摘要：已施工完畢或已經投入使用的具有地下室的建筑物70～80%都存在地下室墻板裂縫,本文就此問題，通過對地下室混凝土墻裂縫的主要原因進行分析,結合水泥石的體積變化、并從設計方面、材料方面、施工方面和養護不當方面提出了預防地下室混凝土墻板裂縫的預防措施。

　　關鍵詞：高層建筑 混凝土 墻板裂縫 措施

　　Abstract: This paper through cracks in basement concrete wall on the main reason to undertake an analysis, combined with the cement stone volume changes, and from design, material, construction and improper maintenance aspects the prevention of basement concrete wall crack prevention measure.

　　Key words: high-rise building; concrete; wall crack; measure

　　中圖分類號：TU3文獻標識碼 A 文章編號：

　　1 裂縫產生的主要因素

　　1.1材料的選用

　　1.1.1混凝土的含泥量

　　商品混凝土具有均質性高,施工效率高,環境保護良好的特點,但為了施工方便而增加商品混凝土的和易性,使得水泥用量、水用量增加、會使水泥活性增加,比表面積增大、水灰比增大、骨料粒徑減少、砂率提高、坍落度增大,導致水化熱及收縮變形顯著增加,體積穩定性(收縮及溫度作用穩定性)下降。混凝土含泥量對控制裂縫十分重要,粗細骨料中含泥量越大則收縮越大,抗拉強度也就越低。

　　1.1.2水泥漿的化學減縮

　　水泥在水化過程中，無水熟料水合物轉化，水化后的固相體積比水化前要大得多。然而，對于水泥總量—水體系的總體積來說，卻是要縮小。對于硅酸鹽水泥來說，每100g水泥的減縮總量約為7～9ml。每立方米混凝土中水泥用量為250kg，則在體系中減縮量將達20l/m3 ，占混凝土體積量的2%，可見水泥石的化學減縮值是相當大的。

　　1.1.3 水泥石的失水收縮

　　失水收縮是混凝土產生裂縫的主要原因。一般混凝土的失水收縮在0.3～0.6mm/m之間，遠大于因化學作用而引起的化學收縮。

　　1.1.4 水泥石的碳化收縮

　　碳化收縮是由于干燥收縮引起的壓力條件下的氫氧化鈣結晶體的分解和在無應力空間CaCO3的沉淀引起的。碳化收縮是不可逆收縮，因而，使外露混凝土發生開裂。

　　1.2 結構設計方面的疏忽

　　1.2.1結構設計若只重視承載力極限狀態而忽略正常使用極限狀態以及溫濕度的影響,忽略構造設計及構造配筋的作用,保護層偏厚,都會導致裂縫的產生。

　　1.2.2采用高強度鋼筋等強代替中低強度鋼筋,導致鋼筋使用應力顯著增加,應力的增加與裂縫寬度成正比;用粗直徑鋼筋等強代替細直徑鋼筋,增加鋼筋間距,導致鋼筋和混凝土的共同作用降低。

　　1.2.3結構設計時對結構物的沉降差異考慮不夠,也會造成地下室混凝土外墻產生裂縫。

　　1.3 施工過程的因素

　　1.3.1混凝土攪拌時間不足或過長,拌和后到澆筑時間間隔過長,泵送時增加用水量、水泥用量,導致水灰比增大,坍落度增大,混凝土體積穩定性下降。模板支撐剛度不夠,澆搗時模板變形漏漿。

　　1.3.2鋼筋綁扎位置不正確或鋼筋過密,鋼筋搭接、錨固不良,鋼筋、預埋件被擾動,導致澆筑不均勻。混凝土搗實不良,骨料下沉、泌水量大,表面失水過快,以致混凝土早期收縮較大,表面容易產生裂縫。

　　1.3.3混凝土澆筑時材料供應不上,造成施工冷縫產生。施工過程未考慮環境溫濕度變化對混凝土變形性能的影響。施工過程中若忽略以上諸因素對混凝土的影響,都會產生裂縫。

