淺析地下室工程常見裂縫及預防

劉 翀 （宿州市建筑工程質量監督站，安徽 宿州 234000）

1 地下室工程裂縫分布、成因

1.1 地下室工程裂縫分布

1.1.1 地下室頂板

頂板面因溫度、濕度、外部環境條件的變化，會產生一些不規則裂縫，頂板與墻板交接處會出現水平縫，頂板的角部也會出現有規律的斜裂縫。

1.1.2 地下室墻板

①地下室外墻中間會出現豎向裂縫；

②地下室外墻橫向會出現斜裂縫；

③地下室外墻，有窗處、窗下角會出現斜裂縫；

④地下室外墻，在墻板與頂板、底板施工縫處會出現水平縫。

1.1.3 地下室底板

由于地下室的底板都比較厚，即使是防水板也在300mm~400mm厚，絕大部項目是筏基，特別是無梁厚板，就更厚了，其板上部會出現不規則裂縫。

1.2 地下室工程裂縫的成因

現澆鋼筋混凝土結構出現裂縫的原因是多方面的，但80%的裂縫是混凝土自身材料、水灰比、加上外加劑的使用、施工不當等原因造成的；結構構件的溫度、濕度，環境條件的改變；初期的混凝土不均勻沉陷、收縮，硬化過程中的干縮；因溫度、濕度變化產生的收縮應力等產生的變形裂縫，這些裂縫是非荷載裂縫，裂縫深淺不一，甚至是貫穿裂縫。因設計漏計荷載而產生的裂縫比較少，結構構件因設計考慮不周，配筋構造不妥，地基不均勻沉降、模板支拆、過早承載或施工、使用超載是產生荷載裂縫的主要原因。裂縫與結構構件受力狀態有直接關系，然而荷載裂縫僅占裂縫總數的5%～10%；因堿骨料、凍融引起的裂縫約占1%。

1.2.1 地下室工程頂板

地下室工程頂板上出現的不規則裂縫、板角呈45°的斜裂縫，主要原因是溫度變化產生溫度應力而形成的；由于板的兩個方向長度一般都不等，兩方向上的溫度應力就不等，從而產生呈45°的斜裂縫；頂板與墻、梁的交接處，由于構件高度相差過大，澆筑振搗不密實，而產生的不均勻沉陷裂縫；頂板的施工縫留置不當、施工措施不到位、板面過早加載等因素都是地下室頂板產生裂縫的重要原因。

1.2.2 地下室工程外墻板

①地下室墻外中間的豎向裂縫，除了溫度、濕度、外部環境的變化外;外墻周邊的梁、柱配筋率遠遠大于墻板，鋼筋對混凝土收縮應力的影響，也是地下室外墻中間出現豎向裂縫的一個重要原因。

②地下室外墻板的橫向斜裂縫，因澆筑混凝土時沒有分層澆筑，而是沿墻水平推進從下至上，造成混凝土因局部自重而產生的不均勻沉陷，這種澆筑方式很容易造成鋼筋位移,也是使墻體產生斜裂縫的原因。

③地下室外墻設窗處，因支模、澆搗不到位，窗間墻、窗臺墻的墻高不同，再加上窗臺墻下的混凝土很難澆筑密實，又未認真處理，窗間墻的自重大，密實程度要比窗臺墻好，窗臺墻的沉陷比窗間墻大，這種不均勻的沉陷就會造成在窗下口角部產生裂縫。

④地下室外墻板與頂、底板交接處附近產生水平縫，由于地下室外墻的配筋設計中一般是以抗裂控制的，其配筋率也不是很高，而頂、底板的暗梁（或加筋）鋼筋的收縮應力也遠大于板，再加上施工中施工縫處理不到位等原因而產生水平縫。

2 預防地下室工程裂縫的措施

地下室工程現澆鋼筋混凝土結構構件，在結構構件上不同時期出現裂縫的原因是十分復雜的，大量的工程實踐表明，混凝土自身是由不同材料組成的非均質體，內部存在固、液、氣體；隨時間、環境溫度、濕度變化以及外荷載的作用變化，產生裂縫是不可避免的。因裂縫使得外部的水分、二氧化碳及有害成份的滲入，使鋼筋生銹、造成鋼筋的體積局部膨脹，使混凝土與鋼筋的握裹力降低、甚至保護層脫落，使得結構構件的強度、剛度降低、變形增大，直接影響地下室工程的耐久性；地下室工程的裂縫，對地下工程的危害更大，所以抓好地下室工程施工階段的各項預防措施就顯得尤為重要了。

