地下室裂缝原因处理

浅谈地下室裂缝原因及处理

摘要: 工程施工中多数都会有现浇混凝土结构，因混凝土本身固有的特性加上其施工条件的不确定性，所以在施工过程中常会出现各种裂缝等质量问题。本文就地下室裂缝的原因进行分析，并提出处理措施。

关键词: 地下室;裂缝;对策

一、混凝土的概念

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料按一定比例混合而形成的非均质脆性材料。

二、混凝土裂缝原因

根据地下室施工部分不同,主要分为底板和混凝土外墙。底板是属于大体积混凝土施工范畴,这类结构所受的主要是均匀温差和均匀收缩,因而外约束力是主要的。其计算简图为一弹性地基上均匀受力的长条板,温度最大收缩应力出现在板的截面中点。

式中: e ———混凝土一定龄期时的弹性模量;

———混凝土的线膨胀系数;

l ———结构长度;

t ———结构计算温差;

h ———结构厚度;

———阻力系数;

s ———应力松驰系数。

由此可以看出,温度应力与温差t、线膨胀系数成正比,当混凝土结构降温与收缩同时进行时,产生的拉应力更大。所以夏季施工比冬季施工容易开裂。拉应力随阻力系数cx (即底板的受约束程度)的增大而增大。底板的尺寸与拉应力的变化是呈非线性的,超过一定度后,影响就逐渐减少,所以留设伸缩缝有一定的距离要求。

当拉应力的数值超过当时混凝土的极限,抗拉强度就会在混凝土中部出现第一条裂缝,将底板一分为二,每块板又有自己的应力分布,直至板中部的最大拉应力小于或等于混凝土极限抗拉强度为止。因此降低结构计算温差和提高混凝土的极限拉伸变形,对延长最大整浇长度是十分重要的。

裂缝出现的直接主要原因有:

1) 由于泵送商品混凝土的广泛应用,导致混凝土的收缩及水化热增加。

2) 高层建筑的荷载大,使混凝土的等级也日趋提高。

3) 由于地下室底板较厚及大量采用超静定结构,使结构的约束应力不断增大。

4) 施工方法不当。

三、防止裂缝开展的措施

1 设计措施

1.1 伸缩缝

伸缩缝是为了防止结构因温度变化而设置的一种构造缝。我国现行的《钢筋混凝土结构设计规范》(gbj 10289) 规定:现浇钢筋混凝土连续式结构处于室内或土中条件下的伸缩缝间距为55m。合理设置伸缩缝对大体积混凝土防止温度裂缝是非常有效的。

1.2 后浇带

它是施工期间保留的临时性温度收缩变形缝,是一种特殊的施工缝。另外设置后浇带的目的是取消结构中永久性的伸缩缝。在此期间早期温差以及至少30 %的收缩已完成。

1.3 合理布置钢筋

钢筋的弹性模量比混凝土弹性模量大7～15倍,想利用钢筋来防止混凝土的裂缝出现是不可能达到目的的。但合理布置钢筋可以起到减轻混凝土的收缩程度,限制混凝土开展的作用。在相同的配筋率下,应选择较细的钢筋。

2 施工措施

2.1 原材料的选用

2.1.1 水泥

在底板混凝土施工时,核心问题是要控制混凝土浇筑时产生的大量水化热,混凝土的绝热升温:

式中: t ———混凝土的绝热温升( ℃) ;

w ———每m3 混凝土的水泥用量(kg/m3) ;

———单位水泥28 天的累积水化热;

c ———混凝土比热;

r———混凝土密度;

m ———常数;

因此混凝土内部实际最高温升,主要取决于水泥用量和水泥品种。应优先选用水化热较低的水泥,如矿渣硅酸盐水泥。在征得设计院同意下,充分利用混凝土的后期强度,减少水泥的用量,一般情况下,每立方米混凝土中水泥用量每增减10kg ,温度要相应升降

1 ℃,地下室外墙施工时,考虑到矿渣水泥比普通硅酸盐水泥收缩

量大25 % ,建议墙板采用普通硅酸盐水泥为好。

2.1.2 粗骨料

目前泵送混凝土的碎石级配一般为5～25mm。根据试验,采用5～40mm 石子比采用5～25mm 石子,每立方米混凝土可减少用水量

15kg 左右,在相同水灰比情况下,水泥用量减少20kg 左右,因此尽量选择大粒径粗骨料。级配应符合《混凝土泵送施工技术规程》(j gjpt10295) 的要求,同时片状颗粒 0. 04 %和空气中28d < - 0.02 %要求,转入空气中的回落差,60d uea2h 为0.018 %。

2.2 注意对拉螺栓对混凝土抗渗的影响

在±0.00 以下混凝土墙板施工时,为了固定模板需要用带有止水片的对拉螺栓固定,发生在墙板上的点状渗水,十之八九是由于

对拉螺栓质量引起的,在混凝土浇捣过程中,对拉螺栓下方会形成

水膜,混凝土硬化后,就形成了贯通的毛细孔,在外部水压力的作用下,水就会通过对拉螺栓外渗透到结构物内。因此,钢板止水片必须满焊。另一方面,虽然规范规定侧面模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时,方可拆模。但在实际工程中,用于此时混凝土强度较低,容易在拆模过程中对拉螺杆进行扰动,

从而发生渗漏。因此,我们提倡尽可能延长脱模时间。

2.3 加强混凝土浇筑过程中的质量控制

2.3.1 控制混凝土浇筑温度

根据规范规定,对大体积混凝土的浇筑应合理分段分层进行,使混凝土速度均匀上升,浇前应在室外气温较低时进行, 混凝土浇筑温度不宜超过28 ℃。夏季施工时,如果混凝土的入模温度过高,可将粗骨料遮盖,防止日晒以降低温度。

混凝土浇筑后,混凝土因水泥水化热升温而达到的最高温度等

于混凝土入模温度与水化热引起的混凝土温升峰值之和。规范规定:温差控制在设计要求的范围内,当设计无具体要求时,温度不宜越

过25 ℃。上海宝山钢铁总厂施工时,日本专家建议限制δt ≤

30 ℃,根据我们监理工程的体会δt ≤28 ℃不会产生表面裂缝。对于浇筑厚度在1.0～2.5m 的底板,实际最高温度皆发生在第3 天。

2.3.2 注意混凝土施工的操作程序