謝曉兵

【摘 要】從材料、設(shè)計、施工等方面分析地下室結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因，提出控制裂縫的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】地下室結(jié)構(gòu)；裂縫產(chǎn)生原因；裂縫控制措施

Crack control in ground floor structure and preventing measure

Xie Xiao-bing

（Shengang construction group limited company Shenzhen Guangdong 518002）

【Abstract】The article put forward technique measure which controls crack from the output reason of the structure crack in the ground floor of the aspect analysis， such as material， design and construction.

【Key words】Ground floor structure；Crack reason；Crack control measure

1. 前言

近年來由于地下空間的開發(fā)利用逐漸普遍，功能要求越來越高，地下室面積和體積越來越大，隨著鋼筋砼結(jié)構(gòu)的長大化和復(fù)雜化，以及商品砼的大量推廣和砼強度等級的提高，結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)機率大大增加，有的地下工程裂縫已影響其使用功能，有些已危及結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

2. 地下室混凝土墻裂縫的主要特征

（1）絕大多數(shù)裂縫為豎向裂縫，多數(shù)縫長接近墻高，兩端逐漸變細而消失。

（2）裂縫數(shù)量較多，寬度一般不大，超過0.3mm寬的裂縫很少見，大多數(shù)縫寬度≤0.2mm。

（3）沿地下室墻長兩端附近裂縫較少，墻長中部附近較多。

（4）裂縫出現(xiàn)時間多在拆模后不久，有的還與氣溫驟降有關(guān)。

（5）隨著時間裂縫發(fā)展，數(shù)量增多，但縫寬加大不多，發(fā)展情況與混凝土是否暴露在大氣中和暴露時間的長短有關(guān)。

3. 結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，根據(jù)有關(guān)的資料，引起裂縫有兩大類原因，一種由外荷載（如靜、動荷載）的直接應(yīng)力和結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫，其機率約20%；一種是結(jié)構(gòu)因溫度、膨脹、收縮、徐變和不均勻沉降等因素由變形變化引起的裂縫，其機率約80%。地下室砼裂縫大多數(shù)屬于后者，裂縫發(fā)生多與材料、設(shè)計和施工有關(guān)，現(xiàn)作以下分析：

3.1 材料缺陷。

在變形裂縫中收縮裂縫約占有80%的比例，從砼的性質(zhì)來說有直接和間接原因：

3.1.1 直接原因。

（1）據(jù)統(tǒng)計，在工程實踐中，由于結(jié)構(gòu)因溫差，收縮徐變，不均勻沉降等因素（變形荷載）引起的裂縫約占80～85%，地下室砼裂縫大多數(shù)屬于后者。

（2）砼在澆筑后，由于水泥的水化作用，釋放大量的水化熱，因為砼構(gòu)件表面與構(gòu)件截面中部溫差超過25℃就引起砼內(nèi)部裂縫，構(gòu)件表面溫度和周圍空氣溫差超過25℃，就引起構(gòu)件表面裂縫。砼澆筑后溫度提高，砼初期體積有微膨脹作用，以后溫度下降體積急劇收縮。砼除了溫度收縮外，還有較大的化學(xué)收縮和干燥收縮，砼早期（10～15天）極限拉伸很低，這就造成砼的早期裂縫。因砼的收縮，較高的彈性模量和早期低徐變，會使砼內(nèi)部產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，超過砼的極限拉伸，則是造成砼后期裂縫的主要原因。

（3）砼在澆筑一個月左右，完成收縮40%。60天內(nèi)完成收縮65%，20年后完砼收縮的98%。砼的收縮變形是一個初期大，以后逐漸減少的過程。

3.1.2 間接原因。

（1）邊界條件如地基和側(cè)面土對砼構(gòu)件的變形約束作用，砼構(gòu)件的剛度差異，使砼變形不協(xié)調(diào)。

側(cè)壁砼澆搗時地板剛度大，受到地板的剛度約束，早期形成壓應(yīng)力，后期砼溫度下降，產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于鋼筋的抗拉強度時則出現(xiàn)裂縫。

（2）砼變形與限制膨脹條件有關(guān)。當(dāng)氣溫上升時，地板和底板砼因為溫度升高而向外膨脹，側(cè)壁和地板相互約束，在側(cè)壁的外側(cè)形成垂直裂縫，當(dāng)?shù)匕搴晚敯迨芾涫湛s時，側(cè)壁內(nèi)側(cè)形成垂直裂縫。由于側(cè)壁在邊角部分受到的變形量比中部大，同時縱橫側(cè)壁的相互約束，因而側(cè)壁兩端附近裂縫小，中部附近裂縫多。

