據(jù)砂石含水率，調(diào)整配合比，適當(dāng)減少加水量，合理使用外加劑等一系列措施，確保工程質(zhì)量。夏季高溫天氣澆筑混凝土，混凝土溫度高，凝結(jié)快，這樣就容易產(chǎn)生接茬不良和振搗不及時(shí)出現(xiàn)混凝土內(nèi)部不密實(shí)，所以施工間隔時(shí)間盡可能縮短。白天澆筑的混凝土，由于夜間溫度降低和混凝土產(chǎn)生熱量形成混凝土內(nèi)外溫差，易于產(chǎn)生裂縫。因此，避開(kāi)白天溫度大于35度施工，盡量選擇夜間施工，而且混凝土冷卻時(shí)的容積變化大，大體積混凝土更易出現(xiàn)裂縫。

2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)措施

對(duì)于養(yǎng)護(hù)，可采取的措施是表面淋水，覆蓋如塑料薄膜等材料，防止水分蒸發(fā)。但剛澆筑完畢的混凝土應(yīng)等水化熱峰值回落時(shí)再灑水，避免混凝土表面溫度驟然降低，導(dǎo)致早期收縮裂縫。潮濕養(yǎng)護(hù)至少持續(xù)兩周以上。保溫養(yǎng)護(hù)主要目的是提供適宜混凝土硬化反應(yīng)的溫度條件。養(yǎng)護(hù)時(shí)可在結(jié)構(gòu)表面或四周模板外覆蓋保溫材料如鋸末、草袋或草墊、塑料薄膜等材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。保溫養(yǎng)護(hù)的時(shí)機(jī)要把握好，如果氣溫較低，混凝土澆筑后就應(yīng)立刻進(jìn)行，而氣溫較高的情況下如在夏季，則最好在混凝土溫度開(kāi)始下降后進(jìn)行。

綜上所述，地下室混凝土裂縫是一個(gè)普遍存在的質(zhì)量問(wèn)題，影響建筑物的使用功能，影響結(jié)構(gòu)的合理使用年限，同時(shí)也是一個(gè)綜合性難題，需要通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、優(yōu)選材料等環(huán)節(jié)全面控制，才能有效防范裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

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[2] 趙敏娟，蒲明賢.談混凝土裂縫原因及防治[J].山西建筑，2008， 34（30）.