淺談民用建筑地下室混凝土裂縫控制技術

周卓英

中鼎國際建設集團江西建筑工程有限責任公司 江西萍鄉(xiāng) 337000

混凝土裂縫屬于民用建筑地下室施工中普遍存在的病害之一，對結構穩(wěn)定性與美觀程度產(chǎn)生影響的同時，可能導致混凝土碳化與鋼結構腐蝕等嚴重后果。引起混凝土裂縫的原因眾多，具體施工階段，施工人員務必嚴格遵循標準規(guī)范，基于橋梁設計、施工與后期養(yǎng)護等多方面加強管理，并結合混凝土裂縫控制技術，有效避免裂縫的形成。

1 混凝土裂縫對于民用建筑地下室的危害性

在民用建筑地下室中，混凝土起到的作用舉足輕重。民用建筑地下室的地基、墻體都是用的混凝土，所以它在整個工程中承受的壓力也是最大的，而裂縫會影響混凝土的堅固程度，使整個工程受力不均勻，導致整個民用建筑地下室變形、開裂、甚至坍塌。生成的混凝土裂縫會使整個工程出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，而且，在上部和外部的壓力下，裂縫會越來越大。嚴重影響民用建筑地下室主體的穩(wěn)定性和安全性，為民用建筑地下室后期的運作埋下很大的隱患。混凝土裂縫最可怕的地方是，在潮濕的環(huán)境中，二氧化碳會與混凝土內(nèi)部的物質(zhì)發(fā)生化學反應，生成CaCO3，從而增加混凝土的堿性，破壞混凝土內(nèi)部鋼筋的純化膜，加速鋼筋的腐蝕，而且還會導致混凝土碳化，雙重作用下，整個墻體的承受能力會大大下降，隨時可能導致內(nèi)部的坍塌，進而嚴重威脅民用建筑地下室的安全性[1]。

2 混凝土裂縫類型

2.1 收縮裂縫

收縮裂縫是常見的一種混凝土開裂的形式，形成收縮裂縫的作用機理在于混凝土澆筑過程中至澆筑完畢成形階段，在這一階段，由于外界的干擾，如大風、高溫情況，造成混凝土水分蒸發(fā)過快，形成失水現(xiàn)象，以及雨水或其他在攪拌成形后繼續(xù)加水為充分攪拌的情況下，混凝土中的水析出，造成已攪拌的混凝土攪拌不充分形成的失水。在這種狀態(tài)下，隨著混凝土后續(xù)階段的硬化過程，會出現(xiàn)混凝土收縮，產(chǎn)生中間寬大、兩端較細的裂紋。

2.2 沉陷裂縫

通常來說，優(yōu)質(zhì)的混凝土不會受到外界因素的影響而發(fā)生裂縫或形變，但如果在混凝土澆筑的過程中出現(xiàn)一些外力，例如地基不穩(wěn)定不均勻，回填土不密實不均勻，模板支撐變形等現(xiàn)象，會讓混凝土在自身膨脹力和重力影響下產(chǎn)生形變，或者在外界存在誘因的時候，產(chǎn)生形變。例如，在冬季的施工中，在凍土過程中，混凝土同樣會發(fā)生凍土現(xiàn)象，而發(fā)生解凍時，混凝土內(nèi)部結構遭到了破壞，一旦出現(xiàn)上述所說的外力作用，就會產(chǎn)生沉陷裂紋。而這種裂紋一旦產(chǎn)生，可能出現(xiàn)裂紋很深的現(xiàn)象，從內(nèi)部開始出現(xiàn)裂縫，嚴重情況下，甚至會產(chǎn)生混凝土延裂縫出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，是混凝土結構設施報廢。

