浅谈民用建筑地下室混凝土裂缝控制技术

2021-03-31王举中兰州新现代建筑设计有限公司甘肃兰州730000

砖瓦 2021年6期

王举中（兰州新现代建筑设计有限公司，甘肃兰州 730000）

我国经济发展的同时技术水平也不断创新和优化，建筑行业的新技术、新设备、新理念等层出不穷，建筑规模也不断扩大，从最初的低层到如今的高层。而民用建筑地下室是民用建筑最基本的结构，帮助居民扩展使用空间，其质量甚至影响建筑物的整体质量和居住体验。探究民用建筑地下室混凝土具有特殊意义，混凝土强度较高，同时能够更好地抵抗渗水、暴晒等带来的影响，但是另一方面对施工技术要求较高，否则会出现裂缝问题。因此对混凝土裂缝技术进行探究和控制，对建筑物的质量有重要意义[1]。

1 工程概况

该工程为双层地下室，地下一层为车库，二层为人防，整个建筑35层，总面积87180.05m3。建筑工程结构裂缝等级为三级，地下室裂缝宽度最大限度0.2mm。

由于地下室结构复杂，形状较为不规则，其底板厚度约620mm，顶板厚约190mm，外墙厚度约350mm。底板、顶板和外墙均采用C35混凝土，抗渗等级达到P6，为了提高混凝土的性能，增加了AEA型膨胀剂，能够有效提高抗渗水等能力。地下室建筑工程中混凝土的使用较多，因此水化时放出热量时非常容易出现裂缝问题，是技术人员需要重点解决的问题。

2 裂缝类型

2.1 温度裂缝

温度裂缝指由于温度的变化导致混凝土收缩而出现裂缝，主要表现为内部和外部裂缝，宽度约2mm~4mm之间。主要因为内外温差较大导致大体积混凝土裂缝，在浇筑时也容易发生。

2.2 表面微裂缝

表面裂缝又叫塑性裂缝，此种情况在混凝土中出现情况最多但是却少有贯通，且通常不深，常出现在混凝土保护层中。技术人员认为出现表面微裂缝原因是泌水导致，但部分专家认为水泥水化导致体积缩小，同时加上混凝土配比过程中颗粒搅拌不均匀，振捣不足，在抹面后没有采用防蒸发措施等。

2.3 干缩裂缝

混凝土裂缝中最常见的是干缩裂缝，主要由于混凝土自身性能问题导致。混凝土混合物中含有大量砂石，砂石的收缩能力有限，直接影响了混凝土的收缩能力。水泥石收缩能力和选择品种、水量和石灰配比有关，在通风环境下收缩裂缝在水泥凝结之前就会产生，但是在封闭空间的养护下收缩裂缝现象不会出现。墙板浇筑成型后混凝土已经初具一定强度，发生收缩时将表现为干缩。混凝土干缩情况与温度裂缝几乎同时进行，同时受到温度影响，墙体内的水分蒸发，在混凝土内部形成湿度梯度。热胀冷缩原理下湿度梯度会转变湿度应力，由于技术人员没有定期养护，受到干燥的影响墙体毛细孔产生收缩，最终导致混凝土早期出现表层干裂现象[2]。

3 裂缝原因深入探究

除了上述几种常见裂缝类型外还有几种重点因素导致裂缝产生。

3.1 原材料选择

骨料颗粒径减少导致用水量逐渐增加，混凝土将会加剧收缩。如果选择的水泥无法满足施工要求，颗粒物较多，将会导致水泥无法和外加剂更好地混合，无法更好防止收缩。此外混合剂种类较多，质量也无法统一，采购人员选择时只能根据强度指标进行选择，无法考虑水化热等影响，并且加上采购人员经验不足，缺少相关的研究，都会导致混凝土的耐久性降低，裂缝问题频发。

3.2 结构温差造成裂缝

由于水泥出现水化现象，大量热量释放，混凝土自身导热能力较弱，热量在结构中长时间累计无法传导，导致内外部温差较大，受到温度的影响最终出现裂缝。当混凝土构件外部和中部温差达到28℃时会造成表面裂缝，浇筑后温度持续升高后混凝土体积轻微膨胀，随着温度降低迅速收缩。此外除了温度的影响还有化学和干燥收缩两种情况。混凝土最初的拉伸强度较低，更容易出现裂缝问题。同时由于混凝土的收缩导致内部拉应力加大，一旦超过极限则非常容易出现裂缝现象[3]。

