淺析地下室擋土墻開裂原因

王 瑞 金

(南京南大工程檢測有限公司，江蘇 南京 210000)

1 工程概況

某工程為部分單建、部分附建式地下工程，平時使用功能為汽車庫，2-A軸線以北區域為二層人防地下室,上有地上建筑19F框剪結構綜合樓(01幢)和12F框剪結構綜合樓(02幢)；2-A軸線以南區域為一層普通地下室，上有地上建筑9棟4層框架結構辦公樓(03幢～11幢)。

2 裂縫檢測

2.1 裂縫實景

該工程3個區域擋土墻出現豎向裂縫，部分為貫穿裂縫。典型裂縫實景如圖1，圖2所示。

2.2 結構檢測

經現場對該工程裂縫區域進行整體傾斜測量，混凝土強度檢測，鋼筋配置、保護層厚度及間距檢測，開裂區域頂板及底板相對高差進行檢測，所檢區域混凝土強度符合規范要求，鋼筋保護層厚度及間距基本符合規范要求，開裂區域存在沉降差。

2.3 裂縫形態

經現場對該工程裂縫區域進行檢測，3個區域均出現了互相平行的裂縫，下面以6-1軸～6-11軸/D-A軸墻板出現裂縫進行描述和分析。典型裂縫形態及分布如圖3,圖4所示。

2.4 裂縫描述

1)圖3表示：6-1軸～6-11軸/D-A軸墻板和6-1軸～6-11軸/D-A軸～8-B軸頂板：墻板墻面出現3條裂縫L1，L2和L3，3條裂縫均為沿墻面互相平行的豎向裂縫，最大縫寬1.40 mm。

2)圖4表示：外墻面出現的2條裂縫是內墻面裂縫的貫穿縫的外部形態，裂縫最大縫寬0.58 mm。這2條裂縫向頂板底面延伸出現2條裂縫L4和L5，裂縫最大縫寬0.38 mm。

3 不均勻沉降測量

通過對出現裂縫區域的擋土墻頂板及底板相對高差進行測量，并選取3處典型沉降圖，反映沉降對結構的影響。測量結果表明：

1)根據圖5，地下室6-1～6-11×D-A～8-C區域頂板不在同一平面上，D-A軸與8-C軸存在沉降差；

2)結合圖6，7-D～D-B區域外墻有明顯下沉；

3)結合圖7,2-F～2-E區域外墻相對于兩側有明顯下沉。

4 裂縫原因分析

4.1 水化熱影響

經調查，該工程6-1軸～6-11軸×D-A軸墻板和6-1軸～6-11軸×D-A軸～8-B軸頂板區域：混凝土外墻長度為30.4 m，墻凈高為4.6 m；7-D軸～D-B軸×D-6軸墻板頂板區域：混凝土外墻長度為25.2 m，墻凈高為4.6 m；7-D軸～D-B軸×D-6軸墻板頂板區域：混凝土外墻長度為25.2 m，墻凈高為4.6 m，這3處地下墻均屬于大體積混凝土澆筑施工。

經調查該地下室施工所用商品混凝土強度符合設計要求，所用水泥為P.O42.5級水泥，該種水泥主要特征：早期強度高，水化熱高，不適用于大體積混凝土工程。水化熱高會使混凝土的內部溫度明顯高于外部，易引起較大的溫度應力，使混凝土內微裂縫連通，形成影響安全和使用的結構裂縫，嚴重影響混凝土的性能。

經調查該工程施工時未采取減少水泥用量，使用冷凝水，使用冷石子等施工技術措施，就造成了上述3個區域出現因水化熱過高而進行互相平行的豎向貫穿裂縫。

4.2 沉降降水影響

經調查，該工程所處的地基土為淤泥質土，工程設計為樁基礎，地下擋土墻下設8 m一個單樁承臺，承臺間未設地基梁，擋土墻直接放在厚600 mm底板上，在該工程一側20 m處正在進行一處深基坑工程。6-4～6-8區域外墻相對兩側有明顯下沉，不均勻沉降也導致該區域出現4條沉降縫；7-D～D-B區域外墻有明顯下沉，不均勻沉降也導致該區域出現3條沉降縫。2-F～2-E區域外墻相對于兩側有明顯下沉，不均勻沉降也導致該區域出現2條沉降縫。

5 建議

1)地下連續墻及核心筒等大體積混凝土工程，在選用水泥時可適當考慮水化熱的不利影響，優先選用低水化熱的水泥品種，如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥或中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥，不宜選用早強水泥、硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，水泥的鋁酸三鈣含量不宜大于8%等水化熱高的水泥品種(JTS 202—1—2010水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規程中的要求)。

2)地下連續墻及核心筒等大體積混凝土工程，在選用商品混凝土時可適當考慮水化熱的不利影響，在不降低混凝土強度的前提下，可適當降低水泥用量，拌制混凝土時優先使用冷凝水及冷石子等措施，適當降低混凝土出罐溫度。

3)地下連續墻及核心筒等大體積混凝土工程，施工時加強養護，建議澆筑后立刻對表面進行覆蓋，及時測量混凝土內外溫度，夏季加強澆水降溫，冬季加強表面覆蓋，同時延長養護時長。

4)設計時要考慮地質情況對結構的不利影響，避免不均勻沉降對結構造成的損壞，如在地下室擋土墻下要設置混凝土地梁，減少地基土不均勻沉降造成的擋土墻開裂；設置變形縫或后澆帶，減少變形累加造成的應力集中。

5)施工時綜合考慮施工基坑降水對結構的影響，施工前進行周圍環境調查，采取合適的施工組織設計，協調不同工程間施工降水對工程的影響；施工中隨時關注周圍工程的施工進度及可能對本工程的影響，合理調整施工方案，減少不利影響。