《地下室施工裂缝的成因及预防措施》

一、成因

1. 混凝土收缩

   • 水泥水化过程中，水分蒸发会使混凝土产生收缩。地下室混凝土结构较厚，内部热量散发慢，内外温差大，导致不均匀收缩，从而产生裂缝。

2. 地基不均匀沉降

   • 如果地下室地基土质不均匀，或者在施工过程中没有对地基进行妥善处理，在建筑物自重等荷载作用下，地基会发生不均匀沉降，引起地下室结构开裂。

3. 施工工艺不合理

   • 混凝土浇筑时振捣不密实，会导致混凝土内部存在空隙，在受力时容易形成裂缝。模板拆除过早，混凝土结构还未达到足够强度，过早承受荷载也会产生裂缝。

4. 配筋不足

   • 地下室结构受力复杂，如果配筋设计不合理，钢筋数量不足或者钢筋布置间距过大，无法有效抵抗混凝土收缩和外力作用，也会引发裂缝。

二、预防措施

1. 控制混凝土性能
   • 优化混凝土配合比，减少水泥用量，添加适量的外加剂如减水剂、膨胀剂等，降低混凝土的收缩性。同时，要确保混凝土搅拌均匀，严格控制水灰比。
2. 地基处理
   • 施工前对地基进行详细勘察，针对不同的土质采用合适的地基处理方法，如换填、夯实等，提高地基的承载能力和均匀性，减少不均匀沉降。
3. 规范施工工艺
   • 混凝土浇筑时要严格按照操作规程进行振捣，保证振捣密实。按照设计要求和混凝土的强度发展情况确定模板拆除时间。
4. 合理配筋
   • 设计时根据地下室的结构受力特点准确计算配筋量，合理布置钢筋，保证钢筋在混凝土中能充分发挥其抗拉等力学性能。