2.3 溫度裂縫

混凝土結構受溫度的影響產(chǎn)生裂縫就稱為溫度裂縫。產(chǎn)生溫度裂縫的作用機理主要是兩個方面。第一，混凝土本身存在結構缺陷，如因攪拌不均勻?qū)е戮植抗橇线^多或過少、未夯實造成內(nèi)部空洞等情況，這時候在一些極端溫度的天氣下，其內(nèi)部局部不均勻的結構會產(chǎn)生不均勻的溫度變化，進而出現(xiàn)應力，導致裂縫。第二，混凝土的澆筑處于極端的溫度環(huán)境中，其后養(yǎng)護完成投入使用過程中，環(huán)境溫度發(fā)生相反的較大變化，其內(nèi)部的受溫度變化的膨脹應力有可能導致出現(xiàn)裂紋，這種裂紋與沉陷裂縫不同，內(nèi)部結構正常，僅受到環(huán)境溫度的影響，這在一些高寒地區(qū)的混凝土施工中容易發(fā)生[2]。

2.4 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?；炷粮煽s情況與溫度裂縫幾乎同時進行，同時受到溫度影響，墻體內(nèi)的水分蒸發(fā)，在混凝土內(nèi)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。

3 民用建筑地下室混凝土裂縫的影響因素

3.1 設計方面

在民用建筑地下室施工期間，混凝土裂縫的形成，同設計方案具有緊密聯(lián)系。由于設計方案缺乏科學合理性，最終引發(fā)較為嚴重的質(zhì)量問題，而混凝土裂縫的形成則較為常見。設計方面產(chǎn)生的影響在眾多方面均有所體現(xiàn)，較為關鍵的則屬整體結構設計缺乏合理性，結構設計若沒有對民用建筑地下室施工標準作出全面綜合考慮，對施工現(xiàn)場具體情況并未作出充分仔細地勘察，致使設計方案缺乏合理性與可行性。除此之外，設計方案的不足之處通常體現(xiàn)為有關力學計算分析存在問題及民用建筑地下室結構整體缺乏平衡性，此類因素也最終致使民用建筑地下室具體施工受到相應的影響，較易形成混凝土裂縫問題[3]。

3.2 材料方面

在民用建筑地下室施工期間，混凝土裂縫的形成和混凝土材料之間存在非常重要的緊密聯(lián)系，若混凝土材料質(zhì)量不符合標準，勢必對具體使用效果產(chǎn)生不利影響，致使施工中較易形成混凝土裂縫。關于混凝土材料產(chǎn)生的影響，同樣體現(xiàn)在眾多方面，如水泥材料類型不匹配，或水泥加入比例不合理，繼而導致水化熱現(xiàn)象，后期施工階段會引發(fā)溫度應力影響，導致形成溫度裂縫。除此之外，骨料是非常關鍵的構成部分，若骨料吸水性明顯較差，含有大量雜質(zhì)，同樣會對混凝土使用效果產(chǎn)生不利影響，繼而形成沉降裂縫，并產(chǎn)生嚴重的質(zhì)量威脅。

3.3 施工方面

混凝土裂縫的形成與施工方面的因素影響至關重要。施工材料缺乏合理性與規(guī)范性，致使混凝土結構處理存在問題，從而形成相應的裂縫問題，如混凝土澆筑施工，由于澆筑連續(xù)性受到影響，實際澆筑施工階段出現(xiàn)較長時間的中斷施工，從而引發(fā)相應的裂縫問題。在混凝土澆筑施工階段，并未對混凝土進行充分攪拌，混凝土結構內(nèi)部熱量不能得到釋放，內(nèi)外溫差增加，極易形成相應的溫度裂縫問題。混凝土結構后期養(yǎng)護施工階段，若并未采取科學合理的養(yǎng)護管理，如保濕不到位，致使混凝土結構表面水分過度蒸發(fā)，以此形成相應的干縮裂縫問題。除此之外，若民用建筑地下室基礎結構施工存在不合理的情況，致使基礎結構缺乏良好的承載力，會引起不均勻沉降情況，以此形成沉降裂縫問題。

