地下室混凝土墻體施工期間裂縫控制措施

田楊 耿同歡

摘要：在城市發(fā)展建設(shè)過程中，混凝土工程建設(shè)極為廣泛。地下室墻體是施工過程中重點(diǎn)結(jié)構(gòu)部位，其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)長、環(huán)境接觸面積大、不易養(yǎng)護(hù)，容易因混凝土收縮、溫度應(yīng)力等因素出現(xiàn)裂縫。裂縫作為混凝土的一種常見缺陷，對墻體質(zhì)量有著極為嚴(yán)重的不良影響，裂縫的控制是混凝土墻體施工中的必備工作。本文主要針對地下室混凝土墻體施工期間裂縫控制措施進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：地下室;混凝土;墻體施工;裂縫控制;措施

1既往研究綜述

1.1現(xiàn)場原位試驗(yàn)研究

以一個地下室混凝土底板和長墻澆筑時的溫度控制措施為例，介紹了底板蓄水養(yǎng)護(hù)和長墻體帶模養(yǎng)護(hù)的效果。指出，混凝土長墻帶模養(yǎng)護(hù)、合理設(shè)置后澆帶間距（30～50m）是預(yù)防墻體開裂的關(guān)鍵。建議混凝土墻體帶模保溫養(yǎng)護(hù)時間不少于3d，遇到氣溫驟降還要推遲拆模時間。

以某地下室工程為例，研究了影響超長墻體溫度應(yīng)力的因素，提出了以預(yù)應(yīng)力（補(bǔ)償收縮混凝土）技術(shù)、增設(shè)溫度筋來“抗”、以后澆帶設(shè)置工藝來“放”、利用礦物摻合料降低水泥用量和水化熱，利用緩凝高效減水劑降低水化熱峰值，從而減少冷縮溫度應(yīng)力值，以減小約束和混凝土溫度變形的措施來“防”的綜合溫度裂縫控制措施;在混凝土澆筑完成后的升溫階段加強(qiáng)散熱，降溫階段采取措施保溫（推遲拆模時間）來減小溫度應(yīng)力，見圖1。采取上述措施可以將混凝土的溫度變化由曲線1調(diào)整為曲線2，從而減小溫度峰值，預(yù)防和避免冷縮應(yīng)力引起的開裂。

在地下室混凝土墻體厚度中心處布置了應(yīng)變計(jì)和溫度計(jì)。結(jié)果表明，混凝土澆筑后內(nèi)部溫度約在24h左右達(dá)到峰值，其后逐漸降低，約在7d前后降低到與環(huán)境溫度相同;隨著厚度的增大，溫度峰值的出現(xiàn)時間逐漸后延。建議提早進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，可利用模板來實(shí)現(xiàn)保溫保濕，適當(dāng)延遲拆模時間;同時應(yīng)掌握好拆模的時間，避開墻體降溫最陡峭段對應(yīng)的時間點(diǎn)拆模;

采用噴霧保濕的方式養(yǎng)護(hù)。指出，墻板在澆筑后約12h達(dá)到溫度峰值，其后混凝土溫度開始迅速下降;在0.5～2.0d內(nèi)降幅較大，2.5d后與環(huán)境溫度接近;3.5d后，墻體內(nèi)部溫度與環(huán)境溫度變化趨于一致。澆筑完成后的早期，混凝土為壓應(yīng)變，混凝土應(yīng)變峰值基本對應(yīng)于溫度峰值時點(diǎn);其后壓應(yīng)變逐漸變小，最終由壓應(yīng)變轉(zhuǎn)為拉應(yīng)變。拉應(yīng)變在0.5～2d上升較快，在2.5d即達(dá)到最大值;澆筑后2.5d內(nèi)，整體應(yīng)變水平較高，開裂風(fēng)險較高。文中指出，一次充分的養(yǎng)護(hù)即便是在高溫干燥的條件下，也會使混凝土拉應(yīng)變降低的效果持續(xù)9～12h，說明灑水養(yǎng)護(hù)對混凝土抵抗開裂的作用非常顯著。