摘 要：近年来，地下空间的开发和利用日渐普遍，如地下停车场工程、地下人防工程、地下商场等，然而，由于功能要求，地下室往往面积大、体量大，因施工质量导致渗漏水的现象非常严重，甚至影响了建筑物的使用功能和结构安全。针对地下室混凝土裂缝的原因进行分析，进一步提出预防砼裂缝的措施。（参考《建筑中文网》）
    关键词：地下室；裂缝；渗漏；后浇带
    1 地下室渗漏发生的机理
    1.1混凝土的干缩和冷缩
    采取补偿收缩混凝土以增强早中期的抗裂性。根据微膨胀剂的试验资料在7d的限制膨胀率为0.032%，满足设计限制膨胀率0.03%要求。通过水泥的水化反应，在钢筋和邻位的约束下，计算其预压应力为0.4~0.5MPa，大致可抵消混凝土在硬化过程中产生的干缩拉应力，补偿部分水化热引起的温度应力，以减少结构产生的有害裂缝。同时还应测定限制干缩应不大于3×10-4，使其收缩落差要小，只有在双控的条件下，才能避免混凝土开裂。
    1.2水化热与水泥品种
    从混凝土本身力求降低水化热是其首要条件，优化混凝土配比设计采用三级配，使水泥量减少水化热。虽然矿渣硅酸盐水泥的水化热较低，但其泌水性较大，干缩率也大，抗渗性较差，故选用了普通硅酸盐水泥进行了筛选。
    1.3外加剂与水灰比及碱骨反应
    选用合适的外加剂不仅从质量上得到保证，而且要有性价比的选择。经过级配组合，对水泥有较强的分散作用，可达到减水增强的效果，不仅减小了水胶比，同时对碱骨反应作了控制。
    1.4收缩裂缝与地基约束
    因塑性收缩是混凝土在初凝前的塑性阶段失水状态下产生的，随着表面水分的蒸发，内部水分逐渐向外移动，继续蒸发失水，当内部水分迁移速度小于表面水分蒸发速度，致使混凝土表面收缩应力大于混凝土抗拉强度时，就会产生大量不规则裂缝，如未能及时抹压和保养，裂缝将向内部延伸发展。因此时混凝土的弹性模量相对较小，即使掺有膨胀剂，对此较难发挥应有作用。必须从改进操作工艺入手，采取两次振捣反复抹压，才能消除塑性收缩裂缝。随着混凝土的逐渐硬化，膨胀剂产生的膨胀能与强度又可协调发展，将适度的产生微膨胀有利于补偿给混凝土的固有收缩特性。在工程中为了减少约束采用了多种措施，这是设计上的主要控制点，因板在温度收缩变形作用下，离开板端部区域，板的全截面受拉应力较均匀，在地基约束下，将出现水平法向应力，它是引起垂直裂缝的主要应力，其最大值出现在板截面中点。当此应力超过混凝土抗拉强度时，板中部出现第一道垂直裂缝，开裂后应力垂直分布，又形成新的单独墙板，在其中部如收缩应力仍大于混凝土抗拉强度时，又会出现第二批裂缝。因此，地基上长墙结构开裂一般都以中部最大，且有规律地发展。
    1.5大体积混凝土与温度变形
    地下室底板裂缝高层建筑地下室的底板一般较厚，属大体积混凝土施工。发生裂缝的主要原因是水化热高，与环境气温温差大，或养护不当，裂缝严重的可导致底板渗漏。若混凝土温度较高时，突然浇冷水养护，也会产生无规则的多条微裂缝。
    1.6冷缝与水平施工缝
    冷缝是因混凝土流淌过长而又未及时覆盖新的混凝土，致使下部混凝土已经凝结，上部新浇筑的混凝土御接不上而出现的贯通性缝隙产生漏水。因此，在浇筑混凝土墙板时一定要控制混凝土的流淌区段，以便即时覆盖新的混凝土工作面，振捣器插至下层混凝土50mm处，以便新老结合。
    1.7混凝土养护与拆摸时间
    因混凝土是水硬性材料，特别是掺有外加剂的混凝土，必须有水作养护才能收敛，因膨胀结晶体钙矾石（C3A·3CaSO4·32H2O）生成需要水，只有在湿养护下才能发挥混凝土的膨胀效应，否则，因养护不良，在混凝土内部会产生自干缩裂缝。可适当延长拆摸时间，一般以5~7d为宜。当混凝土浇完的第二天就可松动螺栓，使其有一定空隙，淋水可流到墙体跟部，模板可起到保温保湿作用。
    2 对地下室混凝土裂缝的预防措施
    2.1掺入微膨胀剂制成补偿收缩混凝土
    在浇筑混凝土中掺入UEA、HEA等做膨胀剂，利用其膨胀性能补偿混凝土凝结收缩。可防止或大大减轻混凝土硬化过程产生的收缩裂缝，从而达到抗裂防渗的结构目的。
    2.2设置混凝土膨胀带
    由于混凝土中微膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿，为了实现混凝土连续浇筑无缝施工而设置的补偿收缩混凝土带，根据一些工程实践，一般超过60m应设置膨胀加强带，膨胀带的做法：膨胀加强带宽2～3m，带的两侧布置5mm的密孔钢丝网。将带内混凝土和带外混凝土分开，钢丝网垂直布置在上下层钢筋之间，网两端分别扎在钢筋上。膨胀带内增设10%水平温度加强筋，与膨胀带方向垂直布置，两端伸出膨胀带2m各与上下层钢筋固定，配筋直径减少，间距加密。
    2.3设置后浇带
    后浇带和膨胀加强带一样作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，后浇带按其作用分三种：一种是为解决高层建筑主楼与裙房的沉降差而设置的后浇施工带称为沉降后浇带；另一种是为防止混凝土结构收缩开裂而设置的后浇施工带称为收缩后浇带。第三种是为防止混凝土因温度变化拉裂而设置的后浇施工带称为温度后浇带。 2.4加强施工管理
    优化混凝土配合比设计：混凝土应严格振捣密实，提高混凝土密实度，混凝土振捣时，要求现场旁站管理人员密切注意操作人员操作，及时提醒工人按要求施工，振动器插入点间距要均匀并小于30cm，插入式振动器插入时间不宜过长，防止骨料加速下沉表面产生浮浆，从而避免混凝土结构出现裂缝，保证混凝土的质量。
    落实好混凝土浇筑后的养护措施，做好混凝土保温养护，保证混凝土内外温差不超过25℃，温度陡降不超过10℃。拆模后混凝土体应全面积覆盖，同时定人、定时浇水养护，并保证混凝土在养护期间处于湿润状态，养护时间不少于二周。
    降低室内外温差的影响，夏季施工时应尽量避免烈日下浇筑楼板混凝土，降低混凝土入模时间，地板垫层上平铺油毡作滑动层。地下室四周土方要及时回填，且应分层夯实，尽量缩短混凝土墙壁体施工外露时间，减少室内外温差变化对混凝土侧壁的影响。
    3 施工裂缝的处理
    3.1表面修补法
    表面修补法是一种简单、常见的修补方法。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥，或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。在防护的同时，为了防止混凝土继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
    3.2灌浆法
    灌浆法是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
    3.3嵌缝法
    嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
    3.4加固法
    当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢，采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
    3.5电化学法
    电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法，是化学防护法中常用而有效的三种方法。 来源: 《建筑中文网》.

原文网址：http://www.pipcn.com/research/200907/12947.htm