浅析高层建筑地下室施工裂缝产生原因及预防

摘要：在建筑工程施工过程中，如果不注意施工质量，施工过程中没有全程监控，容易使地下室墙体的混凝土出现裂缝，裂缝的产生不仅会降低建筑物结构的耐久性，而且会从裂缝中渗透地下水，影响正常使用。文中针对地下室混凝土裂缝的几种产生原因提出预防和控制的措施，以减少甚至避免裂缝的产生，保证工程的质量。

关键词：地下室；裂缝；预防；控制

前言

随着我国社会经济的快速发展，城市人口越来越多，致使城市的使用空间往高空和地下发展，这也是高层建筑和地下室的发展。在地下室发展的过程中，钢筋混凝土地倍受人们的青睐，也是目前使用最广泛的。当然，没有十全十美的事物，高层建筑地下室的施工质量不严格把关的话，就容易产生裂缝。处在地底下，长期受底下水浸泡的地下室存在裂缝的后果可想而知。这样不仅会导致地下室渗水，还会影响地下室乃至整个建筑物的使用功能和耐久性。当然，裂缝的产生也不是不可避免，这就需要加强工程的质量意识，从设计、施工方案的最优、最细方面着手，以预防为主，增加人力和材料的投入，全程监理施工中的各个阶段，就能使工程合格交工验收，交付业主正常使用。

1 地下室混凝土早期裂缝产生的类型及原因

1.1 裂缝类型

（1）化学收缩：化学收缩。混凝土硬化过程中，水泥要发生一系列化学变化，称之为水化，但水化生成物体积比反应前物质总体积要小，这种收缩称之为化学收缩。

（2）干燥收缩裂缝。干燥收缩类的裂缝主要发生在混凝土硬化前阶段，整个收缩的根本是因为应力的存在。在混凝土搅拌和凝结的时候，由于大气等外在因素的影响，混凝土表面的水分会随着空气而蒸发，导致失水过多而收缩，这时就会使混凝土内部生成拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会受不住拉而产生断裂，于是就产生了干燥收缩裂缝。这种裂缝多产生于气候干燥和大风天气，裂缝常出现为混凝土表面，常呈网状或者互不连贯的两端细、中间宽多在0.05～0.2mm之间的长短不一的平行线状。裂缝在大体积的混凝土的建筑构件中的分布较薄的梁板中，一般会呈短向分布。除了以上的这些因素，混凝土因干燥收缩产生的裂缝还有另外一个因素，就是现在工程一般都采用商品混凝土，商品混凝土为了确保其和易性和流动性，通长单位用水量、水泥用量和砂率都比其他混凝土高，这也使得混凝土干燥收缩裂缝产生的几率大大的增加。而因为商品混凝土引起的裂缝多呈网状且较小。

（3）温度裂缝。温度裂缝分为混凝土水化热温度裂缝和外界温度骤变裂缝两种。两种裂缝既相互区别又有共同的原理。区别之处在于混凝土水化热是由于水泥加水会产生大量的热量，大量的热量聚集在混凝土内部，而外部则因与空气接触，散热较快，以此导致了过大的内外温差。由于物理上的热胀冷缩的原理，混凝土内外部因极大的温差的关系热胀冷缩的程度不一样，外部膨胀的程度不内部膨胀的程度小，在混凝土表面产生了拉应力，当拉应力大于混凝土表面的抗拉强度时，就会发生表面断裂，产生裂缝。而外界温度骤变裂缝的产生是在混凝土浇注不久后收到外在寒冷因素的影响，产生裂缝的现象。外界温度骤变引起的温度裂缝和水化热产生的温度裂缝的原理一样，而裂缝分布区别在于只产生在混凝土表面较浅的范围中。

1.2 裂缝产生的原因分析

（1）强约束。混凝土裂缝产生必要条件是因为有约束力的存在。所谓的约束是指对建筑构件的变形和活动产生约束。墙体的最大外约束应力一般都产生在外约束的边缘，即墙体与柱、筒体、基础、底板、梁等交接处。但实际上裂缝并非在墙与约束体的交接处，而是离开0.3～0.5m，其理由是裂缝由约束产生，反过来约束又能推迟裂缝的出现和限制裂缝的扩展，这就是“模箍作用”。

