【內容提要】：本文介紹了深圳地區建築的地下室混凝土結構裂縫的一般特徵、裂縫的處理方法以及裂縫的防治措施。
【關鍵詞】：地下室混凝土結構裂縫控制措施
1. 前言
隨著社會的發展和生活水平的提高,人們對改善住房條件的追求日益高漲。但由於建築施工受各種因素的影響，其建造的工程所具有的結構效能及使用功能，或多或少地存在一些不盡人意的質量問題，比如建築物裂縫問題已成為當前一種較常見的質量通病，其中地下室工程混凝土結構裂縫目前在深圳地區較為普遍，為了繼續保持我司在深圳地區的技術領先優勢，建造更多的優質工程，提公升我司的市場競爭力，本分公司成立了以總工為首的「地下室混凝土結構裂縫控制技術」攻關小組，將地下室裂縫控制作為一專業課題進行了研究，並取得了一定的成果，制定了一體系完整的地下室結構裂縫控制措施，現通過在新暉苑、泰然蒼松等工程的應用來看，都收到了較好的效果。
2. 地下室結構裂縫特徵的一般描述
我司自入深以來承建施工了諸多高層建築，這些高層建築大都設有地下室，鑑於目前深圳地區地下室結構普遍存在裂縫的現象，我司 「攻關小組」為了更好地預防這一質量通病，多次到現場檢視或回訪，我們發現有幾個工程的地下室出現了不同程度、不同型別的裂縫。裂縫部位主要分布在地下室底板、地下室外牆、地下室樓層梁板；裂縫出現的時間大都在地下室結構施工完畢1-3年左右；裂縫寬度大都沒超出《規範》允許的寬度；牆、梁裂縫以豎向分布居多，及少有貫穿裂縫；底板裂縫處往往伴隨有滲水現象。
3. 裂縫產生原因分析
結構裂縫產生的原因一般有兩類：一類是荷載作用，另一類是非荷載作用。通過對上述裂縫特徵的分析，認為引起地下室結構微裂縫的主要因素是非荷載作用，如溫度的變化、構件的收縮、基礎的非均勻沉降等。
3.1底板裂縫
底板裂縫大都在底板澆注2-3年後才出現，裂縫分布呈不規則狀，縫寬一般小於0.3mm，且裂縫處有滲水現象。我們在仔細閱讀了原設計檔案及施工記錄，並多次到現場檢視之後，經分析認為底板裂縫產生的主要原因有兩種：
其一，高層建築的底板一般較厚，區域性承臺部位則更厚，大都屬大體積砼，由於混凝土的澆注體積大，積聚在內部的水泥水化熱不易散發，混凝土內部溫度將逐步提高，而混凝土表面則散熱較快，這樣形成較大的內外溫差，產生較大的溫差應力，達到一定數值時，會在混凝土表面產生表面裂縫，裂縫發生的初始階段，其縫寬很小，甚至肉眼根本看不見；當混凝土冷卻時，由於逐漸散熱冷卻產生收縮，再加上混凝土硬化過程中混凝土自身的收縮，這兩種收縮受到基底的約束，會產生很大的收縮應力，如果收縮應力超過當時混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土結構中產生裂縫，這種裂縫往往產生在混凝土內部，但嚴重的會貫穿整個截面。這種底板混凝土表面和內部的微裂縫，在長期的水壓作用下（特別是地下水位較高的區域），久而久之，這些裂縫就會貫通，形成通路，這些縫寬發展的不僅我們肉眼能見之，而且伴隨著有滲水現象。其二，底板砼在硬化過程中所產生的收縮微裂縫及外界環境變化（如溫度、濕度）所引起的收縮裂縫。
3.2地下室外牆、樓層梁板裂縫
地下室外牆裂縫一般呈豎向分布，梁裂縫分布在梁兩側，梁底很少有貫穿裂縫，板裂縫以微裂縫不規則分布狀居多，總的來說在深圳地區梁、板裂縫均不常見，以底板及地下室外牆裂縫較為常見。我們在仔細觀察各地下室外牆及樓層粱板結構裂縫的特徵，並進行了數理統計和分析後，認為這些裂縫基本上屬於砼在硬化過程中所產生的收縮微裂縫及外界環境變化（如溫度、濕度）所引起的收縮裂縫，引起裂縫的原因涉及到設計（如配筋率等）、材料（如砼外加劑不合格等）、施工（如沒嚴格按設計的配合比進行計量配料、砼振搗不到位等）等多方面因素。
4.裂縫的處理
對於影響結構承載力或防水、防滲效能的裂縫，為恢復結構的整體性和抗滲性，應根據裂縫的寬度、性質和施工條件等，採用水泥灌漿或化學灌漿的方法予以修補，一般對寬度大於0.5mm的裂縫，可採用水泥灌漿；寬度小於0.5mm的裂縫，宜採用化學灌漿，化學灌漿所用的灌漿材料，應根據裂縫的性質、縫寬和乾燥情況選用：
作為補強用的灌漿材料，常用的有環氧樹脂（能修補縫寬0.2mm以上的乾燥裂縫）和甲凝（能修補縫寬0.05mm以上的乾燥裂縫）等；作為防滲堵漏用的灌漿材料，常用的有丙凝（能灌入0.
