关于地下结构钢筋混凝土结构裂缝控制探讨

【摘要】：通过对地下室钢筋混凝土结构裂缝的广泛调查，总结其形成特征，从设计、施工、材料选用等角度分析研究混凝土裂缝形成原因，结合工程施工实践制定一套体系较为完整的钢筋混凝土裂缝控制措施，对工程施工具有指导作用。

【关键词】：地下室；钢筋混凝土；裂缝；控制；措施

【 abstract 】 : the reinforced concrete structure of cracks in the basement wide investigation, and to sum up the formation characteristics, from design, construction, material selection Angle analysis research concrete crack formation reasons and combined with engineering construction practice for a relatively complete system of the reinforced concrete crack control measures, a direct role in the project construction.

【 keywords 】 :basement; Reinforced concrete; Crack; Control; measures

中图分类号： TU375 文献标识码：A文章编号：

一、裂缝调查分析

裂缝的现状调查（裂缝类型和宽度）；有无病害（漏水、钢筋锈蚀）；产生裂缝的经过（发生时间和过程）；施工记录的检查；根据混凝土钻芯检查构件的强度、厚度；荷载调查；钢筋调查（钢筋位置、细筋数量及有无锈蚀）；地基调查；混凝土分析。

二、裂缝特征及产生原因分析

通过对几个工程的地下室结构构件跟踪调查发现，地下室结构都出现了不同程度、不同类型的裂缝。裂缝出现的时间大都在地下室结构施工完毕1-3年左右，裂缝宽度大部分没

有超出《规范》允许的宽度。地下室底板、外墙、楼层梁板都有裂缝分布，并呈现出一定的规律性：墙、梁裂缝以竖向分布居多，及少有贯穿裂缝；底板裂缝处往往伴随有渗水现象。

根据裂缝分布特征综合分析：裂缝基本上属于混凝土在硬化过程中所产生的温度裂缝、收缩微裂缝及外界环境变化（如温度、湿度）所引起的收缩裂缝，引起裂缝的原因涉及到设计（如配筋率等）、材料（如混凝土外加剂不合格等）、施工（如没严格按设计的配合比进行计量配料、混凝土振捣不到位等）等多方面因素。

1.底板裂缝

底板裂缝大都在底板浇筑2-3年后才出现，裂缝分布呈不规则状态，缝宽一般小于0.3mm，且裂缝处有渗水现象。经分析认为底板裂缝产生的主要原因有两种：

其一，高层建筑的底板一般较厚，局部承台部位则更厚，由于混凝土的浇筑体积大，积聚在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将逐步提高，而混凝土表面则散热较快，这样使混凝土表面产生拉应力。此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。裂缝发生的初始阶段其缝宽很小，甚至肉眼根本看不见。

其二，底板混凝土在硬化过程中所产生的收缩微裂缝及外界环境变化（如温度、湿度）所引起的收缩裂缝。这种裂缝往往产生在混凝土内部，但严重的会贯穿整个截面。这种底板混凝土表面和内部的微裂缝在长期的水压作用下，这些裂缝就会伴随着渗水现象。

2.楼层梁板裂缝

梁裂缝分布在梁两侧，梁底很少有贯穿裂缝。板裂缝以微裂缝不规则分布状居多，经分析认为梁板裂缝产生的主要原因有两种：

其一，干缩裂缝，硬化混凝土在约束条件下的干缩是楼板产生裂缝的一个比较常见的原因。混凝土凝结期间水分蒸发引起塑性收缩，塑性收缩构成混凝土干缩的主体，由于楼板表层混凝土水分蒸发的速度比内部快得多，因此混凝土表层很容易产生塑性开裂。此外，楼板混凝土的收缩也受到混凝土梁、柱的约束而引起拉应力，拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土将会产生裂缝，并且能够在比开裂应力小得多的应力作用下扩展延伸，预拌混凝土以上问题更为严重。

其二，支撑沉陷裂缝，新浇筑混凝土楼板容易在模板、支撑变形的情况下产生裂缝。由于支撑的刚度不足或梁板支撑刚度差异较大，在荷载作用下变形沉陷，施工期间的过度震动使支撑刚度变异部位多次瞬间相对位移以及过早拆模等都可能使混凝土在发展足够强度以支撑其自身重量之前产生裂缝。

3.地下室外墙

地下室外墙裂缝一般呈竖向分布，开裂的主要原因是混凝土在干燥收缩时受到钢筋、边界约束后拉裂而产生的。地下室外墙混凝土拆模后，虽然进行了浇水养护，但由于受到现场条件的限制，不可能做到恒温恒湿养护，因此必然导致外墙混凝土的干燥及收缩。

三、裂缝的防治措施

1.底板大体积混凝土的温度裂缝控制措施

大体积混凝土开裂主要是混凝土所承受的拉应力与混凝土本身抗拉强度之间矛盾发展的直接结果。因此，为了控制大体积混凝土温度裂缝的开展就必须从降低混凝土温度应力

和提高混凝土本身抗拉性能这两方面综合考虑，采取的具体措施有：

1）水泥要选用中、低水化热、干缩性小的品种，宜选用普通硅酸盐非早强型水泥或矿渣硅酸盐水泥，不宜用硅酸盐（纯硅）水泥。

2）石子选用连续级配Ⅱ区粒级，坚固性良好，孔隙率小的石子，针片状含量小于10%，含泥量小于1%。

3）砂选用中、粗砂，坚固性良好，细度模数宜大于2.6，含泥量小于2%，并不得超标，有害物质含量小于有关技术标准的规定。

4）混凝土中掺入高效减水剂、缓凝剂等外加剂和适量粉煤灰，改善混凝土的流动性、保水性，降低水化热。

5）在满足强度、抗渗及和易性要求下，减少单位体积混凝土的水泥用量和用水量。

6）合理组织混凝土的供应，缩短混凝土运输时间，降低混凝土入模温度。

7）混凝土浇筑时应尽量扩大浇筑工作面，放慢浇筑速度和减少浇筑厚度，浇筑后的混凝土在初凝前进行二次振捣，防止因混凝土沉落而出现的裂缝。

8） 表面保温与保湿。要尽量长时间地保温和保持混凝土表面湿润，使混凝土能够增长强度以抵抗开裂拉应力，养护时间一般不少于14ｄ。

2.地下室外墙裂缝控制措施

结合结构工程实例经验分析研究，仅采取单项或个别的技术措施很难100%保证外墙不开裂，必须从设计、材料、施工等方面综合采取多项技术措施，才能有效防止裂缝的产生。结构外墙防止裂缝的重要技术措施主要从三个方面考虑：

其一，设计方面：

1）外墙裂缝多呈竖向裂缝，首先对外墙水平钢筋进行优化，遵循“小直径、小间距”有利抗裂的原则，在通过钢筋等强度代换后，建议将水平钢筋间距控制在100mm左右，一

般不宜超过150mm；水平钢筋常放在竖筋外侧有利于减少墙体竖向裂缝开裂。

2）为防止外墙开裂，选择适当的配筋率可提高混凝土极限拉伸εpa ，根据长期大型工程施工所积累的经验，其结构外墙截面配筋率以不小于0.3%较合理。

3）地下室外墙受上下层楼板约束，层间墙体裂缝多在中部产生并呈中间宽、两端窄的枣核形（梭形）裂缝。因此，在墙体高度的中部增设暗梁，可起到良好的“模箍作用”，从而提高混凝土墙体的抗裂能力。