地下室混凝土结构裂缝浅析和探讨

【摘要】大型地下室工程日益增多，工程中经常发现地下室裂缝现象，严重者呈现明显渗漏情况，不仅影响地下室的美观和使用，并且会造成钢筋的腐蚀，危害工程结构安全。本文浅析和探讨工程中容易造成地下室裂缝的原因，并总结从设计到施工过程的裂缝控制措施。

【关键词】 地下室; 混凝土; 裂缝; 原因分析; 控制措施

【 abstract 】 large basement project is growing and engineering often find the basement crack phenomenon, obviously serious leaks, not only affects the basement of beautiful and use, and will cause corrosion of steel, the harm engineering the safety of the structure. This article analyses and discusses engineering easy to cause the cause of cracks in the basement, and concludes from design to construction process of crack control measures.

【 keywords 】 basement; Concrete; Crack; Reason analysis; Control measures

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

一、 前言

混凝土结构是目前地下室工程所采用的基本结构体系，结构出现裂缝非常普遍。地下室结构中，底板出现裂缝现象占总数20％左右，地下室外墙出现裂缝现象占总数80％左右。随着建筑业飞速发展，大型和超大型地下室工程日益增多，被广泛应用大体积混凝土的裂缝问题日益明显。本文针对工程在设计、施工环节容易造成工程裂缝的原因进行浅析，并对地下室工程结构裂缝控制措施进行探讨。

二、 地下室结构裂缝产生的原因

地下室中混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。结合工程实际，对引起地下室结构各类裂缝的主要影响因素归纳如下：

（1）荷载裂缝。混凝土结构在静荷载、动荷载以及次应力作用下产生的裂缝。归纳起来主要分直接应力裂缝和次应力裂缝。在设计阶段考虑荷载不足，造成后期工程实际荷载增大而产生裂缝。在施工阶段，由于材料堆放和重型运输车辆造成超载，产生工程裂缝。

（2）收缩裂缝。混凝土收缩引起收缩裂缝。混凝土在散热和硬化过程中会导致其体积收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更明显。如果混凝土收缩受到外界约束，就会在混凝土体内产生收缩应力，当产生的收缩应力超过当时混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。

（3）温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起混凝土内部和混凝土表面温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差产生主要有两种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。这两种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。

三、 设计阶段的裂缝控制措施

地下室结构裂缝控制应贯穿工程运作的的整个过程，作为工程前期重要的工程设计阶段，对裂缝的控制措施应综合考虑，并在工程设计中落实裂缝控制措施。

（1）合理的平面设计、认真计算荷载。地下室工程应合理平面设计，优化与主楼连接，避免截面突变，从而减小约束应力。结构计算时应认真复核结构荷载，避免荷载遗漏，避免工程荷载裂缝。

（2）混凝土强度等级宜在C25～C35范围内选用。高层和超高层建筑物不断出现，高强混凝土在设计中已广泛应用。设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内部温度高，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。在保证足够强度、满足使用要求的前提下，应避免设计上“强度越高越好”的错误概念。这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑时的混凝土水化热作用，调节体内温度升高。

（3）大体积混凝土除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。地下室结构采用直径8～16mm的钢筋和100～150mm间距是比较合理的。

（4）由于混凝土和钢筋的线性膨胀系数差异较大，钢筋的弹性模量与混凝土的弹性模量不一致，混凝土与钢筋的收缩有差异，引起干缩变形，如果混凝土内部配筋不足或配筋不当，将直接导致混凝土的裂缝。

（5）设计中合理布置后浇带。地下室工程规模日益增大，为了解决混凝土的收缩力和温度应力，结构专业多采用后浇带措施处理，若后浇带布置不合理将直接产生裂缝。后浇带设置一般每隔30~45米设置一道，在60天左右进行浇筑。大型地下室与主楼建筑相联的整体地下室，宜沿主楼边一圈设置兼顾沉降后浇带，在主楼结顶后浇筑。

（6）工程设计应选用合理的混凝土保护层厚度。钢筋和混凝土的协同作用是保证混凝土结构承载力的必要条件。若没有足够保护层厚度，易造成混凝土表面拉裂和剥落，影响混凝土对钢筋的握裹力和钢筋的锚固，加快钢筋的腐蚀，导致混凝土结构裂缝，并将影响结构的承载力和耐久性。

（7）结构混凝土合理使用掺合料及外加剂。国内当前用的掺合料主要是粉煤灰，能提高混凝土和易性，改善混凝土工作性能和可靠性，同时代替水泥，降低水化热。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入水泥重量0.25％木钙减水剂，不仅使混凝土工作性能明显改善，同时又减少10％拌和用水，节约10％左右的水泥，从而降低了水化热。一般泵送混凝土为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响混凝土浇筑面的粘结，易出现层间缝隙。同时防止混凝土的初始裂缝，结构混凝土中添加膨胀剂。

四、 施工阶段的裂缝控制措施

在地下室施工时，裂缝主要还是由于温差和收缩变形引起的。因而， 在施工中采取适宜的措施, 能够避免有害裂缝出现。

（1）施工中应从商品混凝土的原材料、配合比、水灰比、和易性、坍落度、运输、浇筑、振捣、养护到施工缝处理等各个程序入手，按照施工规范要求操作，确保混凝土施工质量。

（2）混凝土的浇筑方法可用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不得留施工缝。混凝土摊铺厚度应根据振捣器作用深度及混凝土和易性确定。浇筑间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长时间间隔不大于混凝土的初凝时间。

（3）大体积混凝土工程基本采用商品混凝土，浇筑采用拖式泵和汽车泵配合完成。根据结构特点及混凝土工程量分布，结合泵送的输送能力，泵车和泵管应合理布置。现场场地狭小时，应派专人负责疏导车辆进出场，保证混凝土连续浇筑。

（4）混凝土浇筑过程中，应及时清除混凝土表面的泌水。泵送混凝土的水灰比一般较大，泌水现象也较严重，不及时清除，会降低结构混凝土的质量。

（5）混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施要求进行保温养护。保温养护主要是降低混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力；其次是降低混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土抗拉强度，以提高混凝土块体承受抗裂约束力的能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。

（6）加强大体积混凝土浇筑时温控监测工作，应进行水泥水化热的测定和混凝土浇筑温度的监测。在养护过程中应进行混凝土浇筑块体升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测。这些监测结果能及时反馈现场混凝土内温度变化的实际情况，以及所采用施工技术措施的效果。

五、 结束语

地下室结构裂缝的控制，最重要是从设计与施工的各个环节进行综合考虑和控制。整个工作要求各方人员积极配合，认真研究分析，做好事前控制、事中控制和事后控制，特别强调施工中针对原材料、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护、测温等过程进行控制，完善地下室结构裂缝控制措施，并在运作过程中严格遵循，以达到控制地下室结构裂缝的要求，保证地下室建筑的工程质量。

参考文献：

[1]GB50010-2010混凝土结构设计规范. 北京：中国建筑工业出版社，2010

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制. 北京：中国建筑工业出版社，1997

[3]张雄. 混凝土结构裂缝防治技术. 北京：化学工业出版社，2007

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