地下室混凝土墙板裂缝分析与控制

地下室混凝土墙板裂缝分析与控制

【摘要】地下室混泥土墙板裂缝问题是施工中的常见通病，本文主要通过分析其产生原因，并结合施工经验提出有效的控制措施，以供参考。

【关键词】地下室；混凝土墙板；裂缝控制

前言

随着城市化发展速度的加快，在此过程中人们对地下空间的开发力度也在不断加大。地下室是地下空间开发的主要形式，尤其是在高层建筑中，地下室发挥的作用巨大。地下室通常都深埋于地下，所处的环境是否复杂，不仅受到上部结构的巨大荷载，而且还受到地下水浮力、侧压力、温度、材料、设计、施工等等的影响容易产生墙板的裂缝问题，施工难度较大，因此在地下室的建设中要认真分析施工环节的影响因素，并采取有效预防措施，才能提高地下室结构的整体质量。

1 裂缝产生原因分析

地下室混凝土墙板的裂缝问题不容忽视，因为引起裂缝的原因较多，裂缝的产生不仅会影响地下室的美观以及使用效果，地下室所处的环境特殊且复杂，裂缝的出现还有可能影响到结构的安全性。（1）设计环节。

结构设计时采用钢筋混凝土结构，在配筋是就只考虑了配构造筋而未考虑配受力筋，这主要是因为地下室作为维护结构不考虑配受力筋；不考虑收缩应力不配横向受力筋；收缩应力无法计算横向受

力筋量。

（2）混凝土材料问题。

混凝土是多种材料组成的非匀质材料，其抗压性能极好，但其抗拉性能却很差，轴心抗拉强度设计值fc仅为轴心抗压强度设计值ft的十分之一。因此，混凝土整体结构中混凝土材料主要用来承受压力，钢筋材料主要用来承受拉力和剪力，但在实际工程中，混凝土构件的受力情况十分复杂，受到多方面因素的影响，因此混凝土构件就容易产生裂缝，通常情况下这些裂缝都是微观裂缝，在外界荷载增加到一定程度的时候就变成肉眼可见的宏观裂缝了。

（3）收缩变形问题。

一是混凝土塑性收缩变形，由于混凝土在硬化之前为塑性状态，上部的混凝土的沉降受到钢筋和骨料限制或平面面积较大的混凝土，其水平方向的减缩比垂直方向更难，这就会形成不规则的深层裂缝。二是体积变形，混凝土在终凝后会产生体积变化，其内部收到温度的影响产生膨胀或者收缩，并且在混凝土终凝时内部的水分有百分之八十左右要蒸发，混凝土表面就会向内部出现干燥收缩，由于表面的干缩速度不内部快，表面收缩应力受到内部收缩应力的约束，表面就会产生拉应力而出现裂缝。三是由于混凝土匀质性影响，配合比不严格计量，其坍落度、外加剂、骨料粒径不同及振捣密实度不同，泌水、离析等，造成混凝土的弹性模量不同，形成收缩变形不均匀，导致应力集中而引起裂缝。另外结构造型差异显殊，厚度差别较大或留孔留槽都会产生应力集中而形成裂缝。

（4）骨料级配问题。

由于混凝土的浇筑一般都采用商品混凝土泵送方式，但因泵送混凝土要求其骨料粒径偏小，会导致混凝土的抗拉强度降低，另外因水泥的用量会偏大，会导致混凝土的收缩增强，这样一来会更容易导致混凝土裂缝的产生。

