鋼筋混凝土地下室外墻裂縫成因及控制探討

摘 要：本文從多個(gè)角度系統(tǒng)的論述了鋼筋混凝土地下室外墻裂縫的產(chǎn)生原因，并從施工材料、施工工藝以及后澆帶設(shè)置等多個(gè)角度針對(duì)性的提出了控制地下室外墻裂縫的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：外墻；后澆帶；澆筑；裂縫

中圖分類號(hào)：TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 地下室外墻裂縫成因分析

1.1 設(shè)計(jì)因素

施工后的地下室底板主要受墊層的約束，而墊層所產(chǎn)生的約束力較小，因而底板混凝土產(chǎn)生的收縮變形較小，但地下室外墻會(huì)受到底板有力的約束，外墻會(huì)受到很大收縮應(yīng)力，為抵抗該收縮應(yīng)力應(yīng)在外墻中配置用于抗裂的水平構(gòu)造筋來提高其抵抗變形能力，但設(shè)計(jì)中往往該類配筋較低；構(gòu)造中連接在一起的墻柱中，柱體截面和配筋率均比墻體高，因而在混凝土收縮過程中兩者會(huì)有較大收縮變形，尤其在墻柱連接部位會(huì)出現(xiàn)較大集中應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫生成。

1.2 材質(zhì)因素

混凝土材質(zhì)包括其強(qiáng)度等級(jí)、防滲等級(jí)以及混凝土的配合比、水灰比、坍落度等，地下室外墻采用的混凝土一般強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)較高，因而所用的水泥標(biāo)號(hào)和水泥用量較大，導(dǎo)致后期產(chǎn)生裂縫的因素較多。現(xiàn)代建筑多采用商品混凝土，該類混凝土要求具有一定流動(dòng)性和較高的粘塑性，泌水少、離析性差等性能，同時(shí)由于混凝土在輸送中要經(jīng)過大量轉(zhuǎn)彎、接頭，因而混凝土內(nèi)砂漿含量較大，導(dǎo)致混凝土的坍落度較高，其高砂漿率必然導(dǎo)致混凝土水化熱較高，澆筑后混凝土早期熱脹較大，開裂幾率增加。

1.3 塑性收縮

初凝前混凝土由于水分蒸發(fā)，內(nèi)部游離水分逐步移向表面，導(dǎo)致混凝土在塑性階段體積收縮，該收縮一般為體積的1-2%，若施工時(shí)外界環(huán)境溫度高且相對(duì)濕度低則其內(nèi)部遷移水分不足以供應(yīng)表面，蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致表面失水干縮，而其會(huì)受到底部混凝土約束，導(dǎo)致表面出現(xiàn)規(guī)則的收縮裂縫，該裂縫可通過二次振搗用以彌補(bǔ)，若不及時(shí)處理則會(huì)發(fā)展為貫穿裂縫。

1.4 干縮裂縫和溫差脹縮裂縫

澆筑后的混凝土內(nèi)水泥水化反應(yīng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致水花收縮，該收縮在混凝土初凝前表現(xiàn)為宏觀體積收縮，初凝后則會(huì)在促骨料形成的骨架內(nèi)生成空隙，而在后期水化過程中會(huì)不斷消耗水分導(dǎo)致毛細(xì)孔內(nèi)自由水減少，一旦外部養(yǎng)護(hù)水分不足則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部自干燥，自干燥現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致毛細(xì)孔內(nèi)生成負(fù)壓而導(dǎo)致混凝土干燥收縮，該現(xiàn)象尤其在強(qiáng)度較高時(shí)較為明顯；同時(shí)水泥水化熱會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)溫度明顯升高，該溫度和混凝土的入模溫度累積后會(huì)導(dǎo)致較大的內(nèi)外溫差，但混凝土的線性膨脹系數(shù)較小，因而導(dǎo)致裂縫生成的幾率很大，數(shù)據(jù)顯示當(dāng)混凝土和外部環(huán)境溫差達(dá)到25℃則會(huì)導(dǎo)致裂縫的生成。

1.5 施工因素

澆筑混凝土所采用的模板若多次重復(fù)使用并導(dǎo)致模板部分變形，或在澆筑混凝土前未涂刷脫模劑或未充分濕潤，導(dǎo)致混凝土澆筑后表層因模板吸收水分而導(dǎo)致表層缺水最終生成表面塑性裂縫。尤其后期養(yǎng)護(hù)不足則會(huì)導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，最終影響結(jié)構(gòu)安全；若施工混凝土入模坍落度過大則會(huì)導(dǎo)致混凝土離析而影響墻體勻質(zhì)性，在混凝土硬化過程中會(huì)由于收縮應(yīng)力而導(dǎo)致裂縫的生成；混凝土振搗過程中若局部過振則會(huì)導(dǎo)致該部位砂漿密集并形成薄弱環(huán)節(jié)易于開裂；地下室外墻混凝土施工后回填不及時(shí)或出現(xiàn)溫度驟降則會(huì)由于較大的溫差應(yīng)力而形成開裂。

