某保障住房工程地下室混凝土墙体裂缝成因与对策

国 阳，何 通

（北京城建集团有限责任公司，北京 100088）

0 引言

地下室混凝土墙体裂缝是一种常见的现象，轻则引起建筑物无法正常使用，重则会引发坍塌事故。由于钢筋混凝土构件多是带缝工作，一些细小的裂缝虽不会对建筑结构的正常使用造成危害，但如果这些带有细小裂缝的结构在承受较大荷载，或者在外部物理与化学因素的双重作用下，容易造成混凝土内的钢筋出现锈蚀，锈蚀程度发展钢筋混凝土材料强度和构件刚度也会随之下降，从而给建筑物的正常使用造成影响［1-3］。因此，施工企业应当提高对工程项目地下室混凝土墙体裂缝成因的重视程度，仔细观察和分析裂缝形态与特点，并对其采取相应的防范措施，为工程安全奠定坚实基础。

1 案例概况

中直机关园博园职工保障房住宅工程（6159地块，1#住宅等20项）项目位于北京市丰台区园博园南侧，建设场地东、北临园博园大道，南临园博园南路，西侧为长辛店北十一路；本项目总占地面积202345.89m2。其中，地上建筑面积122441.71m2，地下建筑面积79904.18m2，工程任务量主要包括6栋住宅楼（1#～6#楼）、两栋配套公建（7#楼配套商业、8#楼为托老所）、3栋配电室和一个地下车库；项目整体建筑高度13.55m；1#、2#、3#配电室分布在1层；地下车库为三层；抗震设防烈度8度，结构耐久年限50年；施工总工期为950日历天。

2 地下室混凝土墙体裂缝特点

本工程在施工过程中，对地下室混凝土墙体裂缝状况进行了仔细检查，发现存在以下问题。

（1）地下室混凝土墙体裂缝垂直地面、相互平行并伴有少数斜向裂缝，但倾斜角度不大，一般在0～30°之间。

（2）根据测量结果，墙体裂缝宽度基本在0.3mm左右，长度几乎接近墙高，且中间宽、两端变细，逐渐消失。

（3）墙体裂缝多出现于墙体两侧的1～2m之间或者是中部等的位置。

（4）混凝土强度等级高的结构比强度等级低的结构，裂缝出现的概率更高。

（5）裂缝多出现于施工后不久，同时与气温变化有关。

（6）回填土完成后，裂缝处会出现渗水现象，但渗水量一般不大。

3 地下室混凝土墙体裂缝形成原因

由于墙体裂缝出现在施工后不久，墙体承受外荷载较小，因此荷载裂缝的可能性较小，结合竖向裂缝及斜向裂缝的形状、大小及出现的位置［4-6］，可见墙体裂缝应为施工早期裂缝。

3.1 泵送混凝土引起的墙体裂缝

混凝土泵送施工要求混凝土要达到泵送要求，如果混凝土强度等级相同，采用泵送混凝土时，水泥用量就会较普通浇筑混凝土有所增加，而水泥用量越多，水化热就会越高，就越容易形成温度应力裂缝。

如果水泥用量不变，为保证塌落度，可以提高用水量，也可以加入一定比例的高效减水剂。在采用泵送混凝土施工时，水灰比一般会高于普通混凝土5%～10%［7］，由此对混凝土造成不利影响。

本项目在施工时为降低混凝土泵送阻力，保证其具有良好的和易性，受原材料性能、配合比设计等影响，泵送混凝土有增加水泥用量倾向，导致混凝土在硬化收缩阶段出现裂缝的概率增大。

3.2 内外环境因素引起的墙体裂缝

（1）地下室墙体厚度、长度、环向封闭状况形成的约束关系均会对裂缝的产生和发展造成一定程度影响，通常情况下，如果地下室混凝土墙体越厚，水化热和温度应力就会越高，越容易产生裂缝。根据经验，如当地下室墙体厚度超过500mm，墙体混凝土温度应力及自约束应力不容忽视，极易产生裂缝。本工程施工经历夏季，气温较高，地下室墙体已属于大体积混凝土浇筑，水化热效应明显，所以开裂倾向进一步增加。

（2）受外界温湿度等环境因素变化影响，混凝土墙体裂缝也会出现延展或变宽。

3.3 材料质量引起的墙体裂缝

地下室混凝土墙体裂缝的产生和发展，很多与混凝土材料质量不稳定、不合格因素相关，比如普通硅盐酸水泥安定性不符合要求、不同规格批次的水泥混用、砂石中含泥量超标、含较大颗粒泥块、骨料粒径偏小、外加剂质量不合格等，都是造成混凝土墙体裂缝产生的重要原因。

3.4 不均匀沉降引起的墙体裂缝

地基土体变化、软弱地基及其载荷不均匀、地基浸水等因素，均有可能造成基础的不均匀沉降，当不均匀沉降发展到一定程度时，混凝土墙体拉应力就会超过材料本身的抗拉能力，从而导致出现裂缝。因此，凝土墙体裂缝形成的原因有时也会受地基变形影响。综合本工程裂缝特征以及地基情况良好，基本可以排除这项原因。

3.5 时效因素引起的墙体裂缝

混凝土墙体在长期压力作用下，除在荷载作用之初产生瞬时压缩变形外，还会由于徐变效应而出现变形后期增长。根据现有研究成果和工程实践结果，对受弯构件由于时效导致的后期变形可以达到初期变形的2～3倍，对混凝土墙体时效因素仍然存在，时效因素也是裂缝出现与发展的重要原因。

