浅谈地下室裂缝产生及其预防控制措施

浅谈地下室裂缝产生及其预防控制措施

邹钟辉

邹钟辉（沈阳市工程建设项目管理有限公司）

摘要：随着城市建设步伐的加快，越来越多的地下空间被利用，但是地下施工会遇到很多问题。例如地下室大体积混凝土裂缝预防与控制问题，大体积混凝土施工中裂缝控制是一项较复杂问题，但这一问题带有普遍性。本文分析了大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因，在此基础上提出相应的温度控制措施、施工措施、设计措施及原材料措施来预防裂缝发生。

关键词：大体积混凝土结构裂缝措施

0引言

地下室大面积混凝土的特点：①混凝土抗压强度高，需要用大量的水泥原料，所以易收缩变形；②表面积大，内部热量大，温升快，而在外部却散热快，容易形成内外的温差；③工程量大，要求施工的连续性强，对于质量不好控制。由于工程的工期、规模、重要程度以及业主、设计、施工等诸多方面的原因，使地下室混凝土结构，尤其是外墙部位，屡屡出现裂缝、渗漏等危害工程安全和使用的问题。如何控制外墙有害裂缝的产生，也是国内建筑界一直以来需要研究解决和不断探索的技术难题。通过对外墙有害裂缝的成因进行综合分析，并提出有效的防范措施，可以减少或消除这类工程质量问题，降低工程的维护费用。混凝土结构裂缝产生原因一般有三种：一是由外荷载引起，就是有外来应力引起的；二是结构次应力引起，就是由于施工的失误，引起的结构应力引起；三是由变形应力引起，温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形。其中第三种是地下室大体积混凝土裂缝产生的主要原因。本文通过对大石桥中心医院门诊病房楼的大型地下室的分析、研究及相关原理的应用进行一些总结，并可以对其他的地下施工工程提供经验和参考。大石桥中心医院门诊病房楼地下室长117.7米，宽17.4米，占地面积2048平方米。采用桩-筏型基础。地下室底版混凝土等级C30、外墙C40，抗渗等级S8。

1对大体积混凝土产生裂缝的原因进行分析

1.1水泥在水化时会放出大量热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对比较小，所以水泥内部的热量不容易散失。这样混凝土内部热量会积聚，以至于越积越高，致使内外温差增大。单位时间内混凝土释放的水泥水化热，和单位体积的混凝土使用量和水泥的质量有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，而在浇注后的两三天，其内部温度会达到最高。

1.2在施工过程中，它的浇注温度和外界温度有关。如果气温骤降，会增加混凝土内外的气温温差。应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的应力。在混凝土结构中，引起内外温差的主要原因是主内部水泥的水化热。地下室混凝土面积大，混凝土的强度大，并使用大量水泥，所以在混凝土初凝时有水化现象，并释放热量。而混凝土的散热性能不好，是热的不良导体，而由于地下室混凝土施工面积大，内部热量不易散发，导致了其内部温度迅速升高(实际测量最高时可达70～80℃)。而在混凝土的表面，则由于散热条件良好，温度保持较低水平，便形成了内外的巨大温差。这种相对的“内胀外缩”对混凝土表面产生拉应力，当它超过混凝土自身拉伸极限的时候，裂缝就产生了。

1.3混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不好的。混凝土的收缩变形及其影响①化学收缩。混凝土在硬化的过程中，水泥会有化学反应，被称为水化，在水化后物体体积变小，这就是化学收缩；②干收缩。干收缩是由于混凝土内部吸附水蒸发引起凝胶体失水产生紧缩，周围环境的湿度变化影响着混凝土的干收缩。在大体积混凝土中，当这种收缩由于内外环境不一致而使拉应力超过其拉伸极限时，便会产生裂缝。

2需要采取的措施

2.1严格控制混凝土的原料选择和配合比，掺加外加剂，减少水泥量和用水量，控制水化热。普通硅酸盐水泥的水化热量大；矿渣水泥虽然相比普通的水泥比热低，但容易发生干缩现象，后期也容易硬化收缩；火山灰水泥后期收缩较大，价格偏高，得不到最好的经济效益，通过各种水泥比较最好选择粉煤灰水泥。粉煤灰水泥有以下特点：在普通硅酸盐水泥中掺入占水泥重量20%～40%的粉煤灰组合而成。特性，前期强度低但后期强度上升快；水化热较小；耐硫酸盐腐蚀及耐水性较好、抗炭化能力差、抗渗性较好、干缩性较小、抗裂性较好。选择粉煤灰水泥的好处：一是因为减少了水泥量，减少内部水化热的产生大量热量，二是防止混凝土的干缩，这样从整体上阻止了混凝土产生裂缝。粗、细骨料：石子要选择优质的适合的级配碎石。

2.2钢筋设置，增设温度传递分布筋，有效地把内部热量传递出来，防止内部热量积聚。在配筋时，在配筋率不改变的情况下，采用底皮钢筋在无柱板带上，无论纵横都采用Φ25@150，在有柱板带处上、下皮筋均采用Φ25@130。由于混凝土有1.5米厚，为加快散热速度，我们在底皮钢筋和顶皮钢筋之间设计Φ25，单位平方米1根，上下采用搭接焊，取代原来Φ28@200配筋方案。这种方案，减小钢筋直径，减少钢筋间距缓和混凝土收缩，这种方案能快速把中间热量传递出来，降低裂缝产生几率。

2.3后浇带设置，早期不均匀沉降的避免。不均匀沉降主要由地基地质和上部建筑荷载的不一致引起，我们通过研究设置了2条后浇带，这样，有效地减少了工程早期可能产生的裂缝，也对整个底版放松了约束，同时还减少内部热量的积聚，减少温度应力，对裂缝的预防和控制扩展起到了相当的作用。

2.4加强工程养护工作，严格监控温度，防止出现较大温差。从浇筑完成开始，配备专人养护，轮流值班。为了保证已浇筑完成的混凝土表面散热速度不至于过快，在其表面我们铺盖了草袋，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28天。大石桥中心医院工程地下室浇筑混凝土3600立方米，至今未出现有害裂缝或渗漏现象。

参考文献：

[1]胡国伟.试论大体积混凝土裂缝的成因及其治理.沿海企业与科技，2007，（9）.

[2]李培杰，王胜，胡文献.混凝土地下室外墙裂缝的成因与预防[J].青岛理工大学学报，2007，（2）.