①首先要控制好混凝土自身的質量，水泥、粗骨料、細骨料都應控制好其質量，水泥應采用硅酸鹽水泥，有抗凍和高強要求的混凝土采用普通硅酸鹽水泥，為防止堿骨料反應采用堿含量低于0.6%的水泥，地下室工程的基礎工程的混凝土用量都比較大，一般都屬于大體積混凝土工程，應采用低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥（其3d的水化熱不宜大于240kJ/kg,7d的水化熱不宜大于270 kJ/kg），對水泥凝結時間、安定性、膠砂強度、氧化碳和氯離子含量，防水混凝土水泥中的鋁酸三鈣含量不宜大于8%，使用時水泥的溫度不宜超過60℃……等都要嚴格控制，每立方混凝土用量不宜超過350kg，水膠比不應大于0.6。

②地下室工程的鋼筋混凝土結構構件中所用的粗骨料，不僅要有顆粒級配，針狀顆粒含量不宜大于5%～8%，對抗滲、抗凍、抗腐蝕、耐磨等都有要求，其含泥量不得大于1.0%，泥塊含量不得大于0.5%。

③地下室工程的鋼筋混凝土結構構件中所用的細骨料其顆粒級配、細度、模數、含量、堅固性、氯離子含量及有害物質含量等都有要求，含泥量不大于1%，泥塊含量不得大于0.5%，堅固性檢驗的質量損失，砂子不應大于8%，鋼筋混凝土用砂子的最大氯離子含量不應大于0.06%；為確保地下室工程現澆鋼筋混凝土的質量，建議不用人工砂或海砂。

④地下室工程的鋼筋混凝土結構構件中，外加劑的使用應符合《混凝土外加劑應用技術規程》（GB50119—2003）要求，應根據地下室工程設計和施工要求選擇，對工程實際用料進行適應性試驗，由試驗確定相應配合比，必要時需做收縮試驗；結合經濟比較來確定外加劑的采用。使用的外加劑必需對人體無害，不污染環境；選用不當，不僅有可能影響耐久性，而且還有可能因為攪拌過程中不充分，導致混凝土中的外加劑不均，而使混凝土開裂。

⑤地下室工程的支模要求相對較高，特別是人防工程，地下室中的預留、預埋、洞孔件較多，位置、標高必須準確，預埋件還必須固定好，確保在混凝土澆筑過程中不位移。地下室工程處于建筑的最下層，往往上部結構施工時的梁、板支模就直接支承在已建的地下室工程結構構件上：一是施工中過早的使已建結構構件承載，輕則會使已建結構構件出現裂縫，重則會使已建結構構件產生破壞；二是在已建結構構件上直接支模，必須按實際工況進行復核，看看已建結構構件是否能承擔上部結構構件的自重和施工荷載，如不滿足必須采取有效措施，避免已建結構構件超載、失穩。實際施工中的荷載、支承條件必須與復核計算的條件一致，杜絕不按復核計算施工，否則會造成已建結構構件產生破壞，使模板產生連續倒塌。

⑥地下室工程現澆鋼筋混凝土結構構件的混凝土澆筑，對于混凝土澆筑的密實程度是確保混凝土質量的關鍵，這在業界已形成共識。混凝土澆筑之前，首先應檢查模板、支架、鋼筋位置、保護層、預留洞孔、預埋件位置、標高是否準確，清除模板內雜物，模板是潤水。澆筑豎向結構構件混凝土時，布料設備的出口，離模板內側面不應小于50mm，不向模板內側面直沖布料，不得直沖鋼筋骨架，避免鋼筋位移、變形；澆筑水平結構構件混凝土時，不得在同一處連續布料，應在2m～3m范圍內水平移動布料，宜垂直于模板，混凝土澆筑分層厚度，一般為300mm～500mm時，可按1∶6～1∶10坡度分層澆筑，并且上層混凝土應超前覆蓋下層混凝土500mm以上，應控制在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆完，振搗棒必須插入至下一層混凝土50mm左右，使上下層混凝土一體化；振動泵送混凝土時，振動棒插入的間距一般為400mm左右，振搗時間一般為15s～30s，使混凝土均勻充滿構件的端部、角落，并在20min～30mim后對其進行二次復振，特別是梁板交接構件高度相差較大時，在相交處必須進行二次復振，預防產生沉陷裂縫。對于預留洞、預埋件和鋼筋密集的部位，應預先制定好相應措施，確保順利布料和振搗密實。在澆筑過程中應細心觀察，發現混凝土存在不密實、空、脹等現象時，應立即采取措施予以解決。水平結構構件的混凝土表面，應適時用木抹子水平槎兩遍以上；樓、屋面還應用鐵滾筒壓兩遍以上，以防止產生收縮裂縫。

