地下室工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施淺析

魏敏

【摘要】： 城市化速度的不斷加快使得建筑不斷向地下發(fā)展，地下室工程的數(shù)量、規(guī)模都在不斷增加。對于地下室工程來講，通常采用的是混凝土結(jié)構(gòu)，由于混凝土的某些特性，在某些因素的影響下容易出現(xiàn)裂縫，影響工程的安全性和穩(wěn)定性。本文主要介紹了地下室工程混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生的原因以及控制地下室混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的策略。

【關(guān)鍵詞】：地下室；混凝土；裂縫；原因；控制措施

隨著社會發(fā)展的需要，地下室工程越來越多，在該部位施工過程中，一個相當(dāng)普遍的問題就是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，影響了建筑物的使用功能和壽命。我們應(yīng)采取有效的措施減少裂縫的發(fā)生，將有害裂縫控制在允許范圍內(nèi)。

1、施工階段混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

裂縫的出現(xiàn)極大部分是由于溫度、收縮和地基不均勻沉降產(chǎn)生的變形引起的。在地下室施工時，因為上部荷載不大，地基下沉的可能性較小，主要還是由于溫差和收縮變形引起的。其出現(xiàn)的直接原因有：

1.1設(shè)計方案不完善

1.2泵送商品混凝土的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致混凝土的收縮及水化熱增加。

1.3混凝土的等級日趨提高，水泥的用量相應(yīng)增加。

1.4由于地下室底板較厚及大量采用超靜定結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)的約束能力不斷增大。

1.5施工方法不當(dāng)。

2、控制裂縫的措施

2.1合理設(shè)計鋼筋

鋼筋的彈性模量比混凝土的彈性模量大7～15倍，合理的鋼筋配置可以起到減輕混凝土收縮的程度，在相同的配筋率下，應(yīng)選擇細(xì)筋密布的辦法。

2.2合理留設(shè)伸縮縫

伸縮縫是為了防止結(jié)構(gòu)因溫度效應(yīng)而設(shè)置的一種結(jié)構(gòu)縫。我國現(xiàn)行的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)式結(jié)構(gòu)處于室內(nèi)或土中條件下的伸縮縫間距為55m，合理設(shè)置伸縮縫對大體型結(jié)構(gòu)防止溫度裂縫是非常有效的。

2.3后澆帶

它是施工期間保留的臨時性溫度收縮變形縫，是一種特殊的施工縫。設(shè)計后澆帶的目的是取代結(jié)構(gòu)中永久性的伸縮縫。要求在澆搗后澆帶之前，結(jié)構(gòu)混凝土至少30%的收縮已完成。

2.4選用相應(yīng)的水泥

混凝土內(nèi)部實際最高溫升，主要取決于水泥用量及水泥的品種。應(yīng)優(yōu)先選用水化熱較低的水泥品種，如礦渣硅酸鹽水泥。在符合設(shè)計的情況下，充分利用混凝土的后期強度，減少水泥的用量。地下室外墻施工時，考慮到礦渣水泥比普通硅酸鹽水泥收縮量大25%，因此墻板采用普通硅酸鹽水泥為好。

2.5骨料

目前泵送混凝土的碎石規(guī)格一般為5～25mm。根據(jù)試驗，采用5～40mm石子比采用5～25mm石子，每立方米混凝土可減少用水量15kg左右，在相同水灰比情況下，水泥用量減少20kg左右，因此盡量選擇大粒徑粗骨料。

2.6砂

采用中、粗砂，細(xì)度模數(shù)必須控制在2.3以上，含泥量控制在2%以下。因為采用細(xì)度模數(shù)為2.8比2.3的中砂每立方砼可減少水泥用量約30kg，減少水用量20～25kg，從而降低混凝土水化熱和溫差引起的收縮。泵送砼時，砂率應(yīng)控制在38%～45%。

2.7使用粉煤灰等礦物質(zhì)外摻料

由于粉煤灰顆粒呈球狀，為中空結(jié)構(gòu)，主要成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，因此在混凝土中摻入粉煤灰對改善混凝土的和易性，替代水泥用量降低水化熱，減少收縮，提高抗裂性有著良好的效果。但應(yīng)注意摻入粉煤灰后混凝土的早期強度較低，摻量應(yīng)根據(jù)水泥的品種、不同的工程對象、施工工藝，通過試驗確定。

2.8外加劑

為達到抗裂、防水的目的，在配制砼時，一般需要摻入減水劑、緩凝劑、微膨脹劑等。外加劑的質(zhì)量對混凝土的影響非常大，摻入有效的外加劑可以減少水泥和水的用量，從而降低混凝土水化熱和收縮防止裂縫。

2.9控制混凝土澆筑溫度

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對大體積混凝土的澆筑應(yīng)合理分段分層進行，使混凝土溫度均勻上升，澆前應(yīng)在室外氣溫較低時進行，混凝土澆筑溫度不宜超過28℃。夏季施工時，如果混凝土的入模溫度過高，可用冷水作為攪拌用水，也可將粗骨料遮蓋，防止日曬以降低溫度。

混凝土澆筑以后，混凝土升溫而達到的最高溫度主要是混凝土入模溫度與水化熱引起的。故控制澆筑溫度可以降低混凝土后期溫度和溫差。

2.10注意混凝土施工的操作程序

除在施工中應(yīng)切實按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》執(zhí)行外，還應(yīng)做好：a）、控制好坍落度，混凝土為便于泵送，一般要求有較大的坍落度，一般攪拌站是通過外摻高效減水劑來解決。施工單位在定貨時應(yīng)在合同中提出所需砼的坍落度值。坍落度一般控制在120±20mm為宜。b）、泌水，商品混凝土在澆振過程中會發(fā)生大量的泌水，當(dāng)混凝土大坡面的坡腳接近盡端模板時，可改變混凝土澆搗方向，即從盡端往回，與原料坡相交成一個集水坑，用軟軸泵及時排除。c）商品混凝土的表面水泥漿較厚，在澆搗后要進行處理，一般先初步按設(shè)計標(biāo)高用長刮尺刮平，然后在初凝前用滾筒碾壓數(shù)遍，再進行二次抹面，提高砼表層密度，消除收縮裂縫。

2.11加強混凝土的養(yǎng)護

塑料薄膜覆蓋或澆水草袋覆蓋養(yǎng)護是高層建筑地下室底板防止產(chǎn)生裂縫的一個重要環(huán)節(jié)，目的是控制溫差，防止產(chǎn)生表面裂縫，可充分發(fā)揮混凝土早期強度，使溫度產(chǎn)生的應(yīng)力σmax抗拉強度Rf，防止產(chǎn)生貫穿裂縫。另一方面，潮濕的環(huán)境可防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生的干縮裂縫，澆水養(yǎng)護不少于14d。

2.12做好測溫工作

底板混凝土測溫工作是為了掌握大體積混凝土水化熱的大小。通過調(diào)節(jié)措施來控制混凝土中心最高溫度和表面溫度之差不超過會產(chǎn)生裂縫的臨界溫度。

總之，地下室混凝土裂縫控制是一個綜合性的課題，要通過設(shè)計、施工、材料優(yōu)選等環(huán)節(jié)進行全面控制，才能減少裂縫的產(chǎn)生。采用上述方法，經(jīng)過試驗和工程實踐，有效的控制地下室混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。

【參考文獻】：

1 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程JGJ3-91》，中國建筑工業(yè)出版社，1991.

2 王鐵夢，工程結(jié)構(gòu)裂縫控制（M）中國建工出版社，1997.8.