工程設計地下室裂縫控制

摘要：通過對地下室裂縫主要控制措施的闡述，以達到在設計及施工中合理應用這些主要控制措施，并最終有效的控制地下室有害裂縫的出現。

關鍵詞：地下室；裂縫；后澆帶

近年來，工程建設規模迅猛發展，地下空間的開發和利用逐漸普遍，結構形式日趨大型化，復雜化，質量要求日趨嚴格。但當此同時，地下室底板及側墻等構件的裂縫問題屢見不鮮，本文通過對地下室結構特點的簡要分析，介紹目前工程界主要的裂縫控制措施。

1 地下室有如下的結構特點

1、地下室都有防水要求，必須控制裂縫開展，一般不存在承載力不足的問題。

2、地下室為多次超靜定結構，溫差和收縮變化復雜，約束作用較大，容易引起開裂。

3、地下室底板及側墻厚度常為300㎜～600㎜，既不同于水工的大體積混凝土，又不完全同于工民建桿件系統。

4、地下室混凝土標號較高，水泥用量較大，壁厚較小，收縮變形較大，常見收縮裂縫。

5、地下室混凝土水化熱溫升較高，降溫散熱較快，因此收縮與降溫共同作用是引起地下室混凝土裂縫的主要因素，其次不均勻沉降及抗震問題都須適當考慮。

2 地下室裂縫的主要控制措施

基于地下室以上的結構特點，其控制裂縫的方法，主要靠改進構造設計，合理配筋及改進澆筑加強養護等方法提高結構的抗裂性能。主要方法有：

1、混凝土澆筑采用后澆帶分段施工。后澆帶既是施工措施，又是設計手段。它只是在施工期間存在的縫，是一種特殊的施工縫。

A、后澆帶的設計原則：結構長度是影響溫度應力的因素之一，并且只在一定的范圍內影響較為顯著。為了削減溫度應力，可把總溫差分為兩部分，在第一部分溫差經歷時間內，把結構分成許多段，可有效地減少溫度收縮應力。在施工后期，把這許多段澆成整體，再繼續承受第二部分溫差和收縮，而兩部分的溫差和收縮應力疊加小于混凝土設計抗拉強度。這就是利用后澆帶控制裂縫的原理，也是一種“抗放兼備，以放為主”的設計原則。

B、后澆帶的間距及保留時間。在正常施工條件下，后澆帶的間距宜為20～30米，其保留時間一般不應少于40天，最宜60天。

C、后澆帶的寬度及構造

后澆帶的理論寬度只須1㎝已足夠保證溫度收縮變形，考慮到施工方便，一般寬度取80～100㎝，后澆帶處鋼筋斷開，后澆前必須鑿毛清理干凈。后澆帶的構造見下圖。

2、采用補償收縮混凝土，并設置膨脹加強帶。

后澆帶雖然可以有效的消除溫度應力，然而后澆帶的清理與鑿毛也給施工帶來一定麻煩，延長工期，有時影響總體結構的設計，這時就可以采補償收縮混凝土進行無縫或少縫設計。其思路是以“抗放兼備，以抗為主”的設計原則。也即用UEA補償收縮混凝土作為結構材料，在硬化過程中產生的膨脹作用，受鋼筋和鄰位約束，在結構中建立少量預壓應力，考慮到結構強度的安全，膨脹不能太大，且在硬化14d基本結束。UEA替代水泥量10%～12%范圍內，對強度基本無影響，其限制膨脹率ξ2=2×10-4～3×10-4，在配筋率μ=0.2%～0.8%下，按公式σC=μESξ2，可在結構中建立0.2～0.7Mpa預壓應力，這一預壓應力足以補償混凝土在硬化過程中產生溫差和干縮的拉應力。基于這一“抗”原理，采用UEA補償收縮混凝土，后澆帶的同時可延長至50米是安全。此時用膨脹加強帶代替后澆帶即可實現無縫設計，其做法加強帶寬2米，帶的兩側鋪設密孔鐵絲網，并用立筋加固，以防止兩側混凝土流入加強帶，施工時，帶外用摻10%～12%，UEA的小膨脹混凝土，澆注到加強帶時，用摻14%～15%UE的大膨脹混凝土澆注，其強度比兩側提高一個等級。到另一側時又改為澆注摻10%～12%UEA的混凝土。如此循環下去，可連續澆注混凝土超長結構。

3、提高鋼筋混凝土的抗拉能力

混凝土的抗裂能力取決于混凝土的極限拉伸值，根據有關資料：混凝土的極限拉伸值與配筋有關。固此，混凝土應考慮增加抗變形鋼筋，即增強對混凝土由于長期干縮和氣溫變化引起的熱脹冷縮的抗變形能力。對于側壁，增加水平溫度筋，在混凝土面層起強化作用。選擇冷軋帶肋鋼筋可以明顯增強混凝土的抗裂能力。

4、其他有效措施

A、合理布置分布鋼筋，盡量采用小直徑，密間距，變截面處加強分布筋。

B、避免采用高強混凝土，盡可能選用中低強度混凝土。

C、優化混凝土配合比設計，用較低的水灰比，水和水泥用量，嚴格控制砂石骨料的含泥量。

D、混凝土應嚴格振搗密實，提高混凝土的密實度。落實好混凝土澆筑后的養護措施。

E、降低室外溫差的影響，夏季施工時應盡量避免在烈日下澆筑樓板混凝土，降低混凝土的入模溫度，地下室四周履土及時回填，盡快避免室外溫度變化對側壁的影響。

3 工程實例

以筆者設計的一住宅小區為例，地上為四棟十二層的住宅，地下一層地下室連成一個整體。長100m，寬90m。地下室未設伸縮縫，采用補償收縮混凝土，在混凝土中摻入10%的UEA膨脹劑，在加強帶中摻14%的UEA膨脹劑。寬度方向設置一道2m寬的加強帶。長度方向設置一道寬度為1000的拆線形后澆帶，后澆帶梁鋼筋連續，板、側壁鋼筋斷開，為保險起見，后澆帶處均設置了止水鋼板和多道外防水以加強防水。加強帶及后澆帶的做法同上文做法。

地下室底板，頂板及側墻混凝土標號均為C30，頂板厚180㎜，雙向Φ12@150，底板厚400㎜，配雙層雙向Φ14@120，側墻厚300㎜，水平分布筋為Φ14@120豎向筋為Φ16@150。同時，在柱和剪力墻連接處增設Φ12@200的鋼筋網，長1500㎜，500㎜錨入柱子，1000㎜捅入墻體中，同時要求施工方采用嚴格的施工措施，加強養護。工程建成觀測，地下室使用情況良好。