住宅建筑地下室裂缝的防控探讨
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作者: 张斌
摘 要：建筑工程中钢筋混凝土地下室裂缝质量问题通常存在，引起的因素也多种多样，笔者根据自己多年来的施工实践经验，从设计、施工材料、环境方面对其产生裂缝的原因进行了分析，并提出了裂缝防控的有效措施，笔者就地下室底板、墙体、顶板产生裂缝的原因进行分析并提出应对措施。
关键词：住宅建筑；地下室；裂缝；防控措施
1 设计方面对裂缝的影响
总体上讲，宏观裂缝是在外荷载和变形荷载单独或共同作用下产生的。在一般工程设计中，设计者往往重视荷载作用下的承载力计算，当构件断面、配筋率满足规范构造要求时，不做构件荷载作用下的挠度和裂缝验算；而变形荷载尽管是产生裂缝的主要原因，却因为无规范强制要求、计算依据不充分而不进行设计计算，对于重要构件设计者只是提出分段施工、采用低水化热水泥、掺膨胀剂、不宜夏季施工等原则性措施，缺乏针对具体工程构件而采取的严谨、科学、量化的有效方法。
1.1 砼强度等级
随着建筑材料的开发及砼技术的不断进步，高性能(尤其是高强)砼发展迅速。高层建筑地下室的砼设计强度已达到C40-C60。现行规范对砼强度的评定是以28天标准养护试块的强度值为准，而事实上基础达到设汁允许的使用荷载是在工程交付以后，因此基础的早期强度没有必要在28天达到设计强度，况且地下室结构一般为厚大截面，水化热的作用使砼内部温度较高，远远超过标准养护温度。其较好的环境往往使砼28天的实际强度明显高于标准试块。
1.2 钢筋配置与结构形式
在对裂缝研究尚不成熟的今天。合理的钢筋配置和较低约束结构形式对裂缝控制是至关重要的。
1.2.1 钢筋配置 对于强度等级高、厚度较大的地下室多跨连续顶板，当边长在30m以上时，宜采用连续式双层配筋、钢筋间距不宜大于150mm。
地下室挡土墙是最容易产生裂缝的薄弱构件，仅按土的侧压力作用配筋只需较低的配筋率(约0.2％)，而且没有考虑连墙柱对墙的约束，《砼结构设计规范》(GB50O10-2002)也未对挡土墙配筋进行明确规定，这对控制裂缝是危险的，根据多项工程的经验教训，墙体水平配筋率宜达到0.6％左右，水平筋间距宜小于150mm。墙体与柱连接部位应设置加强构造钢筋，以抵御应力集中现象。
1.2.2 结构形式 在建筑设计允许的情况下，尽量不采用大截面框架柱与墙体连接的结构形式，使应力相对均衡、减少约束非使用功能之必须，不宜追求超长、超宽结构。
1.3 设计中预防裂缝的建议
对于地下室工程，其裂缝控制的要求和难度均较一般工程要高。根据以上的分析，我们可以采取以下预防措施来减少裂缝的产生。
1.3.1 综合考虑该地区的施工状况及其他因素，采用合理的结构形式和配筋，在温度应力较大处适当加强配筋。
1.3.2 拟设伸缩缝时，仔细斟酌确定伸缩缝间距，应结合当地气候温度条件和施工条件，进行最大伸缩缝间距的估算，以免所设伸缩缝间距大于最大伸缩缝间距时，混凝土产生裂缝。
1.3.3 设置后浇带来增加伸缩缝间距时，应明确说明后浇带中混凝土采用微膨胀混凝土，以免后浇带混凝土的干缩在新老混凝土的连接处产生裂缝。同时，要求后浇带留置过程中，保证后浇带钢筋的连续与清洁，避免由于此类因素产生裂缝。
1.3.4 超长地下室工程当采用设置后浇带的方法不设缝时，应采用掺加膨胀剂的方法来抑制混凝土的早期开裂。在设计中，应模拟施工条件进行验算，对膨胀混凝土的限制膨胀率和膨胀剂的掺量进行说明，同时应对施工养护进行严格说明，保证混凝土不会产生裂缝。
2 施工方面对裂缝的影响
2.1 砼泵送施工
泵送砼的工艺特性要求砼具有较大的流动性和较好的和易性及合适的粗骨料粒径。在同等级砼强度条件下。水灰比、水泥用量、用水量、砂率必然比普通砼明显增大，这对裂缝控制是非常不利的，泵送砼的收缩变形比普通砼的收缩变形大1倍多。要改善这一状况，采用较低的坍落度和掺入外加剂及粉煤灰是有效的方法。由于地下室基本位于地面以下，又是较厚大构件，采用100―120mm的现场泵送坍落度是适宜的，千万不可盲目强调可泵性而使砼产生许多负面效应。
2.2 施工季节的选择
从土方及大体积砼的质量拧制而言，在春秋、初冬进行地下室施工是比较有利的。一方面避免雨雪对地下工程的影响；另一方面可以获得适宜的入模温度和养护环境，这对裂缝控制是非常重要的，同时大大降低技术措施费用。
2.3 砼的养护
众所周知，养护对砼的强度增加、控制砼内外温差及减少收缩是非常重要的。而养护恰恰是许多施工单位管理的薄弱环节，尤其在思想上不能给以足够重视。这里介绍几种对裂缝控制切实有效的养护方法供参考。
2.3.1 底板蓄水养护 随着底板砼的浇注，在砼终凝后分区进行蓄水，中间挡水坎可用低强度砂浆砌-皮120红砖，周边利用墙体与底板的施工缝。这种方法既能减免砼的早期收缩，使砼充分水化，又能起到蓄热保温作用，但在冬季施工阶段不宜采用。
