高層建筑地下室混凝土結(jié)構(gòu)施工裂縫產(chǎn)生原因及防治

梁旭東

（河北 張家口 076350）

引言

隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，地下空間的開(kāi)發(fā)利用逐漸廣泛，而商品混凝土的普及為大體積混凝土的施工提供了契機(jī)，特別是在地下室結(jié)構(gòu)的施工中，大體積混凝土的施工帶來(lái)了施工速度的效率。但是，由于功能要求，地下室往往面積大，體積大，超出了最小的擴(kuò)展和延伸空間，帶來(lái)了不可避免的現(xiàn)象--裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)中的裂縫不僅影響著地基的使用功能和設(shè)計(jì)效果，而且對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性有著重要的影響。

一、地下室混凝土裂縫的形式

（一）高層建筑的地下室地面一般較厚。屬于大體積混凝土，在其澆筑3-4天后。表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫。

（二）地下室墻板產(chǎn)生的裂縫多為數(shù)條豎向裂縫，間距大致相等，一般距地面50厘米，距頂面100厘米。中間裂縫寬，中間有窄的棗核狀(棱柱狀)，裂縫寬度一般在0.3毫米之間。

地下室墻體水平裂縫常出現(xiàn)在墻板與屋面或底板交界處及施工縫中。斜交裂縫也會(huì)發(fā)生。

（三）地下室頂板在不同部位會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，或在外墻大角處出現(xiàn)規(guī)則的斜向裂縫。

二、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因分析

高層建筑地下室混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因有:混凝土收縮裂縫;強(qiáng)有力的約束裂紋;建筑物的裂縫;外力作用下的裂紋。

（一）砼收縮裂縫

1.干燥收縮。混凝土在制備過(guò)程中，水泥和外加劑與水混合后體積膨脹，但在成型過(guò)程中，隨著混凝土水化的發(fā)生，混凝土中部分水分被吸收部分水分被蒸發(fā)，體積有一定的減小。混凝土體積收縮，使混凝土產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)收縮快而收縮時(shí)，混凝土?xí)a(chǎn)生裂縫。

2.混凝土內(nèi)部溫度變化產(chǎn)生收縮裂縫。與墻體連接的框架柱部分截面長(zhǎng)度大于1米，屬于高水化熱大體積混凝土。如果采取不適當(dāng)?shù)拇胧?，混凝土表面?huì)產(chǎn)生裂縫。對(duì)于框架柱與外墻之間的節(jié)點(diǎn)，大體積混凝土框架柱可視為較大的熱源，與之相連的墻體較薄，與外界空氣的接觸面較大，散熱快。當(dāng)框架柱混凝土中存在大量熱量時(shí)，墻體開(kāi)始降溫收縮。由于連接在一起的兩個(gè)構(gòu)件之間的溫差，變形不同步，柱附近和墻體之間出現(xiàn)裂縫是符合規(guī)律的。

（二）強(qiáng)約束引起的裂縫

約束是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的活動(dòng)和變形的約束。約束分為內(nèi)部約束和外部約束。混凝土的內(nèi)力約束主要包括:混凝土的收縮和變形約束;墻體內(nèi)收縮變形小的部位對(duì)收縮變形大的部位的約束;暗柱和暗梁對(duì)墻板收縮變形的抑制作用;大長(zhǎng)度混凝土墻與墻端收縮變形的相互約束。

（三）建筑物的形體及結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面對(duì)墻體裂縫的影響

框架柱截面,壁厚很小,列墻連接部分變化大,不利于防止墻裂縫,其原因除了柱墻混凝土水化熱溫差收縮和大型列添加約束導(dǎo)致墻墻裂縫,也因?yàn)榭蚣艿牧惺墙M件的一個(gè)主要力量,高層建筑基礎(chǔ)負(fù)載由一個(gè)支柱,桶形基礎(chǔ),基礎(chǔ),當(dāng)壓縮沉陷時(shí)，地基基礎(chǔ)沉降或剪力墻位于基層區(qū)域邊緣，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。通過(guò)觀察，每一個(gè)矩形、正方形、梯形等直線(xiàn)截面比較平面形狀，墻體產(chǎn)生的裂縫較多，而曲線(xiàn)、圓弧和折線(xiàn)較多的建筑墻體裂縫很少。

（四）外力作用引起墻體裂縫

墻體兩側(cè)模板未同時(shí)拆除，選擇一側(cè)拆除。未拆除的側(cè)模板支撐著新澆混凝土墻的側(cè)壓力。如果模板支撐牢固，混凝土墻體會(huì)產(chǎn)生裂縫。

三、地下室混凝土結(jié)構(gòu)施工裂縫的防治措施

（一）原材料的控制

由于混凝土墻體中配筋較多且密實(shí)，因此應(yīng)控制石材的最大粒徑和骨料級(jí)配，以保證結(jié)構(gòu)中混凝土的最密實(shí)填充。如果石材粒度較大，很容易卡在鋼筋中間或鋼筋與模板之間。砂漿的收縮率大于混凝土的收縮率，導(dǎo)致鋼筋脫模一段時(shí)間后出現(xiàn)裂縫。

砂石含泥量必須嚴(yán)格控制。當(dāng)砂石含泥量超過(guò)規(guī)定時(shí)，不僅增加了混凝土的收縮，而且降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，容易造成裂縫。

（二）施工組織控制

對(duì)于1770.000米以上的墻體，裂縫較小，易出現(xiàn)的裂縫為冷裂縫和層狀裂縫。這些都是由于施工組織不合理造成的。施工時(shí)應(yīng)防止側(cè)模偏差，澆筑時(shí)應(yīng)加強(qiáng)管壁根部的振動(dòng)，以免出現(xiàn)根部腐爛的現(xiàn)象。混凝土的輸送應(yīng)均勻連續(xù)，防止冷縫或施工縫。采用科學(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì)，根據(jù)混凝土澆筑施工的混凝土凝結(jié)時(shí)間和混凝土攪拌站的混凝土供應(yīng)進(jìn)行合理協(xié)調(diào)，使上部混凝土澆筑在下部混凝土澆筑后3-5小時(shí)內(nèi)(初凝前下部混凝土不受控制)。

為了防止分層裂縫的產(chǎn)生，在澆筑上部混凝土?xí)r，應(yīng)將夯錘插入下部混凝土5-10厘米，以便兩層混凝土充分結(jié)合。

箱形基礎(chǔ)底板長(zhǎng)壁裂縫是不可避免的。通過(guò)設(shè)置溫度鋼條，設(shè)置一定數(shù)量的溫度鋼條，采用薄而密的結(jié)構(gòu)鋼條，使結(jié)構(gòu)鋼條充當(dāng)溫度鋼條，可以克服這些裂縫。

（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制

為了防止墻板結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮溫度鋼筋(水平鋼筋)的設(shè)計(jì)，充分利用結(jié)構(gòu)鋼筋的功能，降低墻板結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力。

結(jié)果導(dǎo)致壁板裂縫的主要因素是水化熱,溫度下降引起的拉應(yīng)力,所以一定要盡量減少進(jìn)入模具溫度,應(yīng)該分層消散熱量灌溉,防止激烈的溫度、濕度變化,為混凝土創(chuàng)造足夠的應(yīng)力松弛的狀況。

四、結(jié)論

高層建筑地下室混凝土結(jié)構(gòu)施工中產(chǎn)生裂縫的原因很多，但主要有設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、施工和混凝土本身四個(gè)方面的原因。