探討地下室混凝土施工中的抗裂防滲技術

摘要：隨著社會、經濟的不斷發展，城市建筑中出現了各種類型的地下室，從而增加了土地的利用率，有效緩解了城市土地資源的緊張局面。但是，由于地下室的長度較長、體積較大，很容易出現各種裂縫而發生滲漏現象，給工程的安全帶來一定的隱患。本文在分析地下室混凝土結構裂縫成因的基礎上，對其抗裂防滲技術進行了探討。

關鍵詞：地下室;混凝土施工;抗裂防滲技術

1 地下室混凝土結構產生裂縫原因分析

1.1混凝土開裂原理

混凝土屬于剛性建筑材料，其特點是強度和剛度較高，不易變形，造價較為低廉，缺點則是較易開裂而發生滲漏。從力學方面看，混凝土材料在硬化過程中會受到各種復雜的外力作用而產生應力，同時，當環境的溫度變化較大時，材料自身的體積也會隨之發生變化，當這種體積的變化受到約束時，就會在材料的內部產生溫度應力，當以上這些應力超過其自身的抗拉強度時就會造成混凝土開裂而發生滲漏現象^[1]。

1.2地下室混凝土結構易產生裂縫的部位及其原因分析

⑴地下室外墻

地下室外墻一般都比較長，當外墻的混凝土結構澆筑結束后，混凝土在硬化過程中由于失水而出現干燥收縮，在這個干燥收縮過程中，外墻的底部、頂部不但會受到一定的約束，而且也受到外界環境的影響，在兩者的共同作用下就產生了較大的收縮應力，當收縮應力超過一定限度時，就會在混凝土外墻上產生裂縫。

⑵地下室承臺底板

在建筑工程中，地下室的面積一般都比較大，即使在設計上已經通過后澆帶將其分為多個區域，每個區域也仍然具有不小的面積，再加上地下室承臺的尺寸通常也比較大，一次澆筑混凝土的數量也比較大，當地下室承臺底板的混凝土結構澆筑完成后，混凝土中的水泥由于發生水化現象而釋放出大量的水化熱，致使混凝土結構在內部與外部之間出現較大的溫差，從而帶來一定的溫度應力。另外，混凝土在逐漸硬化過程中，其體積會由于失水而出現干燥收縮現象，同時，混凝土在環境溫度、濕度和約束狀態等外部條件的影響下，也會產生收縮應力。當溫度應力或收縮應力值達到一定程度時，就會導致地下室承臺底板開裂而發生滲漏現象，因此，溫度應力和收縮應力就是造成地下室承臺底板開裂的主要原因。

⑶地下室其他部位

在地下室混凝土結構中，除了外墻和承臺底板之外，地下室的樓板和頂板部位也有可能出現開裂而造成滲水現象，通常都是由干燥收縮或施工堆載等原因所造成。

2 地下室混凝土施工中的抗裂防滲技術措施

2.1優化混凝土結構的配筋設計

在地下室混凝土結構中，對于受到干燥收縮變形或溫度變化而導致的裂縫，通常可通過優化配筋設計的方法來阻止裂縫的形成，從而達到抗裂防滲的效果。一般情況下，地下室的混凝土結構可在計算配筋的基礎上，采取細而密的配筋方式來合理布置鋼筋，從而達到加強構造配筋的目的，即以較密的鋼筋來加強對相鄰混凝土的約束，以避免或降低混凝土出現裂縫的機率。

2.2合理選擇混凝土的原材料^[2]

⑴水泥

水泥的抗裂性能對于混凝土的抗裂性能有著重要的影響。試驗證明，水泥的抗裂性能跟水泥的C4AF含量、C3A含量、堿含量及其早期的強度等因素有關，水泥的C4AF含量、C3A含量和堿含量越低，水泥的抗裂性能就越好，混凝土結構的抗裂性能也就越好，而水泥早期的強度越高，其抗裂性能反而越差，混凝土結構的抗裂性能也就越差。因此，為了提高地下室混凝土結構的抗裂防滲性能，一般可在滿足設計要求的基礎上，選擇早期強度低、堿含量低、C4AF含量低和C3A含量低的水泥。

另外，由于不同種類的水泥在摻合料方面有所不同，混凝土的干燥收縮值也存在著相應的差異，而混凝土的干燥收縮值越小，其抗裂防滲性能就越強，在比較常用的普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥和粉煤灰水泥三者中，在收縮值方面，粉煤灰水泥<普通硅酸鹽水泥<礦渣水泥，因此，采用粉煤灰水泥的混凝土結構，其抗裂防滲性能最好，普通硅酸鹽水泥次之，礦渣水泥最差。

⑵粗骨料

混凝土中的粗骨料一般為石子，試驗證明，混凝土的收縮值與粗骨料有著較大的關系。各種常用粗骨料的收縮值大小關系為：石英巖<石灰巖<花崗巖<板巖<砂巖。在地下室混凝土結構中，基于抗裂防滲性能方面的考慮，一般宜從石英巖、石灰巖和花崗巖這三者中選擇。

