浅谈地下室顶板裂缝的成因与处理方法

浅谈地下室顶板裂缝的成因与处理方法

【摘要】随着我国经济的飞速发展，附有地下室的建筑物越来越多，并向大面积、大荷载方向发展。由于地下室顶板属超长、超宽混凝土结构，裂缝现象比较突出，直接影响了建筑物的使用功能与耐久性。因此，本文针对顶板裂缝的成因及处理方法进行探讨，并以某工程为例进行详细分析。以期通过本文的阐述提出工程质量，减少地下室顶板裂缝现象的发生。

【关键字】地下室；顶板裂缝；设计；施工

1 地下室顶板裂缝的成因

1.1 结构方案的选择有误

大面积地下室的顶板多采用粱板结构和平板结构。20世纪8o年代后，无粘结预应力混凝土平板结构得到了较广泛的应用，且许多预应力设计单位为自身利益也极力推荐采用此种方案，因此许多设计人员产生了采用平板结构可以降低工程造价的错误认识。实际上，目前平板结构较多的原因在于隐含了平板结构能降低层高这一有利条件。由于层高降低带来了空间的节省，降低了工程的造价。在相同层高条件下，预应力平板结构并不比梁板结构经济。

1.2 采取的裂缝控制措施未起到既定作用

现在超长混凝土的裂缝控制越来越得到重视。施工单位采取了减少裂缝的措施(例如设置后浇带或膨胀加强带)，但实际施工中，多数工程由于现场质量管理不够细致，导致所采取的裂缝控制措施未达到既定作用(例如后浇带未达到规定时间就进行封闭，所用膨胀

混凝土性能不稳定等)。设计及施工脱节也是原因之一，设计单位在设计时一般要求采用低收缩混凝土，但对收缩限值并未给出规定，施工单位选用混凝上有很大灵活性，无法保证体现设计意图。因此，设计单位应明确给出对混凝土的要求，规定最大收缩量，设计与施工相互配合提高混凝土的抗裂能力。

1.3 设计方案变更

高层建筑大面积地下室的设计过程中，有时会出现在地下室区域增加多道剪力墙的设计变更。对这种超长、超宽的预应力混凝土顶板，在有很多抗侧刚度较大的剪力墙结构的情况下，会限制混凝土收缩与温差引起的应力释放，引起顶板开裂。若只按原设计采取裂缝控制措施而忽略剪力墙引起的混凝土收缩及温差产生的拉应力，未增加有效的结构与旋工措施，是大面积地下室结构顶板出现裂缝的一个重要原因。

1.4 预应力筋张拉引起施工裂缝

大面积地下室顶板上多有覆土，有的达数米厚有的由于绿化要求还有假山等，防渗要求高，预应力混凝土平扳按不出现裂缝原进行设计。预应力筋的数量是根据抵消顶板承受的所有荷载确定的。顶板旌加预应力时，覆土荷载一股都不计入施加预应力，故地下室顶板上覆土及消防车道引起的后期恒载与活载远大于结构自重(以板厚300mm、覆土厚1m计算，仅覆土引起的后期恒载与结构自重的荷载之比就达2.4)。预应力筋张拉时，若板面分布钢筋数量较少，易产生较大反拱，板面容易开裂，因此施加预应力时应考虑按顶板逐

渐承受的荷载进行，分数次进行张拉或增加板面非预应力筋数量。

1.5 非预应力筋的数量及布置

现行混凝土结构设计规范规定在温差、收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距宜取为150～200mm，并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋。板的上下表面沿纵、横两个方向的配筋率均不宜小于0.1％。根据承载力的要求，现行规范对框架梁、次梁、板负筋的截断位置及截断数量作出了规定，但这并不适用于超长混凝土结构。由于板面钢筋的截断造成刚度的突变，在温差收缩作用下截断处易产生裂缝。建议在超长混凝土结构中，将原有钢筋贯通布置，或另行设置构造钢筋网，并与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。