01mm以上的裂縫）和聚胺脂（能灌入0.005mm以上的裂縫）等。
5.裂縫的防治措施
5.1底板大體積混凝土的溫度裂縫控制措施
大體積混凝土之所以開裂，主要是混凝土所承受的拉應力與混凝土本身抗拉強度之間矛盾發展的直接結果。因而，為了控制大體積混凝土溫度裂縫的開展，就必須從降低混凝土溫度應力和提高混凝土本身抗拉效能這兩方面綜合考慮，採取的具體措施有：
12）採用保溫覆蓋的方法進行砼的養護，這樣可在一定的日期內控制混凝土表面溫度與內部中心溫度之間的差值，使混凝土具有較高的抵抗溫度變形的能力（即抗裂性），從而達到混凝土不開裂的目的。保溫覆蓋的方法是：在砼澆築約4小時後，先在板麵覆蓋一層塑料薄膜，然後再鋪2-3層麻袋進行保溫，並在麻袋上再覆蓋一層塑料薄膜，以防止雨水淋濕麻袋。
牆體則採用螺桿掛設溼麻袋養護。
5.2地下室外牆裂縫控制措施
經分析研究，結構工程例項經驗，我們認為僅採取單項或個別的技術措施很難100%保證外牆不開裂，必須從設計、材料、施工等方面綜合採取多項技術措施，才能有效防止裂縫的產生。
結構外牆防止裂縫的重要技術措施如下：
1）設計方面
混凝土的抗裂能力取決於混凝土的極限拉伸值，混凝土的極限拉伸與配筋有關，配筋後混凝土極限拉伸值由齊斯克列裡經驗公式計算：
εpa=0.5rf（1+p/d）×10-4
式中，εpa——配筋後的混凝土極限拉伸
rf——混凝土抗裂設計強度
p——截面配筋率
d——鋼筋直徑
適當的配筋率可提高混凝土極限拉伸εpa，較細較密配筋可提高混凝土抗裂能力。
（1）深圳地區外牆裂縫多呈豎向裂縫，首先對外牆水平鋼筋進行優化，遵循「小直徑、小間距」有利抗裂的原則，在通過鋼筋等強度代換後，建議將水平鋼筋間距控制在100mm較好，一般不宜超過150mm；以往的設計，水平鋼筋常放在豎筋內側，那麼外牆設計保護層厚度加上豎筋的直徑，即水平鋼筋到混凝土外表面的厚度往往會超過50mm，過厚混凝土保護容易使牆體混凝土產生豎向裂縫，故建議將水平鋼筋原放在豎筋內側的，改為放在外側。
（2）為防止外牆開裂，依據前述齊斯克列裡經驗公式，選擇適當的配筋率可提高混凝土極限拉伸εpa ，根據我司長期施工大型工程所積累的經驗，其結構外牆截面配筋率以不小於0.3%較合理，建議將地下室外牆配筋率小於0.3%的，在與設計院充分商量並取得一致意見後，將其配筋率適當提高。
（3）大量工程例項表明，地下室外牆受上下層樓板約束體約束，層間牆體裂縫多在中部產生並呈中間寬、兩端窄的棗核形（梭形）裂縫。因此，在牆體高度的中部，增設暗梁，可起到良好的「模箍作用」，從而提高混凝土牆體的抗裂能力。
（4）對外牆在結構中應力集中、剛度不均、突變部位和薄弱部位，如突出的牆體、突變的牆段，開孔洞及埋套管的部位，適當增加一些構造鋼筋，作區域性增強處理。
2）混凝土材料和配合比方面