　　1.4 養護不當或不及時

　　封閉或敞開環境中的裂縫程度取決于環境溫度濕度變化。養護措施不當或養護不及時,養護初期遭受急劇干燥(日曬、大風)或凍害極易造成混凝土早期收縮,易產生裂縫。此外,混凝土表面強度過低就進行下道工序,過早拆除模板、模板拆除不當,也會造成混凝土裂縫的產生。

　　1.5 地下室體積增大

　　隨著地下空間的大量利用,地下室體型越來越大,墻板總長超過200m,雖不能稱作是“大體積混凝土”,卻具有大體積混凝土的性質,具有較高溫度收縮應力,極易開裂。據研究,溫度收縮應力不僅與長墻長高比有關,尚與長度的絕對值有關,墻體越長,溫度收縮應力越大,越容易開裂。

　　2 常用預防措施

　　2.1材料的選配

　　2.1.1水泥宜采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥;地下室外墻板防裂抗滲要求較高,所用水泥的鋁酸三鈣含量不宜大于8%。使用時水泥溫度不宜超過60℃。

　　2.1.2骨料應優選潔凈、級配良好的中砂和級配良好、空隙率較小的非堿活性粗骨料。骨料的含泥量和硫酸鹽含量不應超過標準規定。骨料宜堆放于棚內,防止太陽直曬或雨雪淋濕,以免影響混凝土拌合物溫度和水膠比。

　　2.1.3礦物摻合料應符合有關規定要求,粉煤灰摻量不宜超過水泥用量的30%,礦渣粉摻量不宜超過水泥用量的50%,沸石粉不宜超過水泥用量的10%,硅粉不宜超過水泥用量的10%,采用復合礦物摻合料時,其摻量不宜超過水泥用量的50%。

　　2.1.4所用外加劑應符合有關規定要求,并按《混凝土外加劑應用技術規范》GB50119等規定進行施工,選用外加劑時,必須根據工程具體情況先做水泥適應性及實際效果試驗。

　　2.2 設計時應采取的措施

　　2.2.1為控制地下室混凝土外墻因混凝土收縮和溫度變化而產生的裂縫,墻體中水平分布筋除滿足強度計算要求外,其配筋率不宜小于0.4%,鋼筋間距不宜大于100mm。墻厚宜大于160mm,并宜雙排配置分布鋼筋。構造配筋應細而密,應當把水平構造筋配置垂直受力筋外面。

　　2.2.2為減少施工中由于混凝土收縮和溫度變化對結構形成開裂的可能性,應根據結構條件采取“抗放結合”的綜合措施,約束引起的應力或變形,用“放”的方法解決,可以設置變形縫釋放約束應力,創造條件給結構以變形的機會。提高混凝土的抗拉強度或極限拉伸,可用“抗”的方法解決,采用細而密的配筋,利用混凝土與鋼筋良好的粘結效應及微裂對拉伸的軟化利用,提高抗拉能力。

　　2.2.3普通混凝土具有良好的韌性,水化熱和收縮較小,地下室外墻宜采用普通混凝土,其強度等級不宜大于C35。大面積混凝土中可摻纖維,提高抗塑性裂縫能力。為控制水泥水化熱產生的混凝土裂縫,設計中可在預計可能產生裂縫的部位設置誘導縫。

　　2.2.4為控制混凝土內氯化物引起鋼筋銹蝕產生裂縫, 應按《混凝土結構設計規范》GB50010的規定確定板墻的最小混凝土保護層厚度和最大氯離子含量。設計中還應嚴加控制裂縫寬度的限值。

　　2.2.5對較長的板墻可設置“后澆帶”(宜每隔30m左右設置一道)。后澆帶的寬度不宜小于800mm ,后澆帶內鋼筋不可截斷。后澆帶強度等級宜較其兩側混凝土高一個等級,并采用補償收縮混凝土進行澆筑,其濕潤養護時間不少于15d。

