淺談民用建筑地下室混凝土裂縫控制技術

王舉中（蘭州新現(xiàn)代建筑設計有限公司，甘肅 蘭州 730000）

我國經(jīng)濟發(fā)展的同時技術水平也不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，建筑行業(yè)的新技術、新設備、新理念等層出不窮，建筑規(guī)模也不斷擴大，從最初的低層到如今的高層。而民用建筑地下室是民用建筑最基本的結構，幫助居民擴展使用空間，其質量甚至影響建筑物的整體質量和居住體驗。探究民用建筑地下室混凝土具有特殊意義，混凝土強度較高，同時能夠更好地抵抗?jié)B水、暴曬等帶來的影響，但是另一方面對施工技術要求較高，否則會出現(xiàn)裂縫問題。因此對混凝土裂縫技術進行探究和控制，對建筑物的質量有重要意義[1]。

1 工程概況

該工程為雙層地下室，地下一層為車庫，二層為人防，整個建筑35層，總面積87180.05m3。建筑工程結構裂縫等級為三級，地下室裂縫寬度最大限度0.2mm。

由于地下室結構復雜，形狀較為不規(guī)則，其底板厚度約620mm，頂板厚約190mm，外墻厚度約350mm。底板、頂板和外墻均采用C35混凝土，抗?jié)B等級達到P6，為了提高混凝土的性能，增加了AEA型膨脹劑，能夠有效提高抗?jié)B水等能力。地下室建筑工程中混凝土的使用較多，因此水化時放出熱量時非常容易出現(xiàn)裂縫問題，是技術人員需要重點解決的問題。

2 裂縫類型

2.1 溫度裂縫

溫度裂縫指由于溫度的變化導致混凝土收縮而出現(xiàn)裂縫，主要表現(xiàn)為內部和外部裂縫，寬度約2mm~4mm之間。主要因為內外溫差較大導致大體積混凝土裂縫，在澆筑時也容易發(fā)生。

2.2 表面微裂縫

表面裂縫又叫塑性裂縫，此種情況在混凝土中出現(xiàn)情況最多但是卻少有貫通，且通常不深，常出現(xiàn)在混凝土保護層中。技術人員認為出現(xiàn)表面微裂縫原因是泌水導致，但部分專家認為水泥水化導致體積縮小，同時加上混凝土配比過程中顆粒攪拌不均勻，振搗不足，在抹面后沒有采用防蒸發(fā)措施等。

2.3 干縮裂縫

混凝土裂縫中最常見的是干縮裂縫，主要由于混凝土自身性能問題導致。混凝土混合物中含有大量砂石，砂石的收縮能力有限，直接影響了混凝土的收縮能力。水泥石收縮能力和選擇品種、水量和石灰配比有關，在通風環(huán)境下收縮裂縫在水泥凝結之前就會產(chǎn)生，但是在封閉空間的養(yǎng)護下收縮裂縫現(xiàn)象不會出現(xiàn)。墻板澆筑成型后混凝土已經(jīng)初具一定強度，發(fā)生收縮時將表現(xiàn)為干縮。混凝土干縮情況與溫度裂縫幾乎同時進行，同時受到溫度影響，墻體內的水分蒸發(fā)，在混凝土內部形成濕度梯度。熱脹冷縮原理下濕度梯度會轉變濕度應力，由于技術人員沒有定期養(yǎng)護，受到干燥的影響墻體毛細孔產(chǎn)生收縮，最終導致混凝土早期出現(xiàn)表層干裂現(xiàn)象[2]。

3 裂縫原因深入探究

除了上述幾種常見裂縫類型外還有幾種重點因素導致裂縫產(chǎn)生。

3.1 原材料選擇

骨料顆粒徑減少導致用水量逐漸增加，混凝土將會加劇收縮。如果選擇的水泥無法滿足施工要求，顆粒物較多，將會導致水泥無法和外加劑更好地混合，無法更好防止收縮。此外混合劑種類較多，質量也無法統(tǒng)一，采購人員選擇時只能根據(jù)強度指標進行選擇，無法考慮水化熱等影響，并且加上采購人員經(jīng)驗不足，缺少相關的研究，都會導致混凝土的耐久性降低，裂縫問題頻發(fā)。

