地下室超长结构混凝土裂缝防治措施

杨鑫

摘 要： 近年来，大量大型商住楼和公用建筑施工中，为满足建筑功能需要，地下室均选用超长结构。由于结构整体性及地下室防水要求，取消地下室底板所有后浇带，促使超长结构混凝土无缝施工技术得到了大力推广及应用。而在该部位施工过程中，裂缝已经成为一种常见的质量通病。本文主要对超长地下室混凝土结构产生裂缝的原因进行了分析，进而从材料、施工等方面，提出了裂缝控制措施。

关键词： 地下室；超长结构；混凝土裂缝；防治措施

一、混凝土裂缝产生原因

混凝土超长结构是指结构单元长度超出《混凝土结构设计规范》（GB50012—2002）9.1-1条所规定的混凝土结构伸缩缝最大间距的结构。结构设置伸缩是基于控制由于混凝土的干燥收缩和热胀冷缩而引起的变形，超长混凝土结构必须考虑在施工期间和建成使用如何控制减少裂缝。混凝土产生裂缝的原因众多，包括湿度的变化和混凝土的收缩，混凝土的脆性和材料的不均匀性，原材料不合格（如碱骨料反映），模板变形，基础不均匀沉降等。其中湿度的变化和混凝土的收缩是引起裂缝的主要原因。

1、温度应力（包括施工期间的温度应力和建成使用后温度变化产生的应力）：施工期间自浇筑混凝土开始放热至混凝土完全冷却以后的时期，混凝土中的水泥放出大量的水化热，同时混凝土弹性模量发生显著的变化，这个时期形成了弹性模量变化残余应力和混凝土的冷却所引起残余应力。

温度变化对结构产生作用，当结构或构件变形约束不能自由变形时将引起应力。如：框架变形受到地基基础的约束，框架梁的变形受到框架柱的约束，楼板的变形受到墙、梁的约束；这类外约束引起的力为外约束应力结构构件非均匀受热，如混凝土冷却时表面的湿度低，内部湿度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力，这类由于结构本身互相约束而出现的温度应力为内约束应力。

2、混凝土的收缩（主要有塑性收缩、自收缩、干燥收缩和碳化收缩）：塑性收缩是新拌混凝土失水引起的收缩，它的失水是由表面脱水而引起。当收缩力大于基体的抗拉强度时，就会使表面产生开裂。混凝土日早期塑性收缩最大速率发生在浇筑后1～4h，此后收缩平缓。因此在收缩速度较大的时期特别要采取保护措施以避混凝土开裂。化学减缩主要是无水熟料与水起化学反应，使固相体积逐渐增加，而水泥中的水体系的总体积逐渐减少的缘故，干燥收缩的主要原因是水分在混凝土硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的，由于集料的干燥收缩很小，因此混凝土的干燥收缩主要是水泥石干燥收缩造成的。

二、工程概况

某建筑工程建筑面积约84500㎡，地上16层，地下1层。为满足人防和交通部门的规范设计要求，在小区的中央绿化带下，设计出综合式人防地下车库；地下室长达120多m，宽达100m，总建筑面积1万多㎡，地下室净高4.5m。地下室所有内外墙采用S8、C50抗渗混凝土混凝土，底板、顶板为S8、C35抗渗混凝土混凝土，其中外墙厚度为350m m，内墙厚度为25O m m，底板厚度为500至600mm，顶板厚度为350mm。钢筋为I级、Ⅱ级纲。考虑到超长结构建筑极易出现裂缝的客观因素，特别是地下室裂缝引起的渗漏更是会引起很大的麻烦和因后期维修而带来巨大的经济损失。为预防出现裂缝而导致渗漏情况的发生，也为了完成既定的质量目标，在地下室施工前，应寻找可以控制超长地下室钢筋混凝土墙板裂缝的施工措施，探索出一条行之有效的施工管理之路。

三、地下室超长结构混凝土裂缝防治措施

1、原材料配比防裂措施

（1）分析容易引起混凝土收缩变形的因素。根据工程经验，引起墙板裂缝的主要原因是混凝土的收缩变形，而混凝土结构的收缩变形又是由许多因素决定的，为此需根据本工程的特点，对引起混凝土变化的因素进行了认真地分析，希冀通过对混凝土原材料的合理选用，找到防止混凝土收缩变形的办法。

