地下室混凝土地坪裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施

鄒錢鐵

中國(guó)五冶集團(tuán)有限公司 四川 成都 610000

隨著社會(huì)的發(fā)展及生活水平的提高，大型地下室停車場(chǎng)及商場(chǎng)非常常見。地下室地坪經(jīng)常出現(xiàn)開裂的問題，嚴(yán)重地影響使用者的體驗(yàn)。地坪裂縫甚至讓人們產(chǎn)生一種錯(cuò)覺：認(rèn)為建造的房屋不安全，出現(xiàn)不愿意將車停放在地下車庫(kù)，不愿意去商場(chǎng)購(gòu)物的情況。地坪裂縫問題也造成施工方高昂的維修費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)損失，造成開發(fā)商和使用者較大的經(jīng)濟(jì)損失。

混凝土地坪出現(xiàn)裂縫是建筑地坪工程中常見的質(zhì)量問題，影響地坪的使用功能及感官效果，破壞裝飾面層，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。本文從混凝土的材料特性、設(shè)計(jì)、施工三個(gè)方面分析地下室地坪裂縫產(chǎn)生的原因并制定針對(duì)性的預(yù)防措施。

1 案例背景

XX項(xiàng)目位于XX市，其為地下一層，地上四棟六層框架，裙樓為二層框架結(jié)構(gòu)，地下室面積17000m2。地下室為停車場(chǎng)，裙樓為商業(yè)，主樓為辦公。該項(xiàng)目地下室地坪完成后大約3個(gè)月的時(shí)間，開始出現(xiàn)明顯裂縫（見圖1）。

經(jīng)過了解，其地坪構(gòu)造做法為細(xì)石混凝土地坪（見表1），該項(xiàng)目基礎(chǔ)施工階段處于雨季后期，因地下室面積較大，且長(zhǎng)度比較長(zhǎng)（長(zhǎng)度約330m），建筑北側(cè)原始地貌靠近河道，建筑南側(cè)為山丘。因南側(cè)基礎(chǔ)較好，采用原土地基受力；北側(cè)地質(zhì)情況較差有淤泥存在，采用預(yù)制管樁基礎(chǔ)。

表1 地下室地坪做法

2 地下室地坪裂縫原因分析

本文將從以下三個(gè)方面分析該項(xiàng)目地下室混凝土地坪裂縫產(chǎn)生的原因。

2.1 混凝土材料特性產(chǎn)生的裂縫

從微觀上看，混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結(jié)合體，由于組成材料、微觀構(gòu)造以及所受影響的不同，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因也有很多種[1]。

混凝土塑性收縮形成的裂縫，由于混凝土在終凝前沒有強(qiáng)度，表面失水快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓力而使混凝土體積急劇收縮，此時(shí)混凝土強(qiáng)度低，而產(chǎn)生裂縫。對(duì)于厚度較薄的混凝土更容易因此產(chǎn)生裂縫。

干縮裂縫是不可逆的，主要由于水泥砂漿中水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致水泥砂漿變形不同導(dǎo)致的結(jié)果。

溫度變化引起的裂縫，混凝土澆筑后內(nèi)外溫度變化不一致而產(chǎn)生裂。

2.2 設(shè)計(jì)的原因?qū)е碌仄寒a(chǎn)生裂縫

地坪混凝土設(shè)計(jì)為細(xì)石混凝土，材料本身就有開裂的特性，設(shè)計(jì)者對(duì)材料特性考慮不周全，缺少施工經(jīng)驗(yàn)，只考慮設(shè)置6m×6m的分隔縫，措施單一。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周全，比如重點(diǎn)考慮地基的承載力而忽視基礎(chǔ)的變形協(xié)調(diào)，因地基不均勻沉降而引起上部面層產(chǎn)生裂縫。

混凝土配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的裂縫。

2.3 實(shí)施的原因?qū)е碌仄夯炷灵_裂

2.3.1 混凝土原材料質(zhì)量的原因

（1）組成混凝土原材料的砂、石含泥量大，導(dǎo)致混凝土開裂；（2）骨料級(jí)配不當(dāng)，采用不連續(xù)的間斷級(jí)配；（3）骨料中的片狀材料含量大；（4）參入過量的粉煤灰；（5）水泥的質(zhì)量不合格，比如使用安定性不合格的水泥。

2.3.2 實(shí)施方面的原因

（1）混凝土原材料的堆場(chǎng)不符合要求，容易導(dǎo)致砂、石材料被污染，含泥量增加等情況發(fā)生。

（2）混凝土攪拌的原因引起的裂縫。如混凝土攪拌時(shí)的投料順序不對(duì)，攪拌時(shí)間不夠，混凝土沒有混合均勻而成為不合格的混凝土，而形成裂縫。

（3）混凝土攪拌好后到澆筑時(shí)的等待時(shí)間過長(zhǎng)引起混凝土的可操作性降低，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