（5）施工问题。

一是施工操作中有的施工单位为了便于施工没有严格控制混凝土的坍落度，如坍落度的增大会导致水量、水泥、减水剂的增加从而导致混凝土收缩裂缝。二是在实际施工中地下室外墙的填土以及结构顶板的施工往往需要一定的时间，墙板暴露于环境中容易受到外界温差的影响导致墙体开裂。三是地下室外墙板的拆模时间一般是在混凝土浇筑的24小时左右，由于新烧筑的混凝土在浇筑完成后3～5d时间混凝土内部的温度值会达到峰值，如果提前拆模板或是拆模板时机不妥都会造成裂缝的产生。四是钢筋保护层厚度过大，是钢筋外侧的混凝土不能与钢筋共同工作，独自承受较大的拉应力，从而导致裂的产生。五是施工缝的设置不当，或混凝土浇筑间隔时间较长、浇筑方向错误、未按规范施工缝等都会导致在荷载作用下形成裂缝。六是混凝土的养护不到位，没有重视升温降温两个过程，混凝土表面失水过快以及温差较大就会引起裂缝的产生。

2 裂缝的控制措施

（1）结构设计。

混凝土材料具有固有的收缩性，但是通过调节原材料的组成成分

就可以降低收缩率，再从“抗”与“放”设计方面入手，采用“抗放兼施，以抗为主”措施，消除裂缝。

①高标号水泥的用量大、收缩率大、弹性模量也大，并且容易开裂，因此地下室混凝土墙板的设计中不宜采用大于c35的混凝土，可增大墙体柱截面规格，另外研究表明，7d～60d的混凝土收缩率较大，60d以后收缩率逐渐趋于缓慢，现代预拌混凝土后期强度增长很多，因此可选用60d或90d龄期来减小混凝土的收缩。

②结合工程实践表明：当膨胀率控制在2～3×10-4，在配筋率μ控制在0.2%～0.8%时，混凝土构件中可以建立0.2～0.7mpa的预压应力，这样就可以抵消混凝土材料在硬化过程中产生的温度和干缩应力。对此，采用一定量膨胀剂配制的补偿收缩混凝土就可以可达到这一效果。如果超过“抗”的临界点后，可以采取在收缩应力最大处“放”（设置后浇带）或者“再抗”（加强带）的措施。具体掺量如下表。

③其他措施：为控制墙板混凝土裂缝，钢筋的配置可以采用细而密的方式，间距控制在150mm内；墙柱连接处由于配筋率及尺寸转化容易出现应力集中现象，导致该部位墙体易出现纵向裂缝，对此可以在设计中提高该部位的配筋率；混凝土墙体在回填之前由于外墙面比内墙面的昼夜温差大，易引发裂缝，因此设计中可以提高墙体外侧的配筋率；墙体结构上下部所处的环境不同，上部会受到顶板的收缩变形以及温差较大，因此墙体结构的上部应提高配筋率或者在上部设计一条暗梁，这样就可以控制混凝土收缩开裂。

（2）混凝土控制。

①选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，铝酸三钙（c3a）含量不宜大于8%，使用时水泥温度不宜超过60℃。

②为达到抗裂、防水的目的，在配制混凝土时，一般需要掺入减水剂、缓凝剂、微膨胀剂等。外加剂的质量对混凝土的影响非常大，有些微膨胀剂与其他外加剂一起使用可能产生副作用，因此在使用前应经试验确定。优先选用聚羧酸高性能外加剂，聚羧酸外加剂配制的混凝土28d收缩率比一般在110%以内，而萘系等传统高效减水剂配制的混凝土28d收缩率一般都会达到120%以上；外加剂与水泥适应性必须良好；骨料选用应符合《普通混凝土用砂石质量标准及检验方法》（jgj52-2006）及其他国家现行有关标准的规定，且应优质洁净、级配良好和空隙率小的中砂和碎石。

③在满足施工的前提下，尽量降低入模坍落度和提高砂率；采用中、粗砂，细度模数必须控制在2.3以上，含泥量控制在2%以下。因为采用细度模数为2.8比2.3的中砂每立方混凝土可减少水泥用量约30kg，减少水用量20～25kg，从而降低混凝土水化热和温差引起的收缩。泵送混凝土时，砂率应控制在38%～45%。

（3）施工控制。

除在施工中应切实按照《混凝土结构工程施工及验收规范》执行。

①钢筋的间距必须满足混凝土的均质性方能入模。

②混凝土在浇注时必须多点布料，分层浇注，振捣到位，不宜过振。