2 地下室外墻裂縫控制措施

2.1 材料控制

應(yīng)盡量選用中低熱水泥以降低水化熱量，降低混凝土溫升量，同時(shí)在保證混凝土強(qiáng)度等級(jí)的前提下應(yīng)降低水泥用量以降低水化熱量，并以此環(huán)節(jié)因混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)過高導(dǎo)致裂縫的生成，并應(yīng)充分利用混凝土的后期強(qiáng)度以控制混凝土溫升，降低其溫度應(yīng)力，減少裂縫生成；應(yīng)盡量選用粒徑較大的促骨料，便于在發(fā)揮水泥有效作用的同時(shí)達(dá)到減少收縮的目標(biāo)，進(jìn)行混凝土級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在滿足可泵性的前提下盡量降低其砂率；細(xì)骨料則應(yīng)盡量選用中粗砂以降低水泥用量；在混凝土拌合時(shí)應(yīng)盡量摻加適量外加劑以改善混凝土性能，提高其和易性、可泵性，并可在保證混凝土性能的同時(shí)降低水泥用量和用水量，并可提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。

2.2 施工控制

（1）降低出機(jī)溫度。混凝土內(nèi)促骨料比熱較小但所占比例較大，而水的比熱最大但所占比重最小，因而影響混凝土出機(jī)溫度最大的是促骨料和水的溫度，因而在拌合前可采取降低促骨料和水的溫度，可采取搭設(shè)遮陽裝置或噴射水霧等方法來降低促骨料溫度和采用剛抽出的水作為拌合用水來降低拌合物溫度。（2）混凝土澆搗。針對(duì)泵送混凝土流動(dòng)性大的特點(diǎn)在施工中一般采取分層澆筑，并加強(qiáng)混凝土的二次振搗，通過二次振搗排出因泌水導(dǎo)致在促骨料和水平鋼筋下部生成的水分和空隙，防止由于后期混凝土沉落導(dǎo)致裂縫的生成，但應(yīng)控制二次振搗時(shí)間在混凝土初凝前以保證其握裹力，同時(shí)應(yīng)控制其澆筑速度和下料間距，一般控制下料間距不超過3m。（3）混凝土養(yǎng)護(hù)。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)澆筑后的混凝土進(jìn)行保濕和保溫養(yǎng)護(hù)，以提高混凝土的極限拉伸并延緩因水化熱導(dǎo)致的降溫，降低因此導(dǎo)致的溫度應(yīng)力和溫度裂縫的生成。（4）回填保養(yǎng)。外界環(huán)境和外部氣候可直接影響混凝土內(nèi)水分蒸發(fā)，因而在地下室混凝土外墻拆模完畢后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行土體回填，以隔絕其與大氣間溫濕差異，降低收縮。

2.3 設(shè)置后澆帶

后澆帶是釋放混凝土早期約束應(yīng)力的技術(shù)措施，后澆帶寬度和內(nèi)部鋼筋處置方式無一定論，尤其是內(nèi)部鋼筋處理大部分不僅讓鋼筋連續(xù)，并且做加強(qiáng)筋來強(qiáng)化鋼筋功能。但從技術(shù)角度而言，應(yīng)盡量減少穿越后澆帶內(nèi)鋼筋數(shù)量以更加充分的釋放混凝土收縮應(yīng)力，并且樓板內(nèi)鋼筋因連接施工較為方便因而可做斷開處理，而梁體內(nèi)鋼筋連接較為困難則可保持連續(xù)貫通；若后澆帶內(nèi)鋼筋截?cái)鄤t由于兩側(cè)混凝土抗拉剛度較小因而其寬度不低于100mm即可，而內(nèi)部鋼筋連續(xù)的后澆帶則應(yīng)盡量增大其寬度；后澆帶內(nèi)混凝土澆筑應(yīng)保證兩側(cè)混凝土收縮已完成30%以上，澆筑用混凝土應(yīng)較兩側(cè)混凝土強(qiáng)度高一個(gè)等級(jí)；后澆帶兩側(cè)應(yīng)做成企口形式以增強(qiáng)新舊混凝土連接強(qiáng)度，并且在澆筑內(nèi)部混凝土前應(yīng)將兩側(cè)鑿毛并清除干凈。

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