指出，混凝土澆筑后內(nèi)部溫度上升較快，24h左右達(dá)到峰值;峰值后混凝土內(nèi)部溫度逐漸降低，7d前后與環(huán)境溫度相同。為防止溫升階段的內(nèi)外溫差以及溫降階段的溫降速率太大，應(yīng)加強(qiáng)保溫和保濕養(yǎng)護(hù);可考慮延緩墻體拆模，采用小水慢淋的方式加濕養(yǎng)護(hù);本質(zhì)上看，控制水化熱仍是關(guān)鍵問題。建議應(yīng)提早進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，可利用模板來實(shí)現(xiàn)保溫保濕，適當(dāng)延遲拆模時間;同時應(yīng)掌握好拆模的時間，避開墻體降溫最陡峭段對應(yīng)的時間點(diǎn)拆模;采用噴霧保濕的方式。

1.2現(xiàn)場原位試驗(yàn)+數(shù)值分析研究

通過在地下室頂板和墻體中埋設(shè)應(yīng)變裝置的現(xiàn)場檢測和有限元的理論分析，對墻體內(nèi)的應(yīng)力分布情況作了研究，揭示了地下室頂板、側(cè)墻在溫度作用下的應(yīng)力分布規(guī)律以及混凝土溫度變化規(guī)律。對某大廈地下室外墻施工進(jìn)行了現(xiàn)場的試驗(yàn)觀察和理論分析。該項(xiàng)目施工采用鋼框膠木組合模板，澆筑3d拆模，拆模后不久發(fā)現(xiàn)裂縫;裂縫在內(nèi)外墻面對應(yīng)部位同時存在，屬于貫穿性裂縫，用讀數(shù)顯微鏡測讀的裂縫寬度在0.3～0.6mm之間，裂縫的平均間距約6.22m，從裂縫形態(tài)看，寬度上下基本一致。該項(xiàng)研究指出，混凝土墻體芯部的溫度梯度不大（溫差僅6℃），而墻表面處溫差則有突變（溫差達(dá)18℃多）;因此，降低邊界處的溫度突變是防止裂縫的重點(diǎn)。由此該文提出，結(jié)合留設(shè)后澆縫，推遲模板拆除時間的建議并要求拆模后立即作外墻面維護(hù)（抹面、防水、護(hù)磚），完工后及時覆土，以免風(fēng)吹干縮和遇寒流襲擊。

結(jié)合試驗(yàn)研究結(jié)果，從數(shù)值分析入手，比較全面的研究了不同尺寸的墻體自生應(yīng)力（自熱）和約束應(yīng)力（底板老混凝土對新澆筑墻體自由變形的約束）以及熱應(yīng)力與收縮應(yīng)力的情況。該研究指出，混凝土養(yǎng)護(hù)期溫度變化有兩個階段：溫度增長（自熱）階段和冷卻到環(huán)境溫度階段。在第一階段墻體伸長受到基礎(chǔ)的阻止，導(dǎo)致墻體中產(chǎn)生壓應(yīng)力，通常發(fā)生在混凝土澆筑后的1～3d。自熱溫度達(dá)到最大值后墻體開始冷卻（降溫），但是受到已經(jīng)完成硬化的基礎(chǔ)的約束，于是墻體里產(chǎn)生了拉應(yīng)力;而在整個養(yǎng)護(hù)期濕度一直在減小，也導(dǎo)致拉應(yīng)力，但是它的值相對較小。因此，熱收縮應(yīng)力以熱應(yīng)力為主導(dǎo)，冷卻期的拉應(yīng)力可能很大，超過了混凝土的抗拉能力就會開裂。圖2是20m長、700mm厚的墻體中部，在3、7d拆模后墻內(nèi)應(yīng)力隨時間變化的情況。

由圖2可以看出，3d拆模比7d拆模增加墻體中的應(yīng)力，特別是墻體表面的應(yīng)力。

2防止裂縫的措施

為防止施工期間墻體開裂，施工中要優(yōu)先選用水化熱低的水泥;優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì);振搗密實(shí)等;除了這些常用的施工措施外，特別強(qiáng)調(diào)如下措施。

