地下室砼裂缝分析及施工控制探讨

■许智洪 ■厦门市翔安区建设工程质量安全监督站，福建 厦门 361102

1 工程概况

翔安某住宅工程，含1#～11#楼，地下室1层，地上17层～30层，总建筑面积为117482m2，其中地下室为27272m2。该项目基础承台混凝土采用C35防水混凝土;地下室顶板、底板、外墙的防水混凝土均为C35，采用防水密实性混凝土，设计抗渗等级为P6;除发电机房、变配电间及种植屋面为一级外其余主体结构的防水等级为二级。

2 地下室砼施工难点分析

本工程地下室东西向宽178.8m，南北向长157.3m，没有设置永久性变形缝，如何确保地下室混凝土结构不出现有害裂缝和渗漏是本工程施工的难点和重点。本工程地下室建筑面积大、跨度大、结构抗渗抗裂要求高，因此本工程抗渗混凝土量较大，设计抗混凝土的抗渗等级为P6，以确保地下室结构抗渗混凝土的抗渗性能满足设计要求，杜绝裂缝、渗漏等现象。本工程通过比较确定采用后浇带与膨胀加强带结合设置的工艺进行设计，由沉降后浇带调整基础不均匀沉降，由伸缩后浇带及膨胀加强带解决大面积、大体积及超长混凝土结构产生的温度收缩应力裂缝，以保证工期并实现地下室的抗裂。

3 地下室裂缝分类

混凝土裂缝按产生的原因可分为两大类:一、结构性裂缝。结构性裂缝是由外荷载导致的结构次应力所引起的裂缝，包括按照常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”和由结构次应力引起的“荷载次应力裂缝”;二、非结构性裂缝。非结构性裂缝是由变形变化等因素所引起的，如温度、收缩、不均匀沉降等产生的裂缝。按裂缝产生的时间又可将其分为硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝。

4 地下室裂缝产生原因

4.1 结构本身的原因

地下室混凝土墙体是浇筑在混凝土底板或筏基底板之上的，底板或筏板对新浇筑的混凝土墙体有很大的水平阻力，底板或筏基底板大块混凝土对墙体的约束是引起裂缝出现的最主要的原因。这种地下室混凝土墙裂缝的分布是很有规律性的，一般常在暗柱、柱、纵横墙交接部位及附近出现，多以竖向裂缝形式出现，在墙的两端则是向向上向墙两端的斜裂缝，呈45度;门窗及其他洞口则是在洞口角部以45度向上的斜裂缝出现。而且当结构布置对称的情况下，裂缝在墙面上的分布也具有对称性。

4.2 随温度收缩产生裂缝

凝土墙体在设计时是按照各种荷载组成并根据结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态两种情况进行设计，一般所取的计算模式是截取一个单元长度进行计算，根据计算确定混凝土的强度等级、配筋情况和截面厚度;而在计算时对于结构的温度收缩应力的影响一般是忽略的，而这种随温度收缩产生的裂缝，它是不影响结构的承载能力和使用安全，但对结构的耐久性会产生影响。

4.3 墙体相连部位出现过大的应力集中

墙体受施工和环境温度湿度等因素影响较大，容易出现竖向收缩裂缝，混凝土强度等级越高，裂缝出现的机率越大。当柱和墙体连接在一起时，由于柱截面和配筋都比墙体大很多，当混凝土收缩时，在二者产生的收缩变形相差较大的情况下，墙体相连部位因为出现过大的应力集中而出现裂缝。

5 施工阶段裂缝控制措施

5.1 砼选用控制

选用有利于抗拉性能的砼级配，尽力减小水灰比、减少坍落度、降低砂率、增加骨料粒径，降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。

另可选用补偿收缩砼，即在砼中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。例如用UEA膨胀剂，以10～20%等量取代水泥，拌制成补偿收缩砼，其限制膨胀率 ξ2=0.02 ～0.05%，按公式 α = μESξ2，可在砼中建立0.2 ～0.7MPa的预压应力，从而抵制砼在硬化过程中全部或大部分拉应力，以砼的膨胀值减去砼的最终收缩值的差值大于或等于砼的极限拉伸即可控制裂缝:ξ2–Sm≧ξp，使砼结构不裂

