地下室砼裂縫原因分析及預防措施

張劍平

摘 要:在高層建筑工程中,地下室砼裂縫問題越來越受到重視,它不僅關系到建筑的使用年限,而且也影響建筑物的使用性能。本文針對地下室砼裂縫的原因進行分析,進一步提出預防砼裂縫的措施。

關鍵詞:地下室;砼裂縫;原因;措施

1 砼裂縫的分類

砼的裂縫按產生的時間分為硬化前裂縫、硬化中裂縫和硬化后裂縫。按結構荷載分析其裂縫分為二種類型 :由外荷載 ( 直接荷載 ) 引起的裂縫, 也稱為結構性裂縫、受力裂縫。

由間接荷載即變形變化引起的裂縫。包括溫度、溫度、收縮和膨脹、不均勻沉 降等因素引起的裂縫。也稱作非結構性裂縫。地下室的裂縫大多是非結構性裂縫產生。

2 砼裂縫的主要特征

通過大量的工程實例證明, 地下室裂縫主要表現在墻板和頂板部位。頂板裂縫大多數與跨度成 45 度左右的斜角,個別裂縫穿過兩塊以上的頂板。墻面裂縫多數豎向裂縫, 寬度自下而上逐漸變窄, 長度接近墻的高度,墻面兩端較少,中間部位較多。

裂縫出現時間在砼澆筑6 0天之內出現, 并隨著時間增長, 裂縫逐漸增多。

3 砼裂縫產生的原因

通過多年的現場實踐和總結, 裂縫產生的原因歸為以下幾類。

3.1 砼硬化性能導致裂縫:由于水泥的水化作用,澆砼后溫度提高,砼初期體積有微膨脹作用, 隨著溫度下降體積急劇收縮。同時水泥用量過多,水泥細度小等原因造成水泥的化學收縮、 干縮引起的熱脹冷縮等原因。

設計存在的原因。隨著現代結構規模日趨增大,超長、超厚、超靜定結構成為普遍采用的結構形式。這種結構形式有顯著的約束作用。對于各種變形必然產生較大約束應力,這也是地下室砼裂縫又一個因素。

3.2 基礎沉降導致裂縫:

不均勻沉降導致主樓與地下室交界處大梁兩側的樓板在支座處產生負彎矩造成 45 度裂縫。如主樓與地下室的地質情況存在差異,不均勻沉降導致砼地下室裂縫更為明顯。

3.3 施工過程及工藝方法不當造成的裂縫:工程實踐證明, 選用原材料質量不好,配合比設計不當,使用過期的UEA 微膨脹劑,坍落度控制不好,施工中任意加水以及砼養護不好,拆模過早,鋼筋保護層或鋼筋間距控制不好,頂板側壁開洞過大或私自預留安裝空洞而未采取加強措施,地下室頂板施工荷載或堆載過大,砼施工的操作程序不當,出現蜂窩、麻臉、孔洞等多種因素。這些因素均會導致砼收縮加大而產生裂縫。

3.4 施工溫差造成的裂縫 :

對大面積砼,較大溫差會使砼產生不均勻的溫度應力, 這也是引起砼產生裂縫的重要原因。主要包括險內外面差大, 晝夜溫差大, 日照下砼的陰陽差的溫差、拆模過早及氣候突變等方面等因素。所以夏季高溫季節,日溫差大和強西北風南下時,地下室出現的裂縫增多。

4 對地下室砼裂縫采取的預防措施

第一類型地下室砼裂縫可采用人工因素控制,第三類型地下室砼裂縫可按設計為伸縮縫加以解決。但此方也有許多缺點,主要是造價高,地下室不能連成整體, 伸縮縫的防水效果不理想。近年來超長砼結構的無縫設計與施工技術在實踐中得到發展,且有許多成功的工程實例取得良好的效益。通過多年的積累和研究總結一套地下室砼控制裂縫的措施。

