地下室混凝土结构裂缝控制探讨

地下室混凝土结构裂缝控制探讨

周基焱

周基焱

四川省建筑设计研究院四川成都610000

摘要：本文就近年来地下室混凝土结构的产生裂缝的原因进行分析，并从施工、设计等多角度提出了针对裂缝的防治措施。

关键词：地下室混凝土结构；裂缝；控制；措施

一、分析裂缝产生的原因

结构裂缝产生的原因一般有两个：一个是荷载作用，另一个是非荷载作用。通过对各类建筑物实际使用进行调查，认为超载、动荷载等因素造成的几率较小，基本可以排除。引起地下室结构微裂缝的主要因素是非荷载作用，如温度的变化、构件的收缩、基础的非均匀沉降等。

1、地下室外墙、顶板裂缝

地下室外墙裂缝一般呈竖向分布，板裂缝以微裂缝且呈不规则分布状居多，两者较为常见，梁则很少有裂缝。经有关统计和分析表示，认为这些裂缝基本上属于砼在硬化过程中所产生的收缩微裂缝及外界环境变化所引起的收缩裂缝，引起裂缝的原因涉及到设计、材料、施工及气候等多方面因素。

2、底板裂缝

底板裂缝大都在底板浇注两三年左右才会出现，裂缝分布呈不规则状，缝宽一般小于0.3mm，伴随外防水破裂致裂缝处有渗水现象。

（1）底板砼在硬化过程中所产生的收缩微裂缝及外界环境变化所引起的收缩裂缝。大体积砼部分往往还需要采取降低其内部水化热的降温措施以满足其内外温差≤25℃而避免温差裂缝的要求。

（2）高层建筑的底板较复杂且以梁板式基础加桩基承台为主，承台部位大都体积较大，但是基础梁之间的底板则较薄，交界处产生截面突变。由于承台混凝土的体积大，积聚在内部的水泥水化热不易散发，水化引起的温度高，同时承台内部升、降温时间都较长。但底板部位则温度低、散热快，交接部位会产生较大的温差应力，再加上硬化过程中混凝土自身的体积收缩，当两者叠加达到一定数值时，收缩应力超过当时混凝土极限抗拉强度，往往混凝土内部就会产生裂缝，在长期的荷载和水压作用下，这种底板混凝土表面和内部的微裂缝就会贯通，产生渗水现象。

二、裂缝的处理

对于影响结构承载力或防水、防渗性能的裂缝，为恢复结构的整体性和抗渗性，应根据裂缝的宽度、性质和施工条件等，采用水泥基防水涂料封闭或化学灌浆的方法予以修补。一般对宽度大于0.2mm但是小于0.5mm的裂缝，宜采用化学灌浆，所用的灌浆材料，应根据裂缝的性质、缝宽和干燥情况选用，其中作为渗堵漏用的灌浆材料，常用的有甲丙烯酸盐和聚胺脂等，而补墙用的灌浆材料，常用的有环氧树脂。对于小于0.2mm的裂缝，可充分考虑其长期水化作用，从上部用水泥基防水涂料封闭。

三、裂缝的防治措施

1、地下室楼板裂缝的控制措施

（1）沿梁肋方向的构造负筋，在主次梁相交处不能省去，应重叠布置，伸入板的长度大于板计算跨度的1/4，间距<200。

（2）受力钢筋及分布钢筋间距<200，有条件应采用双层板筋，伸缩缝(或后浇带)间距<30m-40m。

（3）板砼浇筑原材料质量要求及优化砼配合比同地下室外墙防裂措施。

（4）为保证板支座负筋位置准确，在板中布置一定数量的马蹬筋。

（5）在4-12h内采用薄膜和麻袋进行覆盖，保温保湿养护不少于7d。掌握合适的拆模时间，不得过早拆模，禁止过早上人或承受较大施工荷载。

（6）楼板开洞设加强筋，大洞口要用边缘构件加强。

（7）板角应设双层双向加强钢筋或设辅射筋。

2、地下室外墙裂缝控制措施

（1）施工方面

1）地下室外墙结构不宜暴露时间过长，应及时做防水并回填。

2）胶合板是热的不良导体，拆模时混凝土表面会产生温度变化，尤其冬季时变化剧烈。为此应准确控制拆模时间，外模和内模应尽量同时拆除，保持结构在温度变化时变形基本一致。混凝土采用保温保湿法养护，用墙体上支模螺杆挂设贴紧麻袋二层，外面用彩条布包封保温保湿防风覆盖养护，缓慢降温预防剧烈温度变化，为混凝土创造充分应力松驰条件，养护时间不小于14天。

