地下室混凝土裂缝控制的分析与处理

谢新波

摘 要：近年来随着城市建设步伐的加快，人口的增加，为使城市空间得到有效的利用，大、中城市的建筑物基本设计有地下室。地下室最常见的问题就是裂缝，不仅会影响使用，还会降低建筑物的耐久性。地下室是人们对地下空间进行利用的一种常见形式。由于地下室所处位置的特殊性，其混凝土结构性能，尤其是其抗裂性要严于其他结构。因此，控制地下室混凝土工程裂缝在工程中非常重要。

关键词：地下室；混凝土裂缝；分析与处理

地下混凝土裂缝是一个普遍存在的质量问题，影响建筑物的使用功能，影响结构的合理使用年限，同时也是一个综合性难题，需要通过设计、施工、优选材料等环节全面控制，才能有效防范裂缝的产生。

1 地下室混凝土裂缝成因分析

1.1 结构设计方面的因素

约束是产生结构变形裂缝的必要条件。根据约束应力的来源，约束可分外约束和内约束。地下室结构一般为全现浇结构，所受约束复杂，易形成较大的约束应力。墙板结构的几何特性和构造钢筋配置状况等，是地下室外墙内约束产生的主要因素。地下室底板会对外墙板形成较强的外约束。当应力超过一定范围造成裂缝后，若结构设计刚度过低，结构变形难以在一定范围内自由伸展，则会加速裂缝发展。

1.2 材料性能的因素

地下室结构使用的混凝土，水灰比高、砂率大、骨料粒径小，其收缩较大。同时地下室中大体积混凝土构件较多，易产生较大的温度应力，造成温度裂缝。此外，外加剂、掺合料的种类、数量、时机不当都会降低结构抗裂性。

1.3 施工方面的因素

首先，施工不当。如施工现场擅自加水，改变混凝土配合比，造成泌水，引起干缩裂缝。如果供料不及时，导致浇筑停歇时间超过终凝时间，或者主要结构部位模扳支撑不牢及拆模过早，使混凝土强度增长不足时负荷或变形过大，都会造成裂缝。其次，振捣不当。浇筑过程中欠振漏振会造成混凝土表面麻面内部不密实、露筋、蜂窝；过振会造成混凝土分层离析、表面浮浆，引起混凝土不均匀沉降收缩而致开裂。施工中常发现施工人员没有及时进行二次振捣和多次抹压，导致窄细的、浅表性裂缝不断发展，最终造成贯穿性裂缝。最后，养护不当。不正确的现场养护方式是引起混凝土收缩开裂的重要原因，常见情况有：（1）浇筑后，混凝土起始养护不及时，表面水分蒸发较快，进而发生收缩开裂。（2）养护的时间过短。部分施工单位为缩短工期压缩养护时间，造成干缩裂缝。

2 混凝土裂缝的控制措施

2.1 设计方面

（1）设计中的“抗与放”。在建筑设计中应处理好构件中“抗与放”的关系。混凝土结构在硬化和使用过程中必然会产生一定量的收缩、变形，从而导致结构的变形。如果结构完全处于自由变形无约束状态下，则内应力为零，也就不可能产生裂缝。若结构处于约束状态下，首先要求是应有足够的变形余地，如果结构满足此要求，则不产生约束应力。如不满足此要求，则必然会产生约束应力，当约束应力超过混凝土的抗拉强度时，导致混凝土开裂。因此，对于处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，必须采取有力措施，用“抗” 的办法来防止混凝土裂缝的产生。在结构设计中，设计人员应灵活地运用“抗与放”相结合的办法，在结构选择方面和材料选择方面采取综合措施，采用 “抗与放”结合、或有主次之分的设计原则。（2）设计中应尽量避免结构断面突变，避免因尺寸效应而带来的应力集中。如因结构或造型方面等原因无法避免，应充分考虑采用加强措施，避免结构因此而产生裂缝。（3）在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而直接或间接造成的。我们知道，普通混凝土在干燥环境下永远呈收缩趋势，要解决由于收缩而产生的裂缝，利用膨胀剂的膨胀性能来补偿混凝土的收缩无疑是从根本上解决了因收缩而产生的混凝土裂缝问题。（4）重视构造钢筋的配置。在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，严禁对构造钢筋的随意抽撤，特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择，以避免此类裂缝的产生。

2.2 材料选择和混凝土配合比设计

（1）根据结构选择合适的混凝土等级及水泥品种、等级，应尽量避免采用早强高的水泥。（2）选用级配优良的砂、石原材料，含泥量要小。（3）优化配合比设计，为降低水化热，应适当提高粉煤灰掺加量，可以明显地降低水泥用量、降低水灰比。谨慎使用掺有微膨胀剂的外加剂。

2.3 现场施工操作方面

（1）浇捣工作：浇捣时，振捣棒要求快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡，对减少混凝土裂缝有利。（2）混凝土养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对混凝土的早期养护工作尤为重要。新浇混凝土强度极低，必须采取一定的养护制度，以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩裂缝。（3）混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。利用浇水保温措施，覆盖塑料薄膜、麻袋等进行隔绝养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。（4）避开暴雨和高温季节施工：混凝土在雨季施工中坍落度偏大，影响混凝土质量。因此，我们将尽量避免混凝土浇捣在雨天进行，如无法避免，则采取混凝土开盘前根据砂石含水率，调整配合比，适当减少加水量，合理使用外加剂等一系列措施，确保工程质量。夏季高温天气浇筑混凝土，混凝土温度高，凝结快，这样就容易产生接茬不良和振捣不及时出现混凝土内部不密实，所以施工间隔时间尽可能缩短。白天浇筑的混凝土，由于夜间温度降低和混凝土产生热量形成混凝土内外温差，易于产生裂缝。因此，避开白天温度大于35度施工，尽量选择夜间施工，而且混凝土冷却时的容积变化大，大体积混凝土更易出现裂缝。

2.4 混凝土养护措施

对于养护，可采取的措施是表面淋水，覆盖如塑料薄膜等材料，防止水分蒸发。但刚浇筑完毕的混凝土应等水化热峰值回落时再洒水，避免混凝土表面温度骤然降低，导致早期收缩裂缝。潮湿养护至少持续两周以上。保温养护主要目的是提供适宜混凝土硬化反应的温度条件。养护时可在结构表面或四周模板外覆盖保温材料如锯末、草袋或草垫、塑料薄膜等材料进行养护。保温养护的时机要把握好，如果气温较低，混凝土浇筑后就应立刻进行，而气温较高的情况下如在夏季，则最好在混凝土温度开始下降后进行。

综上所述，地下室混凝土裂缝是一个普遍存在的质量问题，影响建筑物的使用功能，影响结构的合理使用年限，同时也是一个综合性难题，需要通过设计、施工、优选材料等环节全面控制，才能有效防范裂缝的产生。

参考文献

[1] 王铁梦.工程结构裂缝控制“抗与放”的设计原则[M].北京：国建筑工业出版社，2007.

[2] 赵敏娟，蒲明贤.谈混凝土裂缝原因及防治[J].山西建筑，2008， 34（30）.