⑶外加劑

混凝土中的外加劑主要有減水劑和膨脹劑。一方面，可在混凝土中摻加減水劑，以減少拌和水的用量，這樣可以減少混凝土在硬化過程中因水分流失而造成的收縮，從而避免或減少開裂現象。另一方面，還可以在混凝土中添加膨脹劑，用以對混凝土的收縮進行補償，從而避免或降低混凝土收縮造成的開裂現象^[3]。

2.3優化混凝土的配合比

通過對混凝土的配合比進行優化，能夠使混凝土拌合物的和易性、流動性、保水性和粘聚性等得到改善和提高，從而避免或降低混凝土的泌水與離析現象，并減少混凝土的干縮變形。其中，水灰比對混凝土的收縮有著非常重大的影響，選擇了合理的水灰比，就能夠對溫度裂縫進行有效地控制。一般情況下，對于超長型的地下室外墻，其水灰比通常要控制在0.4以上。

2.4加強對混凝土施工過程的控制

在混凝土從澆筑到養護這一系列施工過程中，稍有不慎就會導致裂縫的出現，因此，在地下室混凝土施工中，加強對混凝土施工過程的控制是一種比較重要的抗裂防滲技術措施。

首先，在澆筑混凝土時應當對混凝土的入模溫度進行嚴格控制。尤其是在夏季高溫天氣下進行施工時，必須采取各種有效的措施來降低混凝土的溫度，當地下室的混凝土外墻比較長或高度較高時，可通過分層澆筑、分段澆筑等方法來加強混凝土的散熱。

其次，在澆筑混凝土過程中還要切實加強振搗工作，以避免出現孔隙過量現象。只有確保混凝土的空隙率達到設計要求，才能夠保證地下室混凝土結構具有較好抗裂防滲性能。

再次，要加強對地下室混凝土結構的養護。在混凝土的硬化過程中，其內部熱量主要從表面散發，這時必須確保混凝土表面的水分足夠，才能加速熱量的散發，以避免混凝土發生開裂現象，因此，在養護期間必須認真做好混凝土表面的保濕養護工作。一般情況下，在混凝土拆模后，可在其表面覆蓋麻袋，并配以澆水進行養護。

2.5合理摻加外加劑

在地下室混凝土工程尤其是具有超長外墻的地下室工程中，通常會在混凝土內摻加適量的外加劑，以提高其抗裂防滲能力。在地下室工程中應用得比較普遍的外加劑主要是高抗裂膨脹劑，膨脹劑摻入混凝土中后會跟水起水化反應，使其體積膨脹變大，并在混凝土內部產生適量的預應力，當混凝土內部出現溫度應力時，這個預應力就能夠對其進行有效抵消，從而避免了溫度應力過大而造成溫縮裂縫。

另外，由于大多數的抗裂膨脹劑都屬于有機體，跟水發生水化反應后能夠產生大量的結晶體，并進入到混凝土中的細小孔隙中去，不但降低了混凝土的孔隙率，還提高了混凝土的整體強度，并最終提高了混凝土的抗裂防滲能力。

2.6在地下室外墻加設后澆帶

在地下室外墻等大體積混凝土工程中，水泥跟水發生水化反應而產生大量的水化熱，會增大混凝土內部的溫度應力，從而導致混凝土發生溫縮現象，這時如果加設了后澆帶，當后澆帶受到溫度應力的作用時，就會進行自由收縮，從而有效抵消溫縮應力所造成的破壞，而且，后澆帶在設計強度等級上通常要比混凝土的強度高，其抗拉強度也比較高，因此，對于預防混凝土發生裂縫的效果比較好。

在地下室外墻設置后澆帶時，除了要符合相關的規范要求和“抗防兼備，以防為主”的原則外，還必須根據實際的抗裂要求及混凝土的工程量大小，對后澆帶的間距進行合理地選擇，一般情況下，地下室外墻的后澆帶間距宜控制在30～50米范圍內。

2.7在地下室外墻中設置水平暗梁

當地下室的外墻比較長時，在施工條件、環境溫度的影響下比較容易出現裂縫，而且，裂縫的產生機率隨著混凝土的等級、水泥含量和環境溫度的升高而增加。另外，超長地下室的外墻在配筋上通常都遵循“細筋密配”的原則，墻體的中部會受到項部和底部較大的約束力作用，而且，混凝土的項部與底部在重力作用下的膨脹量也不盡相同，很容易造成墻體的中部出現開裂現象。因此，在超長型的地下室外墻中，可通過在中部設置水平暗梁的方式來避免或降低墻體開裂現象。

3 結論

綜上所述，地下室的混凝土結構比較容易出現裂縫而發生滲漏現象，只有充分分析其成因并靈活運用各種抗裂防滲技術措施，才能確保地下室具有較好的抗裂防滲性能。

參考文獻：

[1]徐晟，方建鋒，方曉波，馮金光.淺談超長地下室外墻抗裂防滲技術研究[J].城市建設理論研究，2013（6）.

[2]孫桂澗.建筑物地下室施工中混凝土抗裂防滲技術[J].價值工程，2010（15）.

[3]高世雄.初探地下室施工中混凝土抗裂防滲技術[J].科技致富向導，2013（13）.