（4）地坪基層（地下室筏板）保護(hù)層過大導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。

①筏板保護(hù)層過大就會(huì)出現(xiàn)開裂的情況從而裂縫反射到地坪面層。規(guī)范一般要求混凝土保護(hù)層大于5cm的時(shí)候，就要放置鋼筋網(wǎng)片，防治混凝土面層開裂。②在筏板施工，容易出現(xiàn)面層鋼筋保護(hù)層過大的情況，比如：馬鐙尺寸偏小，墊層標(biāo)高太低，保護(hù)層標(biāo)高低都容易導(dǎo)致筏板混凝土保護(hù)層過大的情況出現(xiàn)。

（5）樁基礎(chǔ)或者柱下墩部位，出現(xiàn)下沉的情況。

①樁基未完全進(jìn)入持力層，或者樁基進(jìn)入持力層后，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁芯進(jìn)水導(dǎo)致持力層變軟；現(xiàn)澆灌注樁的沉渣清理不到位后期受力出現(xiàn)下沉的情況。②原狀土受力的部位，在施工的時(shí)候出現(xiàn)被水侵泡的情況，且未按照方案進(jìn)行處理，導(dǎo)致變形不均勻。

（6）施工方案有缺陷導(dǎo)致地坪產(chǎn)生裂縫。

①對(duì)于大面積的地坪施工，未考慮“跳倉(cāng)法”施工措施；②對(duì)于柱腳、墻角的部位，未設(shè)置隔離措施；③柱腳及后澆帶部位未采取預(yù)留地坪后澆措施導(dǎo)致開裂；④方案中對(duì)于界面劑的正確使用未做明確的要求，比如界面劑涂刷凝固后才進(jìn)行地坪混凝土的澆筑，在基層和面層混凝土之間產(chǎn)生隔離層，導(dǎo)致面層大面的空鼓開裂；⑤對(duì)于切縫的布置圖及切縫的時(shí)間未做明確的規(guī)定；對(duì)于切縫的尺寸，設(shè)計(jì)中一般按照6*6m進(jìn)行描述，方案中一般遵循設(shè)計(jì)的要求；

（7）混凝土地坪澆筑操作不當(dāng)產(chǎn)生裂縫。

①在澆筑混凝土前，對(duì)基層抓毛后未清理干凈，同時(shí)在地坪混凝土澆筑前未對(duì)基層進(jìn)行充分的潤(rùn)濕導(dǎo)致混凝土的水分被基層吸收產(chǎn)生裂縫；②未在筏板基層和混凝土地坪面層之間設(shè)置界面劑；③在澆筑混凝土前，基層積存大量的水，增大水灰比，地坪容易產(chǎn)生開裂；④在澆筑混凝土前，工人為了施工方便，隨意加水，增大混凝土的水灰比，造成開裂；⑤在混凝土澆筑后，未及時(shí)按照方案對(duì)地坪混凝土進(jìn)行切縫；⑥施工現(xiàn)場(chǎng)后期成品保護(hù)措施不到位引起的裂縫。

（8）地坪實(shí)施的時(shí)間不合適：地坪在還需要上較重的施工荷載前進(jìn)行澆筑。應(yīng)該在主電纜，設(shè)備安裝等的主要工作等完成后開始施工。

（9）人的因素：如施工管理人員專業(yè)技術(shù)能力不足，責(zé)任心不強(qiáng)。

（10）機(jī)械的原因：機(jī)械型號(hào)選擇不對(duì)或出現(xiàn)故障，計(jì)量不準(zhǔn)導(dǎo)致混凝土配料沒有按照配合比進(jìn)行等情況導(dǎo)致混凝土質(zhì)量不合格產(chǎn)生裂縫。

3 預(yù)防措施

3.1 混凝土特性產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施

因混凝土特性引起的裂縫預(yù)防措施主要通過設(shè)計(jì)、施工的具體措施來預(yù)防。

3.2 設(shè)計(jì)的原因產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施

3.2.1 建筑設(shè)計(jì)有缺陷產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施

（1）配置抗裂鋼筋，比如配置D4150×150的鋼筋網(wǎng)片；（2）在混凝土中加入一定量的鋼纖維可以增加混凝土的抗裂性能；（3）分隔縫的尺寸越大，越容易開裂，減小混凝土分隔縫的尺寸可以讓混凝土的內(nèi)部的應(yīng)力得到充分的釋放，減少裂縫的產(chǎn)生。

3.2.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷中產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分考慮地基的承載能力和變形情況，采用合理的基礎(chǔ)構(gòu)造形式，調(diào)整基礎(chǔ)各部位的剛度。根據(jù)工程實(shí)際情況，采用“放”、“抗”、“調(diào)”的方法，避免因基礎(chǔ)的開裂反射到地面混凝土面層上產(chǎn)生裂縫[2]。