　　2.3 施工過程中的控制

　　2.3.1模板及其支架應具有足夠的承載力、剛度和穩定性,能可靠承受澆筑混凝土的自重、側壓力、施工過程中產生的荷載。模板安裝須構造緊密、不漏漿、不滲水,應準確配置混凝土墊塊或鋼筋定位器。模板及其支架的拆除順序及相應的施工安全措施在制定施工技術方案時應考慮周全。后澆帶模板的支頂及拆除容易被忽視,由此造成的結構缺陷,應予以特別注意,須嚴格按施工技術方案執行。

　　2.3.2混凝土運輸時,應保持混凝土拌合物的均勻性,不應產生分層離析現象,運送頻率應保證混凝土施工的連續性。由攪拌、運輸到澆筑入模,當氣溫不高于25℃時,持續時間不宜大于90min,當氣溫高于25℃時,持續時間不宜大于60min。當混凝土中摻加外加劑或采用快硬水泥時,持續時間應由試驗確定。

　　2.3.3對現場澆筑的混凝土要進行監控,運抵現場的混凝土嚴禁隨意加水。在施工方案中,應制定好入模混凝土的溫度控制、澆筑后的混凝土溫度控制措施。一次澆筑高度以混凝土不離析為準,一般每層不超過500mm,搗平后再澆筑上層,澆筑時要注意振搗到位使混凝土充滿端頭角落,要振搗密實,不得漏振,也不得過振。澆筑時要防止鋼筋、模板、定位筋等的移動和變形。

　　2.3.4后澆帶混凝土澆筑時間應符合設計要求,當無設計要求時,后澆帶宜在其兩側混凝土齡期達8周后再行澆筑。施工縫處澆筑混凝土前,應將接茬處剔鑿干凈,澆水濕潤,并在接茬處鋪水泥砂漿或涂混凝土界面劑,保證施工縫良好結合。

　　2.4 養護措施

　　養護是防止混凝土產生裂縫的重要措施,必須充分重視并制定養護方案,派專人負責養護工作。地下室外墻混凝土澆筑完畢,混凝土達到一定強度(1-3d)后,必要時應及時松動兩側模板,離縫約3-5mm,在墻體頂部架設淋水管,噴淋養護。拆除模板后,應在墻兩側覆掛麻袋或草簾等覆蓋物,并宜盡早回填土。冬季施工不能向裸露部位的混凝土直接澆水養護,應用塑料薄膜和保溫材料進行保溫、保濕養護。

　　2.5 大體型、長墻處理措施

　　2.5.1地下室體型大,墻板總長超過200m,具有“大體積混凝土”特性,施工中應控制澆筑后的混凝土內部最高溫度及其與表面的溫差、混凝土表面與環境的溫差,內部最高溫度一般不高于70℃,內外溫差不超過25℃,混凝土表面與環境溫差不超過15℃。為達到這一要求,在混凝土配合比設計時,應摻用礦物摻合料降低水泥用量,并采用水化熱低的水泥;在混凝土表面采用可靠的保溫、保濕措施;降低混凝土入模溫度(例如在拌制混凝土時可采用加冰屑或冰水降溫、控制水泥及骨料溫度等措施)。

　　2.5.2對于長墻設計施工,除了采用后澆帶方法外,還可以采用跳倉施工方法分段間隔澆筑混凝土。分段原則應根據結構條件確定,經過大于10d的養護再將各分段連成整體,在分段之間設置鋼板止水帶,并仔細處理好施工縫。

　　3 小結

　　綜上所述,造成地下室混凝土墻板裂縫的因素是多方面的，只要在設計、材料選用、施工方法、養護及體型處理等方面采取必要的措施,就能夠有效地減少地下室混凝土墻板裂縫的產生。

　　參考文獻

　　[1]毛義平.地下室外墻板裂縫產生的原因和防止裂縫產生的技術措施[J].混凝土工程結構裂縫控制與混凝土新技術交流會論文集,2009-10-01.

　　[2]吳向鈞 高層建筑地下室混凝土墻、板裂縫的形成、原因及解決辦法[J].建筑技術2011-20-13