5.2 提高钢筋砼的抗拉能力

砼的抗裂能力取决于砼的极限拉伸值，因此，砼应考虑增加抗变形钢筋，增强对砼由于长期干缩和气温度化引起的热胀冷缩的抗变形能力。在墙柱连接处设水平附加筋，增加水平温度筋，在砼面层起强化作用。板顶部的受压区连续配筋，板的阳角及阴角配置放射筋，增加梁的腰筋。选择冷轧带肋钢筋，冷轧扭钢筋，可明显增强砼的抗裂能力。

5.3 设置膨胀加强带、后浇带

伸缩缝虽然是根本解决砼收缩裂缝的措施，也有许多缺点，主要是造价高，地下室不能连成整体，影响功能，伸缩缝的防水处理比较麻烦，防水效果并不理想。同时近几年来超长砼结构的无缝设计与施工技术不断实践与发展，膨胀带、后浇带成功应用在许多工程上。

5.3.1 膨胀加强带

设置膨胀加强带实际上就是一种补偿收缩混凝土控制裂缝的技术，其基本原理为每隔一定间距设计一条膨胀加强带(与周围混凝土一起浇捣)，在加强带混凝土中掺加一定数量的膨胀剂，使其产生适度的膨胀，并对其四周混凝土产生压应力，以膨胀所产生的压应力来抵消四周混凝土收缩或沉降所产生的拉应力。

膨胀加强带做法如下:(1)膨胀加强带的宽度为2000mm，板梁筋贯通不断，加强带内大掺量，带两侧普通掺量，膨胀加强带两侧铺设密孔铁丝网加固，膨胀加强带外面用普通掺量以补偿收缩混凝土浇筑，其强度等级比两侧提高5mpa。(2)材料。加强带内掺10～12%sy－g膨胀剂，混凝土强度等级提高5mpa，带外用常规掺量8～10%sy－g膨胀剂。其限制膨胀的限制膨胀率0.035%。(3)在加强带位置，混凝土应先浇加强带内膨胀混凝土，一般地下室底板较厚，先浇厚度的一半，再浇加强带两边的混凝土的一半高度，然后再浇带内膨胀混凝土，膨胀加强带的配筋应加强。

5.3.2 后浇带

后浇带是现浇整体式钢筋混凝土结构施工期间，为了克服因温度、收缩而可能产生有害裂缝而设置的变形缝，经一定时效后再进行后浇封闭，形成整体结构。在建筑工程中，通过设置后浇带来解决设计中考虑沉降差异或钢筋混凝土的收缩变形以及混凝土的温度应力等问题，现已广泛应用。

后浇带控制措施:(1)尽量减少穿越后浇带钢筋的总量，以尽可能释放砼的收缩应力。对于楼板内钢筋和侧壁，由于焊接或搭接施工比较方便均应作断开处理。由于梁钢筋连接焊接等施工比较困难，可以留一部分连续钢筋，尽量切断梁腹纵向钢筋和梁顶纵筋截断，保留梁底钢筋连续贯通。(2)后浇带宽度内钢筋抗拉刚度EAs远比后浇带两侧砼的抗拉刚度EA小，拉伸变形将主要由后浇带宽度范围内的钢筋提供，对于钢筋全部截断的后浇带，为施工方便常取800－1000mm，但对于钢筋连续的后浇带，尽可能增大后浇带的宽度。(3)后浇带保留时间为42～60d，一般为60d，这样早期温差和砼收缩完成40—65%。(4)后浇带混凝土必须采用无收缩混凝土，可采用膨胀水泥配制，混凝土的强度应提高一个等级，其配合比通过试验确定，宜掺入早强减水剂。(5)后浇带设在梁墙内应力较小位置，后浇带间距为30～40m。后浇带可做成企口式，在浇砼前，必须凿毛清理干净。

5.4 施工控制措施

优化砼配合比设计:尽可能不采用泵送砼，采用泵送砼时应尽力减小水灰比、减少坍落度、降低砂率、增加骨料粒径。通过试验优选合适的外加剂和掺合料，适当降低水灰比和减少水泥用量，选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥，选用优质粉煤灰，砂和石含泥量要小，级配良好，尽量加大骨料粒径。砼应严格振捣密实，提高砼密实度。

6 结 语

本工程竣工验收时，由建设单位、设计、监理单位等相关部门组织验收，经现场检查地下室底板、剪力墙，均未发现湿渍现象，也未发现表面裂缝，说明施工过程中采取的裂缝预防控制措施取得了良好效果。

［1］《混凝土结构设计规范》GB50010 －2010.2010.

［2］《混凝土结构工程施工规范》GB50666 －2011.2010.