材料選擇要有利於減少水化熱，減少收縮，採用取「精料方針」。
（1）水泥選用中、低水化熱、幹縮小的品種，選擇水泥首先進行水化熱測定，選定配製混凝土所用水泥7天水化熱不宜小於230kj/kg，水泥中石膏比例對收縮值有較大影響，選擇水泥組成成份中c3a/so3比值較低者為好，宜用普通矽酸鹽非早強型水泥或礦渣矽酸鹽水泥，不用矽酸鹽（純矽）水泥。
（2）石子選用連續級配ⅱ區粒級，堅固性良好，孔隙率小的石子，針片狀含量<10%，含泥量<1%，並不得超標。
（3）砂選用中、粗砂，堅固性良好，細度模數宜大於2.6，含泥量<2%，並不得超標，有害物質含量小於有關技術標準的規定。
（4）摻加高效減水劑和適量粉煤灰優化混凝土配合比。減水劑的減水率要達到20%以上，坍落度延時損失要小，在滿足強度、抗滲及混凝土拌合物和易性要求下，通過試配，儘量減少水泥用量，減少用水量，水灰比適中，在0.45左右，水灰比過高、過低均不利，以此減少水化熱溫公升，減緩水化熱釋放速率。
（5）嚴格控制混凝土坍落度，配製混凝土的坍落度在8-12cm，禁用大坍落度混凝土（18cm以上），當混凝土坍落度在8-12cm時，幫浦送較困難，砼摻加幫浦送劑，在8-12cm低坍落度情況下，可實現幫浦送。也可利用塔吊吊送進行澆築牆體混凝土。
（6）在混凝土中摻加聚丙烯纖維（杜拉纖維），以提高混凝土的抗裂能力。
3）施工方面
（1）混凝土採用商品混凝土，在攪拌站按設計試配後確定的配合比拌製混凝土，嚴格計量，加強檢測砂石含水率，調整用水量，混凝土出廠前，專檢人員檢驗混凝土拌合物質量，檢測混凝土坍落度，合格後才允許出廠，縮短混凝土攪拌後到澆築入模的時間，控制在1小時內。
（2）降低混凝土澆築溫度，是防止混凝土開裂的有效措施，採用冷水進行拌製混凝土，並對砂石澆灑冷水，將混凝土的入模溫度控制在20-22℃以內。
（3）地下室外牆在底板完後，與頂板分開澆築，以減少對牆體的約束，牆體採用木模板，模板提前澆水濕潤，混凝土分層澆築，振搗密實，合理組織施工，禁止產生冷縫，禁止用振搗棒驅趕混凝土澆築，現場檢測混凝土坍落度，不合格者禁用，嚴禁混凝土在現場隨意加水，根據現場條件，對混凝土進行二次振搗法澆築。
（4）準確控制拆模時間，外模和內模應協調拆模，不能只拆外模，不拆內模，保持結構變形一致。混凝土養護是關鍵的環節，混凝土採用保溫保濕法養護。緩慢降溫預防劇烈溫度變化，對防裂十分有利，用牆體上支模螺桿掛設貼緊麻袋二層，外面用彩條布包封保溫保濕防風覆蓋養護，達到緩慢降溫，降溫速率1℃/d，為混凝土創造充分應力鬆馳條件，混凝土在降溫階段更宜產生裂縫，現場使用可攜式電子測溫儀跟蹤監測，及時調整養護方法，養護時間不小於14天。
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