（1）“放”的措施：就是讓導(dǎo)致混凝土裂縫的變形先發(fā)生。比如：設(shè)置后澆帶，在地基承載力不一致的地方，在地基變形差別大的地方，在上面?zhèn)鱽砗奢d差別太大的部位，在長(zhǎng)度太大的部位設(shè)置后澆帶，讓變形先充分發(fā)展（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般會(huì)明確后澆帶的澆筑時(shí)間），等變形穩(wěn)定后再澆筑后澆帶混凝土的；（2）“抗”的措施：設(shè)置抗裂鋼筋，在轉(zhuǎn)角度部位設(shè)置放射鋼筋，在不便于設(shè)置后澆帶的部位（比如：人防口部等部位）設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶等措施來提高混凝土的抗拉強(qiáng)度以抵抗混凝土內(nèi)部的拉力，防止裂縫的產(chǎn)生；（3）“調(diào)”的措施：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，根據(jù)地勘報(bào)告及上部受力情況，合理調(diào)節(jié)基礎(chǔ)的剛度，讓基礎(chǔ)的受力和變形相協(xié)調(diào)。

3.3 對(duì)于混凝土配合比的設(shè)計(jì)不當(dāng)產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施

要考慮多用骨料，少用粉料，以減少裂縫產(chǎn)生；

嚴(yán)格控制摻合料的參量，混凝土參合量的比例要適中，以保證混凝土的早期強(qiáng)度，提高混凝土的抗拉性能；

嚴(yán)格控制水灰比例，在滿足混凝土強(qiáng)度和和易性的情況下，盡可能減少混凝土的水灰比，減小塌落度；

盡量減少收縮量大、需水量多的水泥使用，建議采用需水量小，與混凝土外加劑適應(yīng)性好的水泥；

優(yōu)先采用連續(xù)級(jí)配的粗骨料配置混凝土，因?yàn)榇思?jí)配的混凝土具有較好的和易性、較少的用水量以及較高的混凝土強(qiáng)度；

采用級(jí)配良好的中砂，以減少水泥用量，減少裂縫。

3.4 實(shí)施原因產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施

3.4.1 原材料質(zhì)量的控制措施

建筑材料的質(zhì)量直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量，對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。在選擇水泥、砂子、石子、外加劑、參合料的時(shí)候，要求選擇符合規(guī)范要求的材料，材料到場(chǎng)后要按照規(guī)范要求取樣送檢，合格后才可以使用。

3.4.2 施工方面的控制措施

（1）混凝土原材料堆場(chǎng)要干凈，分類堆放，要有防雨措施。

（2）混凝土攪拌要選擇合適的攪拌機(jī)械；攪拌機(jī)的計(jì)量?jī)x器要準(zhǔn)確；混凝土攪拌時(shí)要按照規(guī)范的投料順序進(jìn)行投料，并按照規(guī)定的攪拌時(shí)間進(jìn)行攪拌，這樣攪拌出來的混凝土的質(zhì)量才能滿足要求。

（3）混凝土從攪拌機(jī)出來后其運(yùn)輸時(shí)間受到混凝土溫度影響，應(yīng)采取措施減少混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，混凝土從出料到泵送完畢的時(shí)間不得超過規(guī)范要求，在運(yùn)輸過程中可以采取降溫、防曬、保溫等措施降低環(huán)境對(duì)混凝土的影響。

（4）對(duì)于因筏板鋼筋保護(hù)層過大產(chǎn)生裂縫采取以下措施進(jìn)行預(yù)防

①對(duì)于鋼筋保護(hù)層過大的情況，一般要求保護(hù)層大于5cm的時(shí)候，就要放置鋼筋網(wǎng)片，防治混凝土面層開裂；②對(duì)于在筏板實(shí)施時(shí)導(dǎo)致面層鋼筋保護(hù)層過大的情況，可以在筏板混凝土澆筑的時(shí)候鋪設(shè)跳板或者搭設(shè)馬道，防止混凝土被踩踏下去；在澆筑混凝土前要嚴(yán)格驗(yàn)收標(biāo)高，對(duì)于標(biāo)高太低不符合要求的情況就要整改完成（更換高度合適的馬鐙或者在保護(hù)層大的部位增加抗裂鋼筋網(wǎng)片）才能驗(yàn)收通過。

（5）對(duì)于因基礎(chǔ)導(dǎo)致下沉的情況的預(yù)防措施。

①對(duì)于預(yù)制管樁要嚴(yán)格控制收錘標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于端承灌注樁要嚴(yán)格控制入巖標(biāo)準(zhǔn)、入巖深度及沉渣厚度，對(duì)于摩擦樁要嚴(yán)格控制深度；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁收錘后，要在樁芯及時(shí)澆筑混凝土以防樁下巖層被水侵泡導(dǎo)致樁基下沉；②原槽受力的部位，在施工的時(shí)候如果出現(xiàn)被水侵泡的情況，要按照方案進(jìn)行處理，確保承載力和變形滿足要求。

