談地下室混凝土裂縫的原因及控制

【摘 要】介紹混凝土裂縫的基本類型和具體特征，進而分析了地下室混凝土裂縫的主要成因，并在此基礎上提出地下室混凝土裂縫的控制措施。

【關鍵詞】地下室；混凝土裂縫；成因；控制措施；外加劑

1 混凝土裂縫的基本類型和具體特征

1.1 混凝土裂縫分類

根據(jù)混凝土裂縫產生的時間可將其大致劃分為硬化前、硬化中以及硬化后的裂縫；按照荷載方式的不同還可將其分為以下兩種類型：1.由直接荷載導致的裂縫。這種裂縫一般又被稱作受力裂縫或結構性裂縫；2.由間接荷載引起的裂縫。間接荷載主要包括下列因素：收縮、膨脹、濕度、溫度、沉降等，由這些因素引起的混凝土裂縫又被稱作非結構性裂縫。就地下室的混凝土裂縫而言，基本上都是非結構性裂縫。

1.2 混凝土裂縫的基本特征

通過對以往出現(xiàn)混凝土裂縫的大量工程實例進行研究，結果顯示：地下室發(fā)生混凝土裂縫的主要部位基本都在墻板和頂板上。墻體裂縫多數(shù)以豎向裂縫為主，裂縫的寬度為上寬下窄，長度與墻體的高度較為接近，并以墻面中間部位居多，兩側相對較少；大部分頂板裂縫與跨度成斜角，僅有少數(shù)裂縫會橫穿兩塊以上的頂板。混凝土裂縫一般會在澆筑完成后的60d之內出現(xiàn)，并隨著時間的增長逐漸增加。

2 地下室混凝土裂縫的主要成因

2.1 混凝土硬化產生的裂縫

通常情況下，當混凝土的表面與構件截面內的溫差（不含混凝土收縮的當時溫度）超過25℃時，便會導致混凝土內部出現(xiàn)裂縫，一旦混凝土構件表面的溫度與空氣之間的溫差超過20℃，構件表面便容易產生裂縫。這是因為：混凝土在澆筑后，其中的水泥會發(fā)生水化作用，從而釋放出大量的水化熱，導致混凝土的溫度升高，而隨著溫度的不斷下降，混凝土的體積則會急劇收縮，加之化學收縮，很容易使混凝土出現(xiàn)早期裂縫的現(xiàn)象。

2.2 結構約束作用導致的裂縫

地基和側面土體等邊界條件會在一定程度上約束混凝土構件的變形，但混凝土構件的剛度差異會使變形出現(xiàn)不協(xié)調的現(xiàn)象。此外，混凝土在澆筑及振搗的過程中，由于地板剛度較大，則會導致混凝土受到地板剛度的約束，從而形成壓應力，隨著溫度的下降，又會產生拉應力，一旦拉應力大于鋼筋的抗拉極限強度是，便會導致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.3 基礎沉降造成的裂縫

一般的建筑都是由主樓和地下室構成的，主樓作用在地下室上的靜荷載及施工荷載與地下室結構的剛度會存在很大的差異，從而導致其地下室的沉降和位移很難協(xié)調一致，這種不均勻的沉降會在主樓與地下室的交界處造成裂縫。另外，若主樓與地下室的地質情況不同的話，那么沉降及裂縫會更加明顯。

2.4 局部構造缺陷引起的裂縫

地下室外墻鋼筋的配筋量通常由裂縫的寬度控制，如果在外墻的設計過程中忽略了抗裂性的驗算，從而導致配筋率不足，則很可能造成混凝土裂縫。另外，正常情況下，鋼筋的彈性模量是混凝土的7～15倍左右，也就是說若配筋率相同，粗鋼筋會比細鋼筋更容易產生裂縫，且裂縫的寬度也會更大。

2.5 施工不當造成的裂縫

2.5.1 材料選用不當。當前，較為常用的混凝土澆筑基本采用的都是泵送混凝土，其主要特點是：水灰比增大、水泥用量高、砂石率大、用水量增加、骨料的粒徑減小等，基于上述特點勢必會導致混凝土的水化熱增加，致使收縮量加大，從而導致混凝土構件出現(xiàn)裂縫。

2.5.2 施工過程控制不當。如混凝土未達到足夠強度時便過早的拆模或施加荷載，這樣都會使混凝土的整體結構被破壞，使其承載力降低，產生裂縫。

2.5.3 在施工過程中，未能控制好鋼筋保護層或鋼筋間距也會造成裂縫的產生。此外，由于頂板以及側壁在施工時開洞口過大或是未按設計要求預留安裝洞口，而施工結束后卻未采取任何措施，則會導致應力過于集中，從而出現(xiàn)裂縫。

3 地下室混凝土裂縫的控制措施

3.1 做好設計工作

在地下室混凝土結構的的設計中，應盡量處理好構件抗與放之間的關系，避免因結構斷面突變導致應力集中的情況發(fā)生。此外，可在地下室外墻的轉角位置處設置鋼筋，并在地下室頂部增加一道暗梁，以此來提高墻板混凝土的抗拉伸及抗收縮能力。