3.2 結構溫差造成裂縫

由于水泥出現(xiàn)水化現(xiàn)象，大量熱量釋放，混凝土自身導熱能力較弱，熱量在結構中長時間累計無法傳導，導致內外部溫差較大，受到溫度的影響最終出現(xiàn)裂縫。當混凝土構件外部和中部溫差達到28℃時會造成表面裂縫，澆筑后溫度持續(xù)升高后混凝土體積輕微膨脹，隨著溫度降低迅速收縮。此外除了溫度的影響還有化學和干燥收縮兩種情況。混凝土最初的拉伸強度較低，更容易出現(xiàn)裂縫問題。同時由于混凝土的收縮導致內部拉應力加大，一旦超過極限則非常容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象[3]。

3.3 收縮膨脹導致裂縫

混凝土在凝結過程中體積也會相應發(fā)生改變，當周圍溫度較高且水泥用量較多時體積逐漸增大，反之縮小。混凝土出現(xiàn)裂縫時會由表面到內部逐漸延伸，外部較快，內部較慢。中心混凝土約束了表面收縮，導致裂縫出現(xiàn)。混凝土收縮是一個初期程度較高，后期緩慢的過程。

3.4 沉降不均勻導致裂縫出現(xiàn)

在民用建筑中，地下室不同位置的承載能力和結構都有所不同，受到靜荷載和施工荷載影響不同沉降位置表現(xiàn)不一，沉降不均勻將對建筑和地下室之間的支座造成壓力，導致許多民用樓和地下室交匯位置的墻體出現(xiàn)裂縫。受到地質和地形影響，沉降不均勻導致的裂縫問題將會更加嚴重。

4 民用建筑地下室混凝土裂縫控制技術探究

4.1 膨脹帶

為了實現(xiàn)混凝土澆灌時能夠無縫施工，膨脹帶能夠滿足施工的要求。混凝土中膨脹劑的作用下無法完全補償與混凝土早期的收縮，在施工過程中需要設置膨脹帶。膨脹帶需要設置在混凝土膨脹和收縮應力最大的部分，通常在地板中間，針對超過一半混凝土伸縮縫設置間距的情況需要使用多條膨脹帶。其作用表現(xiàn)為：

a.膨脹帶能夠提高混凝土設計強度，和不設置膨脹帶比能夠提升8MPa左右，能夠有效提高混凝土的強度和抗拉應力，有效避免了混凝土在中間部位斷裂問題[4]。

b.膨脹帶中使用的膨脹劑需要比其他位置使用量較高，能夠形成中間膨脹較大、兩端膨脹較小的情況，以此來補償收縮曲線。做法為：膨脹帶寬3m左右，兩端裝有5mm鋼絲網(wǎng)，帶內和帶外混凝土分開減少石子通過。鋼絲網(wǎng)要用垂直的方式放置在鋼筋之間，鋼絲網(wǎng)兩端固定在鋼筋上。鋼筋與膨脹帶垂直，兩端高出膨脹帶2m,兩端再使用鋼筋固定，間接加密且鋼筋直徑縮小。膨脹帶的目的是為了避免混凝土發(fā)生形變問題，能夠更加符合無縫施工的標準。

