地下室混凝土裂缝分析与控制

【摘要】：地下室混凝土很容易出现裂缝，不仅影响混凝土使用的耐久性，也会引发渗漏问题。本文分析了地下室混凝土裂缝的主要特征、成因及防治措施，为类似质量通病的解决提供参考。

【关键词】：地下室；混凝土裂缝；膨胀

【 abstract 】 : the basement concrete is easy to crack, not only affects the durability of the concrete use, can also cause leakage problem. This paper analyzed the main characteristics of concrete cracks in the basement, causes and prevention and control measures, for the solution of the quality problems similar to provide the reference.

【 key words 】 : the basement; Concrete crack; inflation

中图分类号： TV543 文献标识码： A 文章编号：

随着城市化建设的推进，城市用地越来越紧张，地下空间的开发利用就显得很有必要。地下室往往面积大、体积大，以适应其功能要求，然而却使得地下室混凝土出现普遍的裂缝问题，严重影响了建筑物的使用功能和使用寿命。因此，如何防治地下室混凝土裂缝，已经成为一个重要的建筑工程问题了。

1、地下室裂缝情况

地下室裂缝宽度一般小于0.5mm，间距在1-4m之间，一般多发生在侧壁的中间位置，有的裂缝从墙壁的底部一直蔓延到顶部。

混凝土浇筑完60天之内就有可能出现裂缝，并且裂缝还会随着时间的推移进一步发展，不仅表现在数量增多上，也表现在长度变长、缝宽变宽上。进入冬季后，由于气温骤变，裂缝的发展会更快。

2、裂缝成因

造成地下室裂缝的原因有直接成因和间接成因，以下分别进行介绍：

2.1直接成因

造成混凝土裂缝的直接成因主要有两类：一是混凝土结构因温度变化产生收缩、不均匀沉降引起的；一类则是因外载荷过重，超过了结构的承载力，进而引起变形、裂缝。

2.2间接成因

混凝土构件发生变形时，侧面土和地基会产生约束作用，此外，由于构建自身刚度不一致，都会使得变形不协调。浇捣侧壁混凝土时，地板的刚度会产生一定的约束作用，形成早期压应力，后期由于混凝土温度降低，压应力发展成为拉应力，当拉应力超过钢筋的抗拉强度时，就会产生裂缝。温度降低时，底板和顶板会收缩，进而在侧壁内侧引起垂直裂缝，而当温度升高时，地板和底板的混凝土会向外膨胀，进而和侧壁互相约束，在侧壁外侧引起垂直裂缝。一般侧壁中间部位的裂缝比较多，而两端的裂缝比较少，这主要是因为中间部位的侧壁受到的变形量比边角部位小，而纵向侧壁和横向侧壁又会相互约束，造成中间部位附近更易发生开裂。

3、裂缝防治措施

根据现行相关规定，在没有特殊情况发生时，现浇钢筋混凝土地下室墙壁的最大间距为室外20m，室内或土中30m，而对于某些特殊情况则可以适当加大伸缩缝的最大间距，具体如下：①采用后浇带分段施工的方式浇筑混凝土时；②采取特别措施减少混凝土收缩或混凝土温度变化时；③实施专门的预应力措施。此外，混凝土收缩和温度变化会对混凝土结构造成一定的影响，增大伸缩缝间距时，不能忽视。

作为能从根本上解决混凝土收缩裂缝的方法，伸缩缝也存在诸多缺陷，为了解决这一问题，目前工程界致力于超长结构混凝土无缝设计及其施工技术的研究应用，取得了不错的社会效益和经济效益，具体介绍如下：

3.1补偿收缩混凝土

将UEA、HEA等微膨胀剂掺入混凝土里，可以起到补偿收缩的效果，例如可以使用水泥用量15%左右的UEA膨胀剂替代水泥，拌和成补偿收缩混凝土，可以在混凝土里面形成0.2-0.7Mpa的预压应力，借以抵消硬化过程中混凝土产生的拉应力，从而最大限度减少混凝土结构裂缝的产生。

3.2膨胀带

为了实现混凝土连续浇筑的无缝施工，可以设置补偿收缩混凝土带，借以弥补混凝土早期收缩变形没有由膨胀剂的膨胀变形补偿的部分，补偿收缩混凝土带超过60m时，需要在地板和侧墙长度方向的中间位置等混凝土收缩应力产生的最大部位设置膨胀加强带。

膨胀带的施工方法：宽度一般为2-3m，为了防止混凝土中石子通过膨胀带，需要隔开膨胀带内外的混凝土，为此在膨胀带的两侧垂直上下层或者内外层钢筋布置孔径为5mm的密孔钢丝网，并将钢丝网的两端绑扎在钢筋上以固定。