3.2 控制好原材料的質量

3.2.1 應盡量選擇粒徑較大、級配較好的骨料，以此來降低混凝土的干縮率。在確保混凝土的試配強度等級滿足設計要求的基礎上，可適當摻入定量的粉煤灰，進而減少水泥的用量。并對水泥的強度、安定性及其他必要的性能指標進行復驗，為了更好地控制混凝土產生水化熱的過程，可選擇中熱或低熱的水泥進行混凝土的配制。此外，還可選用粉煤灰水泥或礦渣水泥，借此降低水泥及用水量，并以此來降低混凝土自身的體積收縮。

3.2.2 控制好配合比。應按照混凝土的強度等級、和易性以及質檢要求來確定配合比，并對水泥用量進行嚴格控制。同時，還需正確、合理地運用混凝土補償收縮技術，有效地提高混凝土的抗裂強度。此外，通過減少水灰比也可以提高混凝土自身的收縮量以及極限拉伸力，進而達到控制混凝土裂縫產生的目的。

3.2.3 適當采用外加劑。為達到抗裂、防水要求，常在配制混凝土時，適量采用外加劑可改善混凝土耐久性、和易性能，調節(jié)混凝土凝結時間、硬化性能。外加劑的質量的好壞對混凝土的質量也是影響很大的，因此在使用前應經試驗確定，以保證混凝土質量。

3.3 做好施工過程的溫度控制

在進行地下室墻體混凝土的施工過程中，必須對混凝土的水化熱加以嚴格控制，對于拌和好的混凝土應做好預冷卻，以降低其溫度，從而減少外界環(huán)境對混凝土的約束，控制裂縫的產生。夏季施工中，如果混凝土的入模溫度過高，可用冷水作為拌和混凝土，也可將水泥、骨料遮蓋，防止暴曬等。一般情況下，混凝土澆筑的初期，其內部溫度比較低，此時不要急于進行保溫，待溫度逐漸升高至內外溫度差接近25℃時再開始保溫，并按照溫度的測量結果增減保溫層，直至混凝土的內部溫度與空氣溫度的差小于25℃后，即可拆除保溫層。此外，混凝土澆筑宜采用二次振搗工藝，以提高混凝土與鋼筋間的握裹力，澆筑面應及時進行二次抹面處理，以達到減少表面收縮裂縫的目的。如果在施工過程中，遇到溫度突降的情況，必須及時進行養(yǎng)護，這樣能夠有效地減少裂縫的產生。

3.4 合理布置鋼筋

根據(jù)對以往大量的混凝土澆筑工程進行調查，在大體積混凝土結構中合理的配置鋼筋，可以有效地提高整體結構的抗溫度應力以及抗收縮力的性能。但需要注意的是，配筋率一定要適當，如果配筋率過高，則會導致自約束力增加的情況發(fā)生，從而起到反效果。就地下室大體積混凝土的配筋而言，應以宜細宜密為主，并將間距控制在15cm左右，進行雙向布置鋼筋。通過適當?shù)呐浣詈螅植繎^為集中的區(qū)域由于鋼筋的存在，使得一定范圍內的應力重新分布，進而緩解了應力集中的狀態(tài)，這樣既緩解了混凝土裂縫的出現(xiàn)，而且也提高了混凝土的抗裂性能。

3.5 加強養(yǎng)護工作

加強澆筑完成后混凝土的養(yǎng)護工作，使其始終處于良好的溫濕環(huán)境中，并借此讓混凝土內的水泥充分地水化，以此來提高混凝土的強度，進而提高其抗裂性能。據(jù)有關資料顯示，水泥只有在水分充足的情況下才能發(fā)生水化作用，因此，必須防止水泥中因大量的水分蒸發(fā)而導致失水的情況發(fā)生，養(yǎng)護的主要目的就是給混凝土不斷地補充水分，避免因其表面過于干燥而出現(xiàn)裂縫。養(yǎng)護工作的最佳時間應當從混凝土凝結后開始，并持續(xù)7～15d左右為宜。此外，養(yǎng)護還可以降低混凝土的早期干縮，從而起到防止干縮裂縫產生的作用。

3.6 合理設置膨脹帶

膨脹帶的設置位置通常選在收縮應力最大的部分，若是超長的混凝土結構，則可設置多條膨脹帶。膨脹帶內的膨脹劑的比例應高于帶外其他混凝土的摻量，這樣能夠產生較大的膨脹，從而形成中部大兩側小的膨脹區(qū)，收縮曲線也可以得到相應的補償，并且在一定的長度上不必設置伸縮縫。膨脹帶的主要作用是提高混凝土的抗拉強度，以減少裂縫的發(fā)生。

4 結論：

綜上所述，由于地下室的混凝土裂縫受多方面因素的影響，為了能夠更好地控制裂縫的產生，必須對裂縫形成的主要原因進行詳細的分析，以便制定出針對這一原因的防治措施。只要認真做好每一個環(huán)節(jié)的工作，相信地下室混凝土裂縫是能夠得到控制的。

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