浅谈地下室混凝土裂缝原因和预防措施

崔明远 张 宇

河南省建筑科学研究院有限公司（450053）

1 开裂情况

地下室侧壁开裂的情况比较多，裂缝宽度小于0.5 mm、间距1～4 m、长度有的贯通墙壁全高，侧壁两端附近裂缝较少，中部附近较多。

裂缝往往在混凝土浇筑的60 d之内出现，随着时间的推移裂缝数量增多，部分裂缝加宽。尤其是在进入冬季气温骤变的时候。

2 裂缝原因分析

2.1 直接原因

混凝土结构裂缝产生的原因比较复杂，概括起来有两类原因:1）由外荷载引起的，因结构承载力不足而发生变形。2）结构因温差、收缩徐变，不均匀沉降等因素引起。据统计，在工程实践中，由后者（变形荷载）引起的裂缝占80%～85%，地下室混凝土裂缝大多数属于后者。

在施工过程中,它的浇筑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。混凝土在浇筑一个月左右,完成收缩40%。60 d内完成收缩65%，20年后完混凝土收缩的98%。混凝土的收缩变形是一个初期大，以后逐渐减少的过程。

2.2 间接原因

边界条件如地基和侧面土对混凝土构件的变形约束作用，混凝土构件的刚度差异，使混凝土变形不协调。

侧壁混凝土浇捣时地板刚度大，受到地板的刚度约束，早期形成压应力，后期混凝土温度下降，产生拉应力，当拉应力大于钢筋的抗拉强度时则出现裂缝。

混凝土变形与限制膨胀条件有关。当气温上升时,地板和底板混凝土因为温度升高而向外膨胀，侧壁和地板相互约束,在侧壁的外侧形成垂直裂缝，当地板和顶板受冷收缩时,侧壁内侧形成垂直裂缝。由于侧壁在边角部分受到的变形量比中部大，同时纵横侧壁的相互约束,因而侧壁两端附近裂缝小，中部附近裂缝多。

3 控制裂缝的措施

3.1 补偿收缩混凝土

即在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。例如用UEA膨胀剂,以10%～20%等量取代水泥，拌制成补偿收缩混凝土,其限制膨胀率ξ2=0.02%～0.05%，按公式 α=μESξ2，可在混凝土中建立 0.2～0.7 MPa的预压应力，从而抵制混凝土在硬化过程中全部或大部分拉应力，以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值大于或等于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝:ξ2–Sm≧ξp,使混凝土结构不裂。

3.2 后浇带

后浇带作为膨胀加强带一样作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用。

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。

3.3 提高钢筋混凝土的抗拉能力

混凝土的抗裂能力取决于混凝土的极限拉伸值,根据有关资料:混凝土的极限拉伸值与配筋有关。因此，混凝土应考虑增加抗变形钢筋，即增强对混凝土由于长期干缩和气温温度化引起的热胀冷缩的抗变形能力。对于侧壁，增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用。选择冷轧带肋钢筋，冷轧扭钢筋，明显增强混凝土的抗裂能力。

在墙柱连接处设水平附加筋，附加筋的长度为1 500～2 000mm,配筋率提高 10%～15%。

钢筋在保持总面积不变的情况下,根据直经小，钢筋布置间距密的方式选择钢筋，能减少裂缝的最大宽度。同时也要考虑混凝土易于振捣密实。

侧壁受底板和顶板的约束,混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力，水平构造筋放在竖筋的外侧，有利于控制墙体裂缝的发生。

3.4 施工措施

①优化混凝土配合比设计:通过试验优先选择合适的外加剂和掺合料，适当降低水灰比和减少水泥用量，选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥，选用优质粉煤灰，砂和石含泥量要小，级配良好；②混凝土应严格振捣密实，提高混凝土密实度；③落实好混凝土浇筑后的养护措施,尽量做好保湿保温养护，既可使混凝土初期获得更高的强度，还可减少混凝土的温度应力与收缩应力，养护时间在14 d以上；④降低室外温差的影响。夏季施工时应尽量避免在烈日下浇筑楼板混凝土。降低混凝土的入模温度。地板垫层上干铺油毡作滑动层。地下室四周土要及时回填，且应分层夯实，既加强地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，又可尽快避免室外温度变化对侧壁的影响。

[1]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S].