2 地下室顶板裂缝的处理方法

2.1 对于大型地下室顶板出现的裂缝，应根据其对结构的有害程度进行处理。裂缝宽度不大于o.3mm的非贯穿裂缝对结构承载力及持久强度无有害影响，此类裂缝可不做处理；宽度大于o.3mm的非贯穿裂缝会引起钢筋锈蚀，影响结构持久承载力，故应采用环氧胶泥进行封闭；贯穿性漏水裂缝会引起钢筋锈蚀，影响使用功能，应采用水溶性聚氨酯进行化学灌浆；贯穿性非渗漏裂缝，应采用环氧树脂灌浆补强。

2.2 对于采用平板结构的地下室顶板，一般采用等代框架进行结构的弹性分析，并以此作为承载力计算及抗裂验算的依据。等代框架用于承载力计算对不允许开裂的结构是可行的，用于抗裂分析在

某些部位则可能偏于不安全。对于裂缝已出现的结构，内力将会出现重分布。无论是预应力产生的次弯矩还是内力重分布都将引起平板跨中弯矩的增加。仅按弹性分析得到的跨中弯矩进行验算相应的承载力将偏向不安全。建议跨中的设计弯矩不宜小于按简支梁计算相应弯矩的一半。对于按弹性计算结果配筋(不富余)并已开裂的结构，建议进行承载力校核，若不满足承载力要求，可在原混凝土顶板上覆盖一层新的混凝土并加强构造钢筋配筋，这样既可提高结构抗裂能力，又可提高结构承载力。

3 地下室结构顶板裂缝处理工程实例

某安置房工程，分为东西两地块，建筑层数13—14层，地下1层为车库，共设计有16栋住宅楼(个别楼带有裙房)、一所9班幼儿园、一座清洁楼，建筑高度42.1-43米，建筑总面积235428.90平米，地上建筑面积184699.93平米，地下建筑面积50728.97平米，其中东地块地下室建筑面积为26981.92平米。

该工程东地块地下室顶板局部出现裂缝，经专家现场专题论证分析本工程现场裂缝分为两大区域：

3.1 汽车坡道周边：裂缝和结构构造有关。水平和坡道支撑犹如桥梁，本应为铰支连接，现在刚性连接。

3.2 地下室中部幼儿园周边：裂缝产生的主要原因是温度和应力综合作用，不是结构性裂缝，对安全构造功能不会重大有影响，以后产生的裂缝不是很重要。

3.3 修补方法：对局部裂缝进行碳纤维和钢筋混凝土补强，同时

进行板面抗渗处理。

混凝土板表面采用高一级标号混凝土内配10@125双向钢筋，拉接长度不少于1/4跨。混凝土板底采用碳纤维布双向补强加固。碳纤维布加固结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。它的工艺流程为：基底处理→涂底胶→找平→粘贴→保护。裂缝修补加固工程在施工前必须选择合适的粘结剂，认真查看材料的质保书及使用说明，掌握材料的各有关参数，以确保它有足够的强度，能保证碳纤维丝共同工作，同时又确保碳纤维布与结构共同工作；在施工过程中，参照使用说明，每道胶都必须处理好，应尽可能让胶充分地渗入到碳纤维丝之间(细部空鼓处，可用针筒注射胶)，确保相互共同工作。

对于大型地下室顶板出现的裂缝，应根据其对结构的有害程度进行处理。裂缝宽度不大于0.3mm的非贯穿裂缝对结构承载力及持久强度无有害影响，此类裂缝可不做处理，宽度大干0.3mm的非贯穿裂缝会引起钢筋锈蚀，影响结构持久承载力，故应采用环氧胶泥进行封闭；贯穿性漏水裂缝会引起钢筋锈蚀，影响使用功能，应采用水溶性聚氯酯进行化学灌浆；贯穿性非渗漏裂缝，应采用环氧树脂灌浆补强。

4 结束语

地下室混凝土顶板裂缝的发生较为普遍。裂缝发生的原因很多，裂缝控制不能仅考虑某一环节，应从结构设计、构造优化、原材料