側(cè)壁內(nèi)有柱時，由于截面突變，剛度有差異，側(cè)壁的變形受到柱的約束，往往產(chǎn)生應(yīng)力集中，在離柱子1∽2m的墻體上易出現(xiàn)縱向收縮裂縫。

3.2 設(shè)計缺陷。

（1）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）規(guī)定：現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻伸縮縫的最大間距為20（露天）～30m（室內(nèi)或土中），但實際工程中墻長均超過此規(guī)定。需要指出的是，一些工程設(shè)計突破了規(guī)范規(guī)定后，地下室墻的水平鋼筋仍按構(gòu)造配置，這是墻較易裂縫的又一因素。

（2）這類薄而長的結(jié)構(gòu)對溫度、濕度變化較敏感，常因附加的溫度收縮應(yīng)力導(dǎo)致墻體開裂。同時還應(yīng)注意，設(shè)計時地下室墻均按埋入土中或室內(nèi)結(jié)構(gòu)考慮，即伸縮縫最大間距為30m。實際施工中很難做到墻完成后立即回填土和完成頂蓋，因此實際工程應(yīng)取最大伸縮縫間距20m。這也是地下室墻裂縫普遍的一個因素。

（3）大量工程實踐證明，留縫與否，并不是決定結(jié)構(gòu)變形開裂與否的唯一條件，留縫不一定不裂，不留縫不一定裂，是否開裂與許多因素有關(guān)。我們認為，控制裂縫應(yīng)該防患于未然，首先盡量預(yù)防有害裂縫，重點在防。我國結(jié)構(gòu)工程向長大化、復(fù)雜化發(fā)展，砼設(shè)計強度等級向C40～C60發(fā)展，設(shè)計師多注重結(jié)構(gòu)安全，而對變形裂縫控制考慮不周，這也是結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生增多的原因之一。

3.3 施工管理問題。

（1）砼配合比設(shè)計是否科學(xué)合理，水泥與外加劑是否相適應(yīng)，砂石級配及其含泥量是否符合規(guī)范要求，砼坍落度控制是否合理，這些都影響到砼的質(zhì)量及其收縮變形。

砼澆筑震搗不均勻密實，施工縫和細部處理馬虎，會帶來結(jié)構(gòu)開裂的后患；過震則使浮漿過厚，抹壓又不及時，則砼表面出現(xiàn)塑性裂縫，十分難看。

邊墻拆摸板過早（1～3d），砼水化熱正處于高峰，內(nèi)外溫差最大，砼易"感冒"開裂。

（2）砼養(yǎng)護十分重要，但許多施工單位忽視這一環(huán)節(jié)，尤其是墻體和柱梁的保溫保濕養(yǎng)護不到位，容易產(chǎn)生收縮裂縫。某些露天構(gòu)筑物盡管當(dāng)?shù)貪穸群艽螅捎诖碉L(fēng)影響，加速了砼水分蒸發(fā)速度，亦即增加干縮速度，容易引起早期表面裂縫。這也許是夏季比秋冬季，南方比北方出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫較多的原因。

（3）目前地下室普遍采用泵送混凝土，由于泵送混凝土坍落度大，也導(dǎo)致收縮增加，裂縫可能性加大。

從已建工程調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，底板養(yǎng)護較好，出現(xiàn)裂縫概率較低，而底板上外墻裂縫概率很高約占80%，這與保溫保濕養(yǎng)護不足有很大關(guān)系。

（4）除上述因素外，施工管理不嚴，趕進度，偷工減料，工人素質(zhì)差，施工馬虎等也是造成結(jié)構(gòu)裂縫的人為因素。

4. 預(yù)防地下室混凝土墻裂縫的幾點建議

4.1 設(shè)計方面

4.1.1 沒有充分依據(jù)時，不得任意突破設(shè)計規(guī)范關(guān)于伸縮縫最大間距的規(guī)定。應(yīng)注意滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）的要求："位于氣候干燥地區(qū)、夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫作用下的結(jié)構(gòu)，可按照使用經(jīng)驗適當(dāng)減小伸縮縫間距"。

4.1.2 設(shè)置后澆帶，以減小混凝土收縮應(yīng)力。后澆帶與膨脹加強帶一樣作為砼早期短時期釋放約束力的一種技術(shù)措施，較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛應(yīng)用。

根據(jù)有關(guān)資料：結(jié)構(gòu)長度是影響溫度應(yīng)力的因素之一，但只在一方范圍對溫度收縮應(yīng)力較為顯著，因此設(shè)置后澆帶是"先放后抗、以放為主"的主要技術(shù)措施。