3.3 收缩膨胀导致裂缝

混凝土在凝结过程中体积也会相应发生改变，当周围温度较高且水泥用量较多时体积逐渐增大，反之缩小。混凝土出现裂缝时会由表面到内部逐渐延伸，外部较快，内部较慢。中心混凝土约束了表面收缩，导致裂缝出现。混凝土收缩是一个初期程度较高，后期缓慢的过程。

3.4 沉降不均匀导致裂缝出现

在民用建筑中，地下室不同位置的承载能力和结构都有所不同，受到静荷载和施工荷载影响不同沉降位置表现不一，沉降不均匀将对建筑和地下室之间的支座造成压力，导致许多民用楼和地下室交汇位置的墙体出现裂缝。受到地质和地形影响，沉降不均匀导致的裂缝问题将会更加严重。

4 民用建筑地下室混凝土裂缝控制技术探究

4.1 膨胀带

为了实现混凝土浇灌时能够无缝施工，膨胀带能够满足施工的要求。混凝土中膨胀剂的作用下无法完全补偿与混凝土早期的收缩，在施工过程中需要设置膨胀带。膨胀带需要设置在混凝土膨胀和收缩应力最大的部分，通常在地板中间，针对超过一半混凝土伸缩缝设置间距的情况需要使用多条膨胀带。其作用表现为：

a.膨胀带能够提高混凝土设计强度，和不设置膨胀带比能够提升8MPa左右，能够有效提高混凝土的强度和抗拉应力，有效避免了混凝土在中间部位断裂问题[4]。

b.膨胀带中使用的膨胀剂需要比其他位置使用量较高，能够形成中间膨胀较大、两端膨胀较小的情况，以此来补偿收缩曲线。做法为：膨胀带宽3m左右，两端装有5mm钢丝网，带内和带外混凝土分开减少石子通过。钢丝网要用垂直的方式放置在钢筋之间，钢丝网两端固定在钢筋上。钢筋与膨胀带垂直，两端高出膨胀带2m,两端再使用钢筋固定，间接加密且钢筋直径缩小。膨胀带的目的是为了避免混凝土发生形变问题，能够更加符合无缝施工的标准。

4.2 后浇带

在一定范围内结构的长度会影响温度的应力。后浇带和膨胀带都是施工过程中避免裂缝出现的有效方法，能够在混凝土早期时释放约束力。后浇带设计上与膨胀带不同，在钢筋断开、宽度标准和加强筋连接方面都有不同标准。

a.控制后浇带钢筋的总量能够更好地释放混凝土收缩应力。由于焊接施工较为方便，在楼板内钢筋及侧壁进行断开处理。同时由于在梁钢筋连接处焊接操作难度系数较大，需要保留一部分钢筋，尽量保证梁底钢筋的连贯。

b.后浇带内钢筋抗拉能力小于两侧混凝土抗拉能力，后浇带内钢筋提供拉伸变形，截断的后浇带宽度保留100mm即可，施工过程中为了操作方便常选取900mm。钢筋连续的后浇带需要根据施工需要选择性增加其宽度。

4.3 增强钢筋混凝土抗拉能力

混凝土裂缝问题出现与混凝土拉伸极限强度有关，而拉伸极限又与配筋率有所关联。所以为了避免裂缝问题则需要使用抗变形钢筋，能够在温度变化过程中更好地抵抗热胀冷缩带来的影响。在侧壁上还需要使用水平钢筋，对混凝土面层起到一定的保护。侧壁受到上下板的约束导致混凝土膨胀和收缩表现不一，为了解决这一问题需要设置水平暗梁提高整体的抗拉能力，能够有效避免裂缝问题出现。墙柱连接位置设置附加筋，长度约1600mm~2100mm，钢筋总面积不变，选择直径较小的钢筋。

4.4 材料选择提高混凝土抗裂能力

混凝土最主要的材料之一是骨料，选择骨料时需要选择热膨胀系数较小且含泥量不高的材料。同时对骨料的粒径也有标准，连续级骨料混合的混凝土具有更好的融合性，能够更大程度减少所需用水和收缩情况。施工作业中要选择粒径更大的骨料，骨料粒径增加能够降低用水量和混凝土的泌水量，水泥用量也相应减少，水化热问题在控制范围内，混凝土的温度也会大幅度降低。部分地下室体积较大，骨料的选择要结合地下室的模板、混凝土浇筑技术等综合考虑。骨料的粒径大小也有标准，为了更好地捣实，最大粒径要小于结构截面的四分之一，同时不能高于钢筋净值的四分之三。