此外，垂直于膨胀带方向增设10%的水平温度加强钢筋，两端与上下层或者内外层的钢筋固定，并伸出膨胀带大约2m，配筋直径减小时，间距也应相应减小。

膨胀带的作用如下：①膨胀加强带混凝土的抗压强度要比相邻的混凝土更高，因为其设计强度在原有混凝土的基础上提高了5MPa-10MPa，从而有效防止该部位混凝土开裂。②膨胀带内混凝土膨胀剂的加量更高，相比于两侧混凝土，能够产生更大的膨胀，有效补偿了相应的收缩曲线，避免伸缩缝的设置。

3.3后浇带

后浇带在长久性变形缝的基础上做出了很大改进，它和膨胀加强带的作用机理一样，都是通过在较短时间内释放早期约束力预防裂缝，作为“先放后抗、以放为主”的主要技术措施，目前应用已经十分广泛。

根据现场实际需要可以设计不同的后浇带，有的将带内钢筋断开，有的则保持钢筋连续，且做加强筋连接。后浇带的宽度没有统一规定，应视现场实际需要而定。设计后浇带时，应遵循以下原则：

①为最大限度地释放混凝土的收缩应力，应尽可能地降低穿越后浇带钢筋的总量。由于梁钢筋的连接焊接施工难度较大，为此只需要尽量切断梁顶纵筋和梁腹纵向钢筋，而保留一部分连续钢筋，保持梁底钢筋的连续贯通。

②后浇带两侧混凝土的抗拉刚度EA远远小于后浇带宽度范围内钢筋的抗拉刚度EA，因此，后浇带宽度范围内的钢筋产生了主要的拉伸变形，理论上截断所有钢筋后的后浇带宽度只需要100mm，但实际施工时，常取800-1000mm，以方便施工。对于钢筋连续的后浇带，应该尽量增加后浇带的宽度。

③位置：后浇带的间距一般为30-40m，设置在梁墙内力较小的地方，后浇带常做成企口式，凿毛清理干净后再浇筑混凝土。

④材料：用等级高一级的微膨胀混凝土进行封闭，混凝土至少养护15d。

⑤通常情况下后浇带需要保留60d，以使混凝土收缩和早期温差完成30—50%。

3.4提高钢筋混凝土的抗拉能力

混凝土的极限拉伸值决定了混凝土的抗裂能力，而配筋是影响极限拉伸值的重要因素。因此，可以增加混凝土的抗变形钢筋数量，从而增强混凝土对由温度变化和长期干缩引起的热胀冷缩的抗变形能力。此外，使用冷轧扭钢筋和冷轧带肋钢筋，可以显著改善混凝土裂缝的产生。可以在墙柱连接处设置长度为1800mm左右的水平附加筋，还可以在侧壁增加水平温度筋，提高配筋率，强化混凝土面层，减少裂缝。

在保持钢筋总面积不变的前提下，采用直径小的钢筋，从而增加钢筋的布置密度，能够使形成裂缝的最大宽度降低。

有关规定对地下室与土体直接接触的混凝土构件裂缝宽度的最大值做出了规定，即不能超过0.2mm，裂缝宽度低于0.1mm时，则需要配置更多的钢筋，成本太高，而当裂缝宽度介于0.1-0.2mm时，混凝土的自愈能力能够修补裂缝，但是当混凝土宽度超过0.2mm时，进入裂缝内的水与水泥发生反应，不能完全修补裂缝。可以在墙体中部设置一道水平暗梁，以抵抗由底板和顶板对侧壁的约束引起的混凝土胀缩不均匀产生的拉力，施工时，在竖筋的外侧放置水平构造筋，可以在一定程度上减少裂缝的产生。

3.5施工环节

提高施工水平，确保施工质量，在一定程度上也能减少裂缝的产生，为此施工中应注意以下问题：①不断优化混凝土配合比；②确保混凝土密实度，务必严格振捣；③浇筑完混凝土后要进行充分养护；④炎热季节浇筑楼板混凝土时尽可能避免阳光直射；⑤将油毡铺在地板层上，作为滑动层；⑥混凝土入模温度不宜太高，应尽量降低。

4、结语

文章分析了地下室混凝土裂缝的主要特征、成因及防治措施，为地下室裂缝的防治提供参考依据。

【参考文献】:

１、混凝土结构设计规范 GB50010-2002

２、王铁梦 工程结构裂缝控制《山西建筑》2011

３、全学友 孙会郎 后浇带的设置方案对抗裂效果的影响 《建筑结构》2009

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。