（2）建筑物的形体及结构构件断面。建筑物各构件之间的交接是引起裂缝的重要方面。柱子和墙体交接处出现裂缝是因为柱子的断面大，墙体的厚度较小，导致连接的断面变化过大引起的。在柱和墙的交接处产生的裂缝来说，第一是由于框架柱断面大，墙板的厚度小，使得连接的断面变化大而导致的裂缝。第二是由于一个建筑物的主体结构就是框架柱，是整个建筑物的主要传力构件，而柱子所承受的荷载有全部传给地基基础、基岩，如果地基基础、基岩发生沉降时，基础的边缘部位就会给墙体产生剪切应力，当剪切应力大于墙体的抗拉荷载时，就会产生裂缝。

（3）地基的不均匀沉降。地质勘查的结果与地质实际状况往往都是近似。当利用勘查结构所设计出来的假设模型与地质的实际状况出现较大的偏差时，就会产生地基的不均匀沉降。地基的不均匀沉降就会引起建筑物的不均匀沉降。只要有建筑物各个构件的沉降量不同，就会对构件的混凝土产生各种应力，包括剪切应力、拉应力。一旦混凝土承受不住这些应力的作用就会断裂产生裂缝。而引起地基不均匀沉降的原因是因为混凝土没有充分捣震。因沉降而产生的裂缝多呈两端窄、中间宽的水平裂缝，多分布于结构中钢筋密集和截面大的部位。

（4）其他原因。构件在制作、脱模、运输、堆放、吊装过程中，由于各种原因而产生纵向、横向、斜向、竖向、水平、表面或贯穿的各种裂缝。

2 地下室施工裂缝的预防和控制

地下室施工裂缝的预防和控制，是地下室工程中非常中要的环节，因为地下室的地下环境潮湿，对建筑物的耐久性和质量的要求都较高，万一有问题出现就可能造成不可估量的损失，所以对于地下室的施工必须进行全程监督监管，不容出现任何的失误。在施工之前，施工方就应该编制严谨、详细的施工方案交给业主方和监理方审批，在施工过程中，监理方要严格按照合同要求和施工方案，进行监督，做好施工记录，对工程质量、进度、费用进行严格的控制，只有这样才能确保工程的顺利实施，才能保证避免地下室施工裂缝的产生。

2.1 预防措施

（1）温度裂缝的预防措施。应对外界温度过高引起的裂缝措施：混凝土浇筑应选择在一天中温度较低的时间进行，控制混凝土的入模温度，防止太用直接照射砂石料，也可以向骨料喷水，加冰块冷却原材料等。而控制混凝土水化热裂缝可采用的方法：选用水化热低的水泥，使用、缓凝减水剂、减少水泥用量等等。这些方法不仅可以达到防治裂缝的产生，还可以起到节约用料的作用。应对大体积构件的浇筑由于温度产生的裂缝措施：可以采用分层浇筑的方法，控制混凝土浇筑的厚度和进度，也可以通过投入一些吸热的材料，比如毛石、蛮石等代替尽快的吸收热量，但是也需要注意这些材料的用量（如“毛石块”不应大于总体积的20%～30%），切不可影响工程质量。还有，可以在混凝土中预埋冷却水管，通过循环灌筑冷水进入管道带走热量的方法进行人工导热，控制浇筑温度，尽可能的散去混凝土内部的热量。但是，当混凝土浇筑完成后，应及时在混凝土表面盖上模板，进行保温，加强养护，由于模板可以减缓混凝土表面的散热，减小混凝土内外的温差，也因为这个作用，不要过早的拆模，最好在7d以后，这样就可以减少甚至避免温度裂缝的产生。