3.6 施工因素引起的墙体裂缝

（1）在混凝土拌合过程中，由于混入大量的杂质、含泥量较大的砂石，配合比控制不严格，搅拌时间不足、水灰比过大、拌合物出机温度及浇筑温度过高或过低，是造成产生裂缝的施工原因。

（2）混凝土浇筑时，模板表面不洁净、接缝不严、隔离剂涂刷不均等，也会影响混凝土表面质量以及出现表面裂缝。另外，当模板支护不牢靠，浇筑振捣混凝土时出现移位塌陷，也会造成沉陷性质的裂缝。在墙体预埋件周围、外墙以及底板等区域混凝土也容易出现缺陷，拉应力集中产生裂缝。

（3）根据相关规范与要求，墙体保护层厚度宜控制在20mm～35mm间。施工过程中，由于模板控制不准出现偏差、骨料粒径过大等因素影响均会导致出现保护层厚度不足问题，在各种因素综合影响下混凝土开裂倾向增加。

（4）混凝土浇筑后养护不到位、大风或气温变化天气拆模、停止养护、恶劣气候条件下强行开展施工，也是产生混凝土裂缝的原因。

4 地下室混凝土墙体裂缝预防措施

4.1 严格控制混凝土材料质量

（1）严把施工材料质量关，加强材料进场的质量检测，规范检验流程（图1），严禁不合格的材料被用到工程施工中。

图1 施工现场的材料检验流程图

（2）选用安定性合格和质量优良的水泥，满足规范对最大水泥用量的要求，且尽量降低水泥用量，减少混凝土收缩量。

（3）严格控制粗细骨料粒径的大小和级配，保证含泥量不超标。根据规范要求，泵送混凝土粗细骨料最大粒径与泵送管道内径之比应不超过1:3，采用卵石时应不超过1:2.5。另外，粗骨料应连续级配，粒径含量不超过10%；细骨料应当使用中沙，粒径为0.315mm以下，比例应为15%-20%。

（4）进行骨料碱活性试验，选用非活性骨料，保证不发生碱集料反应。

（5）尽可能选择低热品种水泥，用矿物掺合料替代一定比例的水泥，有效控制水化热，使混凝土内部温度及温度梯度得到控制，满足规范要求。

4.2 注重混凝土的搅拌与振捣

（1）为保证混凝土密实性，有效控制混凝土的收缩性，施工时应加强对混凝土搅拌与振捣的控制，并积极引进先进的搅拌工艺，比如可采用二次投料砂浆裹石或净浆裹石混凝土制备新工艺，采用辅助振动控制技术等手段提高混凝土的龄期强度。不同制备工艺混凝土强度对比如表1所示，从表中可以看出，新的制备工艺各龄期混凝土强度均高于传统常规工艺。

表1 不同制备工艺混凝土强度对比

（2）采用二次振捣工艺，消除混凝土因泌水在钢筋、粗骨料下部聚集的水分，提高混凝土的密实性，防止混凝土局部沉陷而产生裂缝。

4.3 控制混凝土拌合物的出机温度

混凝土拌合物的出机温度，冬天不能太低，夏天不能过高，否则会造成收缩裂缝风险增加。一般通过控制粗骨料或拌合水的温度，以对混凝土拌合物出机温度进行控制。比如当夏天正午温度过高时，应当在砂石骨料堆放地点搭设遮阳装置，避免阳光直射致使其升温，必要时还可以选择向砂石骨料喷洒水雾，在使用前用冷水冲洗等措施降温。冬季施工时，可以选择对骨料或拌合水进行加热升温，通过严格控制满足拌合物出机温度要求。

4.4 严格控制混凝土浇筑温度

工程实践表明，如混凝土浇筑入模温度过高，会促使混凝土芯部温升值增加，在冷却过程中还会引起大面积干缩，造成产生裂缝。因此，应严格控制混凝土浇筑温度，通常情况下，混凝土浇筑温度应控制在5℃以上，35℃以下。

4.5 做好养护和防风

待地下室混凝土墙体浇筑完成后，为降低内外温差，避免墙体出现裂缝，应及时对混凝土进行养护，防止混凝土表面水分快速流失而出现干缩裂缝，使水泥顺利水化，提升混凝土抗拉强度，防止混凝土出现温度裂缝，还应持续养护到要求的龄期，在大风天气以及温度突然变化时，不易停止养护。另外，养护期风速对混凝土水分蒸发有显著影响，应做好防风措施。在地下室墙体混凝土施工完成后，还应及时进行回填，减少环境变化的影响。

5 结语

混凝土裂缝是常见的质量病害，裂缝的存在会加剧钢筋的锈蚀，带来混凝土的剥落掉块，严重时对混凝土结构的耐久性和承载能力造成影响，为此，在实际工程中，对混凝土裂缝问题应予以重视。本文在系统分析地下室混凝土墙体裂缝产生原因基础上，提出了综合的防范裂缝措施，即从严格控制混凝土材料质量、搅拌与振捣、拌合物出机温度、浇筑温度、混凝土养护以及回填和防风等各环节入手，降低裂缝产生几率，防患于未然，为工程项目建设质量、进度和效率保驾护航。本工程通过以上措施的运用，避免了初期浇筑地下室墙体出现的裂缝问题，取得了较好的工程应用效果。