混凝土輸送泵管出口處的最大堆料厚度應控制在12cm以內，以保證澆筑安全。

多高層建筑的地下室工程的基礎厚度都較厚，即使是防水板一般厚度也大于400mm，因此一般均屬大體積混凝土。由于水泥水化熱，內部溫度會迅速升高，會產生內外溫差，一般在入模溫度基礎上的升值不宜大于50℃，混凝土內外溫差不宜大于25℃，經采取不同的降溫方法，混凝土結構澆筑時的降溫速率不宜大于2℃/d；一般5d～7d才能使其內部的溫度同周圍環境的氣溫相同。為了避免采用的高強度等級泵送混凝土產生因溫度收縮而產生裂縫，應針對其水泥用量大。水灰比大的混凝土自身收縮、沉陷、水分蒸發等原因產生裂縫，對超長大體積混凝土一般采用“跳倉法”施工較為方便，跳倉時間間隔為5d～7d，就可以減少因上述原因而產生的裂縫，但必須把“倉與倉”之間的鋼筋支架和“快易收口網”做好，在板厚中間設遇水膨脹橡膠條或鋼板止水帶防止底板滲漏。

⑦地下室工程的后澆帶的澆筑，為避免在基礎設置變形縫，在沿基礎長度每隔30m～40m留一道貫通頂板、底板及墻板的后澆帶，其寬度不宜小于800mm～1000mm，且宜設置在現澆混凝土梁、板剪力較小處的跨度中間1/3跨度范圍之內。設置后澆帶一是為了釋放混凝土硬化過程中的收縮力，減少、控制混凝土結構構件的初始裂縫；二是為解決多高層塔樓與裙房基礎之間的不均勻沉降而設置的沉降后澆帶，目的是控制塔樓與裙房的差異沉降，當多高層塔樓邊的裙房或地下室工程基礎距塔樓基礎小于20m，可以不設沉降后澆帶，而以加強構造來加以解決。

后澆帶施工，后澆帶處的鋼筋完全斷開，通過鋼筋搭接實現應力傳遞，但要做好鋼筋的保護，澆筑之前應清理雜物、整理鋼筋；后澆帶兩邊應設置鋼筋支架和“快易收口網”，在板縫中間設置遇水膨脹的橡膠帶或鋼板止水帶，二次澆搗時混凝土應加入膨脹劑，充分澆水飽和養護2周以上，避免接頭處產生裂縫。另外地下室工程變形縫處的混凝土結構構件的厚度不應小于300mm，防止因采用中埋式止水帶對此處的混凝土造成不利影響。

⑧地下室工程的鋼筋混凝土結構的底板、墻、柱、梁、頂板等各種構件澆筑完成處應立即進行養護，混凝土之所以能逐漸凝結硬化，是因水泥水化作用的結果，而水化作用需要適當的溫度、濕度。為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強度不斷增長，就必須對混凝土結構構件進行養護，創造水泥可以充分水化的條件，加速混凝土的硬化，還應防止混凝土成型后因日曬、風吹、干燥，周圍氣溫過高或過于寒冷等自然因素影響而出現超出正常范圍較大的收縮變形，出現干縮裂縫直接影響鋼筋混凝土結構構件的整體性、耐久性。雖然鋼筋混凝土養護的方法很多，但目前地下工程的鋼筋混凝土工程的底板、墻、柱、梁、頂板等構件一般仍然采用自然養護的方法，標準養護在實際工程中無法實現，只有根據工程結構澆筑時的不同環境氣溫、濕度及其它條件，采用不同的切實可行的保溫、保濕方法。如采用塑料薄膜、麻袋、草簾用水澆透覆蓋在包裹在結構構件上避免水分過快蒸發，溫度急劇變化，防止水分流失，保持混凝土結構的濕度；避免因養護不到位使構件產生裂縫。養護時間應結合實際的氣候條件和各種環境因素以及不同的養護方法而定，一般對采用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥的混凝土不應少于7d，對摻用緩凝劑、外加劑以及抗滲混凝土其養護時間不應少于14d。對于墻、柱等不易保水的結構構件，拆模時間不宜少于3d，拆模后宜用濕麻袋貼墻、柱覆蓋，保持混凝土表面潮濕養護不宜少于14d，冬季施工墻、柱帶模養護不應少于7d。

以上所述的是在地下室工程施工中預防裂縫的一些具體措施；加上設計階段的預防措施，切實用好“防、放、抗”綜合治理的原則，實踐證明對預防地下室工程現澆混凝土結構構件產生裂縫及控制是十分有效的。