（2）干缩裂缝的预防措施。针对干燥收缩裂缝的预防，除了可以采用收缩量较小的水泥之外，还要对混凝土进行保温、保湿。水灰比是影响混凝土干缩的重要原因，水灰比越大，干缩越大，所以，在施工时应注意控制混凝土的配比，控制好水灰比的应用，可以适当的掺加合适用量的减水剂和外加剂。另外，施工时应避免在雨天浇筑混凝土。浇筑好的混凝土不要急于拆模。

（3）沉降收缩裂缝的预防措施。对于沉降收缩裂缝的预防措施有以下几种方法：①选用适当的水泥材料，掺入合适的外加剂；②减少混凝土的用水量，以此来减少混凝土的塌落度；③是在浇筑混凝土时不能浇筑过快，应加强捣实，防止混凝土因堆积而造成振捣不充分形成断层的现象。

2.2 控制措施

（1）控制混凝土选材和配合比，掺加外加剂。针对不同的使用功能，有不同的水泥选料和配合比。比如火山灰水泥在工程使用后期收缩性较大，经济效益比其他水泥低。普通硅酸盐水泥早期强度高但水化热大，使用是就应该控制水灰比，以减少水化热。矿渣水泥虽然比普通水泥比热低，但泌水、干缩现象严重，且后期硬化收缩也大；因此，一般选择粉煤灰水泥。另外，还可以采用外加剂LN-800N和膨胀剂HEA，这在相当程度上减低水灰比和水泥用量，降低了水化热，也使混凝土得到补偿收缩。

（2）调整钢筋配置方案，增设温度传递分布筋。在配筋设计上，建议在配筋率不变情况下，采用上下皮配筋差异方案。如果混凝土比较厚，考虑到散热速度，在底皮钢筋和顶皮钢筋之间设置温度分布筋，每平方米1根，上下采用搭接焊。这种上下错位分布，减小钢筋直径，加密钢筋间距在一定程度上缓和了混凝土收缩，上下搭接的的连通钢筋能快速把中间热量传递出来，减小裂缝产生的比例。

（3）合理设置后浇带。设置后浇带不仅可以减少地下室地基的不均匀沉降导致的裂缝还可以缓解因混凝土浇筑引起的温度应力，对地下室混凝土的裂缝的避免和控制起到很大的作用。

（4）采取措施加强养护，对温度进行严密监控。施工（底板混凝土浇筑）控制在4月底完成，避开了暴晒和炎热天气。在养护上，从浇筑完开始，配4个专人养护，轮流值班。为了保证已浇好混凝土表面散热速度不至于过快，在其表面铺盖草袋，并在草袋上再盖上尼龙薄膜，保持混凝土表面湿润，使之缓缓降温，将养护期延长至15d。

3.地下室外墙混凝土裂缝的修复措施

（1）地下室外墙混凝土如发生裂缝应及时修复，修补的材料主要有环氧树脂及改性环氧树脂。修补的方法有表面处理法、灌浆法和填充法。

（2）表面处理法是针对缝宽0.3mm，深度较深或贯通的裂缝修补。采用空气压缩机将树脂浆液、聚合物水泥浆灌入裂缝深部，达到恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。

（3）填充法适用于大裂缝和接缝的修补，先把裂缝凿成V型槽，再用钢丝刷刷净，采用P.O42.5#以上水泥配成1：1水泥砂浆仔细捣实，最后在裂缝两侧各加150mm宽的范围做防水附加层。

4结 语

高层建筑地下室裂缝的控制是保证地下室功能和安全的必要措施，在设计、施工方面都应该严格要求设计单位必须根据工程的实际情况，合理的设计，施工方在施工前要结合设计要求上交业主方和监理方一份施工方案，经过审核后才能进行施工，施工时要严格按照设计方案和施工方案进行。在施工过程中，会遇到更多的问题，这也要靠工程监理、施工技术人员认真负责，多多考察、总结经验，对于存在的问题多分析，从多方面思考，综合多方面的因素，落实合同中规定的各项条款，实现质量最优、进度最快、费用最少的总目标。

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