3）墙体尽量采用胶合板模板并提前浇水湿润，混凝土按照每次放料50cm分层浇筑，振捣密实，禁止用振捣棒驱赶混凝土浇筑，同时合理组织施工，禁止产生冷缝。地下室外墙浇筑完成后，应有一段时间的强度增长和养护期，在此期间混凝土受综合因素影响自身体积及内部会产生收缩等变化，此类变化受约束条件影响很大。当无约束或约束很小时，墙体变形时不会因外力限制产生裂缝，与此同时可进行顶板模板支撑架的搭设。

（2）混凝土材料和配合比方面，混凝土的品质与裂缝产生有着直接关系，除了从常规的水泥、粗细骨料和掺合料方面入手外，更要重视配合比和新型材料的应用。

1）在混凝土中掺加聚丙烯纤维或纤维素等具有抗裂功能的材料，以提高混凝土的抗裂能力。该类材料经过在多个工程中应用，效果较好。

2）严格控制混凝土坍落度，禁用18cm以上大坍落度混凝土。当混凝土坍落度小造成泵送较困难时，可通过参加外加剂或增大掺合料用量等方法，调整配合比保证泵送。

3）掺加高效减水剂和适量粉煤灰优化混凝土配合比。减水剂的减水率要达到20%以上，坍落度延时损失要小，在满足强度、抗渗及混凝土拌合物和易性要求下，通过试配，尽量减少水泥用量及用水量，水灰比要适中，从而减少水化热释放速率。

（3）设计方面混凝土的抗裂能力取决于混凝土的极限拉伸值，混凝土的极限拉伸与配筋有关，配筋后混凝土极限拉伸值由齐斯克列里经验公式计算：εpa=0.5Rf（1+p/d）×10-4，式中εpa表示配筋后的混凝土极限拉伸，Rf表示混凝土抗裂设计强度，p表示截面配筋率，d表示钢筋直径，由此可得出较细较密配筋可以提高混凝土的抗拉抗裂能力。

1）对外墙在结构中应力集中、刚度突变部位和薄弱部位，如突出的墙体、突变的墙段交接处，开孔洞及埋套管的部位等，适当增加一些构造钢筋，局部作增强处理可有效减少裂缝甚至消除裂缝。

2）对于层间墙体中部产生的裂缝，如条件允许，建议在墙体净高度的中部增设一道小截面的暗梁，可起到类似圈梁的作用以提高混凝土墙体的抗裂能力，但可能会改变墙体受力，需经过设计部门计算确认才可实施。

3）外墙裂缝多呈竖向裂缝，首先应对外墙水平钢筋进行优化，遵循“小直径、小间距”的原则，通过钢筋等强度代换后，建议水平钢筋间距一般不超过150mm。

3、底板混凝土的温度裂缝控制措施

为了控制底板混凝土温度裂缝，必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能这两方面进行综合考虑。

（1）选用坚固性良好，细度模数大于2.6，含泥量小于3%的中粗砂。

（2）采用中、低水化热，干缩性小的普通硅酸盐水泥。

（3）选用坚固，针片状含量〈15%，含泥量〈1%的连续级配石子。

（4）尽量减少单位体积混凝土的水泥用量。

（5）掺入高效减水剂，微膨胀剂等外加剂和适量粉煤灰，优化砼配合比。在满足强度，抗渗及和易性要求下，减少水泥和水用量，水灰比控制在0.4以内，坍落度在满足泵送条件下取12-16cm。

（6）模板浇水充分湿润，砼分层浇筑。

（7）合理组织砼的供应，缩短砼运输时间。夏季高温时，到达现场后及时卸料，输送泵料斗搭防晒棚，泵管全程裹湿麻袋，以降低砼入模温度。

（8）墙体则采用螺杆挂设湿麻袋养护，并定期浇水，应尽量提高所用养护水温度，这样可在一定的时间段内控制混凝土表面温度与内部中心温度之间的差值，使混凝土具有较高的抵抗温度变形的能力（即抗裂性），从而达到混凝土不开裂的目的。

四、结束语

综上所述，地下室混凝土结构裂缝问题已成为当下较为常见的质量问题，会给人们的日常生活带来不便，并且会造成结构性安全风险。基于此，本文重点分析了地下室混凝土产生裂缝的原因，并从原材料、设计及施工控制等方面提出了相应的防治措施，希望为相关人员带来一些有价值的参考。

参考文献

[1]《混凝土结构设计规范》GB50010—2010（2015年版）.

[2]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2015.

[3]甘霖．地下室混凝土墙裂缝控制及处理方法．山西建筑，2009，35（9）.