3.4 溫度變化方面

熱脹冷縮屬物質(zhì)的基礎性質(zhì)，而混凝土表現(xiàn)得更加顯著，我國氣候冷熱交替較為明顯，此種情況下，由于混凝土內(nèi)外溫差的變化，致使混凝土出現(xiàn)相應的變形。如果混凝土溫度保持恒定，承受拉力性能會出現(xiàn)明顯降低，若超過承受的標準范圍，則會形成裂縫問題，且裂縫會隨溫度變化產(chǎn)生相應的變化[4]。

3.5 收縮變化方面

具體施工階段，混凝土易受到收縮變化的影響形成裂縫。針對收縮形成的裂縫問題，可分成塑性收縮及縮水性收縮，塑性收縮通常在施工期間產(chǎn)生，混凝土澆筑期間較為常見，由于水泥存在水化反應，會造成大量水分蒸發(fā)，且骨料由于自身重量產(chǎn)生下沉，混凝土并未硬化的情況下產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，從而產(chǎn)生裂縫?？s水性收縮通常出現(xiàn)在混凝土結構硬化后，表層水分發(fā)生大量蒸發(fā)，且溫度緩慢下降，混凝土體積出現(xiàn)收縮，以此形成收縮裂縫。收縮變化引發(fā)的裂縫，通常同水泥品種、骨料與外摻劑、振搗和水灰比等有關。

4 民用建筑地下室混凝土裂縫控制技術探究

4.1 材料的選擇

對于混凝土用于民用建筑地下室來說，原材料的選擇對于混凝土后期的安全性和功能性有很大的影響。一般而言，項目施工的整體質(zhì)量取決于施工材料的選擇，混凝土裂縫的出現(xiàn)很大程度上是因為材料的選擇有問題，所以在制作混凝土整個過程中施工方要嚴格把握材料的使用，加強對水泥和摻和材料質(zhì)量的管控，選擇合適的水泥，可以降低混凝土內(nèi)部的溫度，有效防止內(nèi)外溫差過大，保持混凝土的強度和堅固度，避免膨脹裂縫的產(chǎn)生。除此之外，還要選用黏合度較大的水泥作為原材料，加強混凝土抗裂的能力，防止沉降裂縫的產(chǎn)生。選擇合適的水泥，可以大大降低混合后混凝土對于溫度的感知，防止出現(xiàn)膨脹裂縫的產(chǎn)生，同時，施工人員應該根據(jù)標準選擇一定量的其他材料，來控制原材料自身的搭配比例，從而最大限度保障混凝土的安全性和功能性。

4.2 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?；炷林信蛎泟┑淖饔孟聼o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：①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。②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(nèi)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。膨脹帶來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。

4.3 后澆帶

在一定范圍內(nèi)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。①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(nèi)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。②后澆帶內(nèi)鋼筋抗拉能力小于兩側混凝土抗拉能力，后澆帶內(nèi)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。

4.4 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)[5]。

4.5 做好工程后期養(yǎng)護

混凝土養(yǎng)護是指讓混凝土有一個適宜的環(huán)境條件。在混凝土早期的養(yǎng)護中，要特別注意混凝土的干濕程度，確?；炷敛粫驗楦煽s而產(chǎn)生裂縫，但也要保證混凝土能夠正常進行水化熱作用，從而加強混凝土強度和持久性。施工人員還應注意對混凝土前期的保鮮，隔離措施，防止空氣中的二氧化碳進入混凝土內(nèi)部，導致鋼筋的腐化，防止混凝土發(fā)生塑性裂縫的產(chǎn)生。此外，后期的養(yǎng)護也是有非常重要的作用，所以施工單位應該根據(jù)實際的環(huán)境情況適當調(diào)整養(yǎng)護的時間，從而達到有效防止混凝土裂縫產(chǎn)生的目的。

5 結語

要控制民用建筑地下室中的裂縫問題，必須注意原材料混凝土的選擇，在配比時要嚴格按照比例進行，選擇骨料時要對有害物質(zhì)、混合物進行精細處理，注意控制鋼筋以及樓板的結構、位置問題，避免超重負荷造成壓力，從而導致變形問題。