（6）對(duì)于施工方案缺陷的預(yù)防措施。

要嚴(yán)格審查方案，要嚴(yán)格進(jìn)行方案交底和技術(shù)交底，確保有效交底到作業(yè)層。

①對(duì)于大面積的地坪施工，要考慮運(yùn)輸通道及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用“跳倉(cāng)法”施工的措施；②對(duì)于柱腳、墻角的部位，因?yàn)榈仄鹤冃尾灰恢拢紤]采取隔離措施（粘貼彈性聚氨酯分割條）；③柱腳部位、后澆帶部位采取預(yù)留局部地坪后澆的措施，以防止開裂，比如在柱腳部位預(yù)留菱形后澆帶；④方案中要明確界面劑的使用標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁界面劑涂層凝固后才進(jìn)行地坪混凝土的澆筑；⑤對(duì)于切縫的布置圖及切縫的時(shí)間要在方案中詳細(xì)體現(xiàn)。對(duì)于切縫的尺寸，大多數(shù)方案中遵循設(shè)計(jì)的要求（設(shè)計(jì)中一般為6×6m），但是實(shí)際中對(duì)于切縫的布置要根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的具體尺寸盡量減小切縫的寬度，尺寸較小的情況下，混凝土產(chǎn)生裂縫應(yīng)力釋放的效果越好，開裂的情況越少。

（7）混凝土地坪澆筑操作不當(dāng)產(chǎn)生裂縫防止的措施。

①按照方案對(duì)基層進(jìn)行抓毛后，對(duì)抓毛的基層要清洗干凈（一般采用高壓水槍沖洗），同時(shí)在地坪施工前一天對(duì)基層進(jìn)行充分的潤(rùn)濕；②在混凝土供應(yīng)情況落實(shí)后，根據(jù)供應(yīng)情況，在地坪混凝土澆筑前一到二個(gè)小時(shí)涂刷界面劑（界面劑可以采用水泥漿，最好用拌合混凝土用的同樣材質(zhì)的水泥，也可以采用專用界面劑）。界面劑的涂刷范圍不能太寬，嚴(yán)禁出現(xiàn)界面劑凝固后澆筑地坪混凝土的情況發(fā)生；③在澆筑混凝土前，不能讓基層有大量的積水，如果存在積水，將會(huì)增大混凝土的水灰比，讓地坪容易開裂；④在澆筑地坪混凝土前，給工人交底的時(shí)候要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：嚴(yán)禁隨意往混凝土里加生水，并制定處罰措施，在施工中加強(qiáng)針對(duì)性的巡查；⑤在地坪混凝土澆筑后，按照方案對(duì)地坪混凝土進(jìn)行切縫，最佳的切割時(shí)機(jī)是：在能上人進(jìn)行操作，且混凝土收縮裂縫未產(chǎn)生的情況下進(jìn)行，讓產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力能夠及時(shí)得到釋放；⑥混凝土澆筑后，養(yǎng)護(hù)結(jié)束前要加強(qiáng)管控，防止地坪上出現(xiàn)重型機(jī)械及振動(dòng)荷載。

（8）管理人員的責(zé)任心不強(qiáng)導(dǎo)致的混凝土地坪開裂的預(yù)防措施。

①加強(qiáng)員工培訓(xùn)，加強(qiáng)管理人員的責(zé)任心及技術(shù)水平；②落實(shí)責(zé)任制，并制定明確的獎(jiǎng)罰制度及標(biāo)準(zhǔn)，在過程中落實(shí)；③加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督崗位的巡查力度。

（9）機(jī)械設(shè)備故障導(dǎo)致混凝土地坪開裂的預(yù)防措施。

施工機(jī)械和器具是施工的輔助工具，對(duì)保證工程質(zhì)量有重要的作用。正確選擇和使用機(jī)械設(shè)備是保證施工質(zhì)量和安全的重要條件。要求選擇合格的攪拌機(jī)械，對(duì)計(jì)量器具定時(shí)檢查和檢驗(yàn)等，減小因施工機(jī)械和器具的問題而產(chǎn)生裂縫的概率。

4 結(jié)束語

混凝土地坪裂縫的產(chǎn)生原因是復(fù)雜的，是多種因素共同作用的結(jié)果。應(yīng)針對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因，貫徹預(yù)防為主的原則，采取相應(yīng)的針對(duì)性預(yù)防措施，避免和減少裂縫的產(chǎn)生及不必要的損失。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，混凝土裂縫的難題一定能夠被克服。