4.1 摻入微膨脹劑制成補償收縮砼

在澆筑砼中摻入UEA 、 HEA 等做膨脹劑,利用其膨脹性能補償砼凝結收縮?？煞乐够虼蟠鬁p輕砼硬化過程產生的收縮裂縫,從而達到抗裂防滲的結構目的,例如用 UEA 微膨脹劑以 10%～20% 等量取代水泥制成補償收縮砼, 控制其膨脹率εc=0.02%-0.05% 從而抵制砼在硬化過程中全部或大部分拉應力,以砼的收縮值減去砼的膨脹值,其值在砼的極限應變內,則可使砼結構不裂。

4.2 設置砼膨脹帶

由于砼中微膨脹劑的膨脹變形不會與砼的早期收縮變形完全補償,為了實現砼連續澆筑無縫施工而設置的補償收縮砼帶, 根據一些工程實踐,一般超過 60m 應設置膨脹加強帶,膨脹帶的做法:膨脹加強帶寬 2～3m,帶的兩側布置 5mm 的密孔鋼絲網。將帶內砼和帶外砼分開,鋼絲網垂直布置在上下層鋼筋之間, 網兩端分別扎在鋼筋上。膨脹帶內增設 10% 水平溫度加強筋,與膨脹帶方向垂直布置, 兩端伸出膨脹帶 2m 各與上下層鋼筋固定, 配筋直徑減少,間距加密。

4.3 設置后澆帶

后澆帶和膨脹加強帶一樣作為砼早期短時期釋放約束力的一種技術措施,后澆帶按其作用分三種:一種是為解決高層建筑主樓與裙房的沉降差而設置的后澆施工帶稱為沉降后澆帶;另一種是為防止砼結構收縮開裂而設置的后澆施工帶稱為收縮后澆帶。第三種是為防止砼因溫度變化拉裂而設置的后澆施工帶稱為溫度后澆帶。 在實際設計中應注意幾下幾點:

1)后澆帶縫寬,理論上后澆帶寬度只須1cm已足夠保證溫度收縮變形,但考慮施工方便,并避免應力集中,具體寬度應根據后澆帶設置位置及砼厚度決定。

2)后澆帶梁板、底部模板支撐必須待后澆帶間距為 30～40m 后澆帶斷面可做企口式,在澆筑砼前,斷面須鑿毛處理。

3)后澆帶澆注應采用強度等級提高一級摻加微膨脹劑的方法。

注意后澆帶的養護,后澆帶梁板、底部模板支撐必須待澆筑完成并達到強度后方可拆除,以提高砼的密實度和抗滲性。

4.4 設計方面

加強水平鋼筋的配置: 第一,水平鋼筋保護層應盡可能小。第二,防開裂鋼筋的間距不宜過大,可采用小直徑鋼筋小間距的配置方式。第二,考慮溫度收縮應力因素配置鋼筋。

取消墻體與柱子的固端連接,通過端體與柱子的分離來減小墻體受到的約束力, 盡可能使墻體能夠自由收縮。

縮小墻體水平鋼筋的間距,在兩個構件配筋率相同的情況下采用小直徑鋼筋砼構件的極限抗拉變形能力。

4.5 加強施工管理

優化砼配合比設計:砼應嚴格振搗密實, 提高砼密實度,砼振搗時,要求現場旁站管理人員密切注意操作人員操作,及時提醒工人按要求施工,振動器插入點間距要均勻并小于30CM,插入式振動器插入時間不宜過長,防止骨料加速下沉表面產生浮漿,從而避免砼結構出現裂縫。保證砼的質量。

落實好砼澆筑后的養護措施,做好砼保溫養護,保證砼內外溫差不超過25℃,溫度陡降不超過10℃。拆模后砼體應全面積覆蓋, 同時定人、定時澆水養護,并保證砼在養護期間處于濕潤狀態,養護時間不少于二周。

降低室內外溫差的影響,夏季施工時應盡量避免烈日下澆筑樓板砼,降低砼入模時間, 地板墊層上平鋪油氈作滑動層。地下室四周士方要及時回填,且應分層夯實,盡量縮短砼墻壁體施工外露時間,減少室內外溫差變化對砼側壁的影響。

5 總結:地下室砼裂縫受設計、施工、材料及環境多方面因素的影響,只要我們從每個環節人手把好關,根據工程的具體情況,進行裂縫產生的原因分析、確認,制定預防措施,精心組織施工,地下室砼裂縫是可以得到預防的。