2.3.2 墙体晚拆模养护 在正常气温条件下，墙体模板可以在砼浇注完1～2天内拆除，这对于砼强度等级高、截面厚的长墙是不利的。墙体具有线长、面大、不存水、受风影响大的特点，养护起来比较困难。将模板拆除时间控制在5～7天以上，环境为正温时将对拉螺栓松动或抽掉，使模板与墙面脱离约2mm，适时从上口注水，保持砼湿润，拆模后继续用湿麻袋紧贴墙体养护14天以上；环境为负温时保持模板不动，以保温、保湿；墙体上口用麻袋覆盖。这种方法简单易行、节约用水、减少用工、降低温度梯度，因而效果较好。
2.3.3 一般养护方法 淋水、麻袋及保温覆盖、塑料薄膜、养护剂、尽快回填土等常用的养护方法在此不再赘述。
2.3.4 温度控制 对于底板、挡墙、厚截面梁等产生较大水化热温升的构件，不仅要控制升温阶段砼的内外温差及绝对温升，更应控制降温阶段的降温速度不宜大于3℃，天，绝对温升大于30℃时降温速度宜小于1.5℃／天，以尽可能发挥砼的应力松弛效应，同时要严防寒流袭击，造成温度突降。
2.4后浇带设置底板一般具有配筋量大、钢筋间距小、养护条件好、地基对底板约束较小的特点，这对裂缝控制是有利的。考虑基础的整体性、防水性及施工方便，厚度为1.5m以下、长边小于60m的底板宜不留后浇带；厚度1.5m以上，当采取有效的降温措施时，也不宜留置后落带。地下室筏板对挡土墙具有很大的约束，这是挡土墙产生裂缝的主要原因之一，宜采用后浇带的方法削减温度收缩应力，后浇带的间距约20-30m。其位置应与施工缝、预留洞口结合考虑，以减少后浇带的数量及消除预留洞口处应力集中。地下室顶板的后浇带位置与墙体后浇带相同。
2.5 墙体与顶板的浇注
为了减免墙体对顶板约束，在墙体高度小于4m，且砼浇注能力能满足连续施工的情况下，墙体宜与顶板整体浇注。
2.6 二次振捣及抹压
新浇注的砼在表面水分不断蒸发且得不到及时补充的情况下，容易出现塑性收缩裂缝，同时在钢筋位置容易出现沉降裂缝。消除这种裂缝方法除优化配比、及时覆盖保水以外，采用砼初凝前二次振捣及2～3遍间隔性抹压是有效的，而且增加砼的密实度。
3 材料方面
3.1 水泥
近年来，由于受市场经济及片面追求早期强度的影响，早强水泥充斥市场，在许多地方矿渣水泥、粉煤灰水泥及中热硅酸盐水泥等难以购买到，中小型工程又难以达到定购条件，因而不得不使用早强型水泥。早强水泥一般通过加大石膏掺量和提高水泥细度两个途径实现，因此在选择水泥厂家及品种时，不仅要对其强度和安定性进行检测，而且也不能忽视对凝结时间和细度的检测。对于地下室砼施工，应选择初终凝时间较长、水泥细度小于400m3／kg的水泥。
3.2 粗骨料
粗骨料除应满足现行质量标准外，应主要解决石料的连续级配和粉碎的颗粒形状，为减少砼的水泥浆量和提高浆体与石料的粘结能力创造条件，从而减少砼的收缩和提高砼的抗裂能力。
3.3 细骨料
细骨料影响砼抗拉强度和收缩的主要因素是含泥量及细度模数，含泥量同时严重影响砼的抗渗性能。因此要对砂源多方选择，对含泥量较低但含有泥块及杂质的砂子，应严格挑捡或过筛处理。在粗骨料级配合理、拌和物满足施工性能的情况下，较低的砂率对减少收缩有利。
3.4 减水刺
减水剂可以减少砼拌和物的用水量，提高砼拌和物的和易性及流动度。当掺用含有木质素磺酸盐类物质的外加剂时必须先作水泥适应性试验.以防现速凝现象。并根据砼量、气温及浇注能力选择减水剂品种，一般宜选用缓凝型和普通型，C30以上砼宜选用高效能减水剂，对早强减水剂应慎重选择。
3.5 膨胀剂
地下室砼中掺入适量膨胀剂是为了部分补偿砼收缩，这对防止砼裂缝是极为有利的。目前膨胀剂在使用上存在误区，一是不按照规范及产品说明书要求的掺量配制砼，随意性大；二是使用前不对限制膨胀率和干缩率进行检测，盲目使用；三是掺膨胀剂后忽视养护工作。
3.6 掺和料
随着火电事业的发展和除尘技术的进步，优质粉煤灰货源广泛而且价格低廉.为粉煤灰大量掺入砼奠定了基础。砼内掺入粉煤灰可以减少水泥用量、降低水胶比、提高和易性、减少坍落度损失等，从而减小了拌物坍落度及用水量、延缓并降低水化热产生的温升，达到减少收缩变形、利用徐变效应的效果。
4 环境方面
环境对砼的耐久性及裂缝产生影响极大。对地下室砼结构应注意以下两点：
4.1由于地下室砼一般工程量大、浇注时间长.施工前应关注天气预报，防止雨、雪、寒流、六级以上大风天气期间浇注砼，必要时可以采取分段施工的办法，以避免恶劣天气的影响。
4.2地下室越冬宜将回填土完成，并对顶板进行覆盖。
5 总 结
在施工阶段，施工单位只能根据自己的经验或借鉴参考资料制定控制裂缝的措施，这种措施由于缺乏设计者的参与而往往是不系统的，因而不可避免地带有片面性、盲目性，致使最终效果并不十分理想。
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