（2）合理选用微膨胀剂。对外加剂的使用工程技术人员也是相当慎重的。根据以往的经验我们选择了玻璃纤维和微膨胀剂（U E A）在不同的实验段进行试验。实践证明：微膨胀剂（U E A）在其他地下室项目上使用效果良好，因为它确实达到了减少水泥用量和早期微膨胀的作用，可以控制和减少墙板裂缝。

（3）选用中低热水泥。选用中低热水泥的目的主要是降低水泥水化时所产生的热量，从而控制混凝土的温度升高。本工程试验表明用525#矿渣水泥，可降低混凝土中水泥水化所产生的水化热。并尽量采用同一厂家生产的同时期、同规格的产品，以保持产品的稳定性。

（4）选择合适的粗骨料。经试配本工程粗骨料选用粒径为5～35mm连续级配碎石（施工中也可采用5—15mm，20～40mm双级配碎石），粗骨料中针片状颗粒含量不大于15%，细骨料选用细度模数2.50左右的中粗砂。严格控制粗细骨料的含泥量，石子控制在1石以下，黄砂控制在2%以下。因为如果含泥量大的话，不仅会增加混凝土的收缩，而且会引起混凝土抗拉强度的降低，对混凝土抗裂极为不利。

（5）掺加粉煤灰。掺入一定量的磨细粉煤灰，发挥其“滚珠效应”，可以改善混凝土的粘塑性，也提高了混凝土的可泵性，并因此取代部份水泥，降低了混凝土的水化热，从而使混凝土的温升大为减小。

（6）应用外加剂。掺入具有缓凝、减水作用的外加剂，以改善混凝土的性能，可延长混凝土的凝结时间。实践证明，混凝土的胶凝材料的用量是影響混凝土结构收缩变形的主要因素，只要我们精心选用原材料，并在混凝土中添加某种外加剂，就能改善其性能，使其既能减少水泥用量，又能提高混凝土的早期“抗”收缩能力，达到防裂效果。

2、施工防裂措施

在材料中采取了相对应的防裂措施后，若因商品混凝土的浇捣和养护不当，同样会造成地下室外墙板的开裂。特别是因为泵送混凝土量大，如果是一次性浇筑，势必造成混凝土相应的收缩量增大。另一方面给地下室墙板表面的养护也带来相当难度，使内外温差过大，同样会造成温度裂缝。为避免因商品混凝土的浇捣和养护不当造成的裂缝，工程技术人员在原有施工经验的基础上，特采取以下措施：

第一，减低混凝土的出机温度和浇筑温度，如：降低搅拌前石子、砂、水的温度；在泵管上铺设湿草包，以减低入模温度。

第二，充分利用混凝土的后期强度，即将28d强度改为60d。这样可使混凝土收缩速度减小。

第三，采取分层浇筑混凝土的施工措施，利用浇筑面来散热，这样可大大减少施工中出现冷缝的可能性。

第四，加强二次振捣。在混凝土浇捣施工中，应在初凝前给予第二次振捣，这样能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成水分和空隙，提高混凝土的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减小内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土的抗压强度提高1O～20%左右，从而提高抗裂性。

第五，加强保温、保湿养护。本次工程墙板的模板采用小钢模，优点是保湿性能比木模好，但缺点是保温性能比木模差，为了解决这一问题，我们在外模上加盖了二层麻袋。并按规范定时进行浇水养护。

第六，增加表面摩阻，提高混凝土墙表面的摩阻力。在混凝土浇筑7d后，才拆除墙根部模板。利用这段时间不放松对拉螺栓的螺母，使两侧模板在养护期内始终夹紧模板，这样可利用混凝土表面产生的张力及由于螺母紧固力而产生的侧向摩阻力用以抵抗一部分收缩力，从而减小表面裂缝的出现。

四、结束语

综上所述，裂缝在超长混凝土结构中较常见且日趋增多，由于该裂缝的危害性及规范的局限性，施工人员均应予以足够重视。对超长地下室混凝土结构裂缝采取“放”和“抗”相结合的措施是减轻超长混凝土结构裂缝比较有效的途径，具体工程中应根据其特点，进行优化设计，制定出科学合理的技术保证措施，减少裂缝产生，确保工程质量。

参考文献

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