（1）盡量減少穿越后澆帶鋼筋的總量，以盡可能釋放砼的收縮應(yīng)力。對于樓板內(nèi)鋼筋和側(cè)壁，由于焊接或搭接施工比較方便均應(yīng)作斷開處理。由于梁鋼筋連接焊接等施工比較困難，可以留一部分連續(xù)鋼筋，盡量切斷梁腹縱向鋼筋和梁頂縱筋截斷，保留梁底鋼筋連續(xù)貫通。

（2）后澆帶寬度內(nèi)鋼筋抗拉剛度EAs遠比后澆帶兩側(cè)砼的抗拉剛度EA小，拉伸變形將主要由后澆帶寬度范圍內(nèi)的鋼筋提供，對于鋼筋全部截斷的后澆帶，理論上寬度僅有100mm就可以了，為施工方便常取800～1000mm，但對于鋼筋連續(xù)的后澆帶，盡可能增大后澆帶的寬度。

（3）后澆帶保留時間為42～60d，一般為60d，這樣早期溫差和砼收縮完成30～50% 。

（4）材料：用高一等級的微膨脹砼封閉，并進行不少于15d的砼養(yǎng)護。

（5）位置：設(shè)在梁墻內(nèi)力較小位置，后澆帶間距為30～40m。后澆帶可做成企口式，在澆砼前，必須鑿毛清理干凈。

4.1.3 加強水平鋼筋的配置。

應(yīng)注意三個問題：（1）水平鋼筋保護層應(yīng)盡可能小些；（2）防裂鋼筋的間距不宜太大，可采用小直徑鋼筋小間距的配筋方式；（3）考慮溫度收縮應(yīng)力的變化加強配筋。第四，側(cè)壁受底板和頂板的約束，砼脹縮不一致，可在墻體中部設(shè)一道水平暗梁抵抗拉力，水平構(gòu)造筋放在豎筋的外側(cè)，有利于控制墻體裂縫的發(fā)生。

4.2 材料方面

（1）水泥：宜用低水化熱、鋁酸三鈣含量較低、細度不過細，礦渣含量不過多的水泥。

（2）砂、石：宜用中、粗砂，含泥量不大于2%；石子宜用粒徑較大的連續(xù)級配、級配良好、含泥量不大于1%的碎石或卵石。

（3）摻減水劑，以減少混凝土用水量。

（4）摻人微膨脹劑，配制成補償收縮混凝土，國內(nèi)常用摻10%～15%UEA或l0%左右的AEA。

（5）摻用粉煤灰替代部分水泥，以降低水泥水化熱溫升。

4.3 施工方面

4.3.1 模板選用：對外露面積較大的混凝土墻體、氣溫變化劇烈的季節(jié)以及冬季不宜使用鋼模板。選用木模時，應(yīng)充分濕潤，以利保濕和散熱。

4.3.2 砼應(yīng)嚴格振搗密實，提高砼密實度。嚴格控制混凝土施工質(zhì)量，盡量降低不均勻性。除控制混凝土制備和運輸中的質(zhì)量外，還要注意混凝土澆筑時防止離析，振搗密實以免墻內(nèi)出現(xiàn)薄弱面而產(chǎn)生裂縫。

4.3.3 落實好砼澆筑后的養(yǎng)護措施，盡量做好保濕保溫養(yǎng)護，應(yīng)保持混凝土表面持續(xù)濕潤，既可使砼初期獲得更高的強度，還可減少砼的溫度應(yīng)力與收縮應(yīng)力，養(yǎng)護時間在14d以上。根據(jù)測溫記錄和氣象預(yù)報確定拆模時間，保證混凝土內(nèi)外溫差不超過25℃，溫度陡降不超過10℃拆模后應(yīng)注意覆蓋和及時養(yǎng)護。

4.3.4 降低室外溫差的影響。夏季施工時應(yīng)盡量避免在烈日下澆筑樓板砼。降低砼的入模溫度。地板墊層上干鋪油氈作滑動層。地下室四周土要及時回填，且應(yīng)分層夯實，既加強地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，又可盡快避免室外溫度變化對側(cè)壁的影響。

5. 結(jié)束語

工程實踐表明，結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生的原因很復(fù)雜，也是不可避免的。如對建筑物抗裂要求過嚴，必將付出巨大的經(jīng)濟代價。科學(xué)的要求應(yīng)是將其有害程度控制在允許范圍內(nèi)。這些關(guān)于裂縫的預(yù)測、預(yù)防和處理工作，統(tǒng)稱之為"建筑物的裂縫控制"。我國科技界和工程界正在不斷探索，有許多成功經(jīng)驗值得借鑒。參考文獻

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[2] 王鐵夢 工程結(jié)構(gòu)裂縫控制