2.1通過限制內(nèi)外溫差的措施來減少墻體內(nèi)部不均勻應(yīng)力。墻體采用復(fù)合木模板;帶模養(yǎng)護(hù)至少7d再拆模。在混凝土完成終凝后立即指派專人進(jìn)行細(xì)水慢澆養(yǎng)護(hù)，保持模板濕潤狀態(tài)。冬季要采取專門的保溫措施養(yǎng)護(hù)，控制內(nèi)外溫差不超過25℃。

2.2通過墻板中設(shè)置分隔縫來減小基礎(chǔ)底板對墻體的約束應(yīng)力?；炷翂w出現(xiàn)裂縫是它自身性質(zhì)決定的，難以避免;所以要順應(yīng)它的特點(diǎn)，采用“放”的措施。即使對地下室這樣的墻體，雖然在回填土完成后，環(huán)境溫差比起外露的主體結(jié)構(gòu)來相對較小，但是在拆除模板后，通常還需要進(jìn)行基層清理、防水層施工、防水保護(hù)層施工、驗(yàn)收等多個環(huán)節(jié)的工作，時間持續(xù)通常不會短于1月，因?yàn)檫@段時間持續(xù)的確切季節(jié)不能確定，因此，可以認(rèn)為它暴露的環(huán)境和主體結(jié)構(gòu)一樣;同時，底板的約束對墻體也形成應(yīng)力，這個應(yīng)力的大小與自由變形的長度有關(guān)。為此，相隔一定間距，預(yù)先人為設(shè)置斷縫，減少約束的墻體長度，從而減少約束應(yīng)力，避免產(chǎn)生裂縫;同時使出現(xiàn)裂縫的位置形成規(guī)律，方便處理，減少裂縫出現(xiàn)部位的隨機(jī)性。這種人為斷縫可以采用暗設(shè)的方式，在墻體內(nèi)部加十字分隔片。

分隔片由止水鋼板和分隔鋼板焊接在一起形成。平行于墻體的止水鋼板厚2mm、寬300mm，開口朝向迎水面;分隔鋼板厚2mm，寬度為內(nèi)外兩排鋼筋的凈距，分兩片對稱焊接在止水鋼板兩側(cè)，放置在內(nèi)外兩排鋼筋之間;分隔片的間距不超過的規(guī)定，這個間距也是建議設(shè)置后澆帶間距的下限值。

分隔片也可以采用定購加工、現(xiàn)場組裝的方式，在止水鋼板上對應(yīng)分隔片的位置做插槽，現(xiàn)場把分隔片插入。在墻體較高的情況下，組裝方式更便于施工。特別需要提及，分隔片的設(shè)置可以代替后澆帶，減少了后澆帶施工的環(huán)節(jié)。分隔片部位的防水需要加強(qiáng)。

2.3模板涂刷隔離劑（兼保濕劑）。隔離劑就像一層塑料薄膜覆蓋在混凝土表面，既便于拆除模板，防止模板受損，又起到保濕保溫的雙重效果。

3結(jié)束語

綜上所述，混凝土墻體裂縫成因復(fù)雜，應(yīng)針對具體問題具體分析，多管齊下，綜合把控。加強(qiáng)原材料控制，配合比設(shè)計(jì)遵循低水膠比、低砂率、合理摻合料用量，小坍落度等原則，提高施工及后續(xù)過程中作業(yè)質(zhì)量（布筋、振搗、養(yǎng)護(hù)等）。

參考文獻(xiàn)

[1]混凝土空心砌塊墻體裂縫控制措施[J].呂崇兵.磚瓦.2018（02）

[2]淺談混凝土小型空心砌塊墻體裂縫控制措施[J].蒲云香.才智.2017（19）

[3]混凝土小型空心砌塊墻體裂縫控制措施研究[J].朱建國，王玉琳.山西建筑.2016（12）

[4]多層房屋磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫成因及控制[J].張樹華.低溫建筑技術(shù).2018（04）