浅析地下室混凝土墙体出现裂缝的原因及其避免措施

杜清雅 王昌丽

【摘要】文章通过对混凝土自身变形产生裂缝原因的分类研究，提出了对应的解决对策，同时提出了施工中混凝土开裂因素的复杂性及混凝土开裂后的修补方法，最后对成因和对策作了系统的小结。

【关键词】水泥混凝土；裂缝；收缩与膨胀；防治对策

一、地下室混凝土墙体裂缝主要产生原因

地下室墙体裂缝主要是由于混凝土墙体收缩、温度等原因引起的变形受到底板、梁、柱等的约束引起的。

1、混凝土干缩变形

混凝土是由多种材料组成的非匀质材料，它具有 “湿胀干缩”的特性。混凝土在干燥环境中，毛细孔水分蒸发使毛细孔形成负压，随着水分的不断蒸发，负压逐渐增大产生收缩力，当收缩力受到限制时产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土就出现裂缝。

2、混凝土温度变形

凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。大量的水化热积聚在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这就形成内外的较大温差，较大的温差造成混凝土内部和外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。在混凝土的施工中当温差变化较大或混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝。

3、约束原因

地下室墙体受到的约束有内部约束和外部约束。内部约束主要有：混凝土墙内配筋对混凝土收缩变形的约束；墙体内收缩变形小的部分对收缩变形大的部分的约束；墙体内暗柱、暗梁对墙板收缩变形的约束；长度大的混凝土墙，墙端与墙中收缩变形的相互约束。外部约束主要是超静定结构的多余联系，如墙体以下的基础和底板，墙体顶上的楼板或梁，墙体两端的附墙柱或电梯井筒等。墙体混凝土收缩变形产生内应力，若受到的外約束很强，则墙体混凝土出现开裂，尤其是早期混凝土容易开裂，因为混凝土早期抗拉强度较低。

二、根据混凝土地下室墙出现收缩裂缝原因，只要措施得当，是可以避免或控制的。具体控制措施为：

（一）设计方面

1、伸缩缝是为了防止混凝土结构因温度变化而必须设计的一种构造缝。在没有充分依据时，不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。同时还应注意满足《混凝土结构设计规范》（CBSOOIO-2002）第912条的要求：“位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构，可按照使用经验适当减小伸缩缝间距”。

2、对墙体薄弱的地方，如墙中预留的大孔洞、墙高度突变的地方，可根据工程实际情况，设置后浇带，以减少混凝土的收缩应力。

3、加强水平钢筋的配置。应注意三个问题：第一，水平钢筋保护层应尽可能小些；第二，防开裂钢筋的间距不宜太大，可采用小直径钢筋小间距的配置方式；第三，考虑温度收缩应力因素配置钢筋。

4、取消墙体与柱子的固端连接，通过墙体与柱子的分离来减小墙体受到的约束应力，尽可能使墙体能够自由地收缩，从而避免裂缝的出现，但必须处理好墙体与柱子分离后之间的新老粘结成一个整体。

5、减小墙体水平钢筋的间距。大量的实例证明，钢筋水平间距为150～200mm的泵送混凝土墙体极易产生竖向裂缝。在两个构件配筋率相同的情况下，采用小直径钢筋可提高钢筋混凝土构件的极限抗拉变形能力，所以建议混凝土墙体中的水平钢筋间距由150～200mm改为100～120mm，同时控制混凝土保护厚度不得超厚。

（二）材料方面

1、正确选择水泥品种。在地下室墙板混凝土施工时，核心间题是如何防止混凝土浇筑时产生大量的水化热，即关键控制混凝土的绝热升温。大量试验证明，混凝土内部实际最高温升，主要取决于水泥用量和水泥品种。在保证混凝土强度的前题下，尽可能降低每立方米混凝土的水泥用量。一般选用水化热较低的水泥、铝酸三钙含量低、细度不过细、矿渣含量不多的水泥。在保证混凝土强度和其他性能的前提下，通过优选硷配合比，尽量减少水泥的用量，一般情况下，每立方米混凝土中水泥用量每增减l0kg，内部温度要相应升降1℃。考虑到矿渣硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥的收缩量大25%，建议地下室墙板采用普通硅酸盐水泥掺粉煤灰为好。

2、严格控制集料质量。细集料宜选用中砂，细度模数控制在2.4～2.9，其含泥量不得大于3%；粗集料宜选用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不得大于1%的碎石或破碎卵石。

3、掺加适宜、适量的减水剂，在满足施工和易性的条件下，以减少拌合混凝土的水泥浆数量，达到减少混凝土收缩的目的。

4、掺人适量的膨胀剂，配制成补偿收缩混凝土：这是因为产生体积增大1.5倍的硫铝酸钙纤维晶体可有效减少收缩内应力，增大抗裂性，并能地提高其密实性和抗渗性能，常用掺量为8%～10%UEA或8%左右的AEA。

5、掺用符合国家标准要求的粉煤灰或高性能磨细矿粉替代混凝土中的部分水泥，降低水化热、增加密实性、增强硅后期强度，以提高硅的抗渗性、抗裂性，减小温度应力。其掺量应根据水泥的品种、不同的工程对象、施工工艺，通过试验确定。

（三）施工方面

1、加强现场搅拌混凝土的制作管理，严格控制水灰比和坍落度，严禁操作人员随意加水，注意搅拌的均匀性。

2、采用预搅拌混凝土的，施工单位在混凝土浇筑前，应根据气候条件和工程的特点，向搅拌站提出混凝土的具体性能要求，特别对坍落度要严加控制。

3、运输及浇筑过程中，要防止混凝土发生离析，振捣要均匀密实以免混凝土墙体出现薄弱部位而产生裂缝。

4、改善和减小约束。尽量缩短与墙下基础和混凝土地下室底板的施工间隔时间，宜控制在7～14d内，以减小底板对墙体的约束；在胎模面上做隔离层，减小水平约束力。

5、土是最佳的养护介质，地下室墙施工完毕以后应尽快回填。

6、在气温变化剧烈的季节以及冬季，不宜使用钢模板，使用木模板要充分湿润，以利保湿和散热，拆模时间不宜过早。

（四）材料方面

1、水泥：宜用水化热较低、收缩率不大、细度不过细的水泥，不要轻易使用早强水泥。

2、砂、石：砂石的含泥量对于混凝土的抗拉强度与收缩影响很大，应严格控制，砂石骨料的粒径应当尽可能大一些且级配良好，以达到减少收缩的目的。

3、为降低用水量，保证泵送混凝土的流动性，应选择对收缩变形有利的减水剂，冬季和中低强度等级的混凝土可选用普通型减水剂，夏季宜选用缓凝型减水剂。

4、掺用粉煤灰代替一部分水泥（水泥重量的15%～20% ），可增加混凝土的密实度，延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值，减少收缩变形。

参考文献

[1]钢筋混凝土建筑结构设计与施工规程JGJ3-91》，中国建筑工业出版社，1991

[2]王铁梦，工程结构裂缝控制（M）中国建工出版社，1997.8