4.2 后澆帶

在一定范圍內結構的長度會影響溫度的應力。后澆帶和膨脹帶都是施工過程中避免裂縫出現(xiàn)的有效方法，能夠在混凝土早期時釋放約束力。后澆帶設計上與膨脹帶不同，在鋼筋斷開、寬度標準和加強筋連接方面都有不同標準。

a.控制后澆帶鋼筋的總量能夠更好地釋放混凝土收縮應力。由于焊接施工較為方便，在樓板內鋼筋及側壁進行斷開處理。同時由于在梁鋼筋連接處焊接操作難度系數(shù)較大，需要保留一部分鋼筋，盡量保證梁底鋼筋的連貫。

b.后澆帶內鋼筋抗拉能力小于兩側混凝土抗拉能力，后澆帶內鋼筋提供拉伸變形，截斷的后澆帶寬度保留100mm即可，施工過程中為了操作方便常選取900mm。鋼筋連續(xù)的后澆帶需要根據(jù)施工需要選擇性增加其寬度。

4.3 增強鋼筋混凝土抗拉能力

混凝土裂縫問題出現(xiàn)與混凝土拉伸極限強度有關，而拉伸極限又與配筋率有所關聯(lián)。所以為了避免裂縫問題則需要使用抗變形鋼筋，能夠在溫度變化過程中更好地抵抗熱脹冷縮帶來的影響。在側壁上還需要使用水平鋼筋，對混凝土面層起到一定的保護。側壁受到上下板的約束導致混凝土膨脹和收縮表現(xiàn)不一，為了解決這一問題需要設置水平暗梁提高整體的抗拉能力，能夠有效避免裂縫問題出現(xiàn)。墻柱連接位置設置附加筋，長度約1600mm~2100mm，鋼筋總面積不變，選擇直徑較小的鋼筋。

4.4 材料選擇提高混凝土抗裂能力

混凝土最主要的材料之一是骨料，選擇骨料時需要選擇熱膨脹系數(shù)較小且含泥量不高的材料。同時對骨料的粒徑也有標準，連續(xù)級骨料混合的混凝土具有更好的融合性，能夠更大程度減少所需用水和收縮情況。施工作業(yè)中要選擇粒徑更大的骨料，骨料粒徑增加能夠降低用水量和混凝土的泌水量，水泥用量也相應減少，水化熱問題在控制范圍內，混凝土的溫度也會大幅度降低。部分地下室體積較大，骨料的選擇要結合地下室的模板、混凝土澆筑技術等綜合考慮。骨料的粒徑大小也有標準，為了更好地搗實，最大粒徑要小于結構截面的四分之一，同時不能高于鋼筋凈值的四分之三。

4.5 施工措施

混凝土的配比需要技術人員優(yōu)化和創(chuàng)新，通過試驗選擇最佳外加劑，并針對性減少水泥的用量，避免水化熱問題。同時選擇水化熱較低的硅酸鹽水泥和質量較好的粉煤灰，控制砂石的含量在合理范圍內，越小越好。此外混凝土需要振搗密實，工作人員需要提高振搗標準，在二次抹面時進一步提高混凝土的密度和強度。

工作人員要重視混凝土在澆筑后的養(yǎng)護工作，在混凝土凝固前的二次抹面時需要第一時間養(yǎng)護，避免混凝土凝固導致膨脹應力還沒形成。在保濕保溫方面也要給予重視，能夠保證混凝土初期具有更好的性能及強度。養(yǎng)護時間需要在15d以上，才能最大程度保證養(yǎng)護效果。

在夏季施工時需要避免在溫度較高的環(huán)境中澆筑樓板混凝土，避免水分蒸發(fā)過快和膨脹影響混凝土性能。民用建筑地下室的四周也需要及時回填并不斷夯實，不僅能夠提高地下室頂板強度還能減少溫度差異對側壁的影響。

5 結語

針對民用建筑地下室混凝土裂縫技術，探究能夠有效避免裂縫問題出現(xiàn)的措施。裂縫的出現(xiàn)是建筑物結構遭到破壞的最初階段，不僅造成建筑物的質量問題還會出現(xiàn)保護層脫落、鋼筋腐蝕等現(xiàn)象。本文通過分析裂縫類型、裂縫出現(xiàn)的原因以及解決混凝土裂縫的相關技術措施，以此來為工程技術人員提供一定參考。