淺談民用建筑地下室混凝土裂縫控制技術

于振中

青島理工大學琴島學院 山東青島 266000

作為建筑結構中的一個部分，地下室結構設計十分關鍵，如果地下室承載能力不達標，整個建筑可能因為過大的應力導致結構穩定性降低，嚴重時將導致人民生命、財產遭受不可估量的損失[1]。在地下室結構中，底板與墻體裂縫現象較為普遍，也是施工時需要重點解決的難題[2]。混凝土抗裂防滲技術能夠解決這一問題，可以防止地下室底板與墻體出現大規模裂縫，但是一些技術缺陷仍無法得到有效解決。

1 工程概況

該工程為雙層地下室，地下一層為車庫，二層為人防，整個建筑35層，總面積87180.05m3。建筑工程結構裂縫等級為三級，地下室裂縫寬度最大限度0.2mm。

由于地下室結構復雜，形狀較為不規則，其底板厚度約620mm，頂板厚約190mm，外墻厚度約350mm。底板、頂板和外墻均采用C35混凝土，抗滲等級達到P6，為了提高混凝土的性能，增加了AEA型膨脹劑，能夠有效提高抗滲水等能力。地下室建筑工程中混凝土的使用較多，因此水化時放出熱量時非常容易出現裂縫問題，是技術人員需要重點解決的問題。

2 裂縫類型

2.1 干燥收縮裂縫

在完成地下室混凝土澆筑工序后，施工區域的混凝土處于塑性狀態，此時混凝土結構與外界環境存在著溫度差以及濕度差，外界環節相對較為干燥，所以混凝土表面的水分會快速蒸發流失，水分流失過快導致混凝土內部結構收縮加快，結構成型不穩定則會引起裂縫問題。如果施工時所處的環境溫度過高、濕度過低，此時由于塑性收縮而導致的裂縫問題較為普遍。除此之外，如果完成澆筑后的混凝土已經出現徹底硬化的現象，此時由于失水使得混凝土結構出現應力不均勻的情況，進而引發裂縫問題。出現這類收縮裂縫問題大多是因為混凝土配比不科學，水泥、砂、水這幾種材料的比例決定了裂縫的程度。與此同時，如果養護工作不合理，加之粗骨料配比無法滿足要求，使得干燥收縮程度增加，導致裂縫擴大。

2.2 化學收縮裂縫

化學收縮裂縫問題大多集中于配比水泥過程中，由于組成水泥的各種材料需要經過水化反應形成漿體，在發生反應時，由于處理不科學，使得混凝土出現了提前收縮現象，在澆筑時混凝土可能提前進入收縮環節，導致地下室混凝土內部結構存在著裂縫現象。這類問題的成因一般是空氣中的氧氣以及二氧化碳與混凝土材料中的成分接觸面積過大，或者空氣成分中氧氣以及二氧化碳濃度過大，導致反應的速率增加，使得混凝土出現收縮現象，而且這類收縮裂縫問題經常出現于底板結構，由于該部位結構表面系數較大，所以很容易在不穩定的環境下出現不可控的反應，最終形成不同程度的裂紋問題。相對而言，由于水泥組成成分與空氣和水發生反應而導致的裂紋問題，可以通過人為方式控制，不過也會因為人為操作不當而引起裂紋問題。

2.3 溫度裂縫

溫度裂縫指由于溫度的變化導致混凝土收縮而出現裂縫，主要表現為內部和外部裂縫，寬度約2mm～4mm之間。主要因為內外溫差較大導致大體積混凝土裂縫，在澆筑時也容易發生。

2.4 表面微裂縫

表面裂縫又叫塑性裂縫，此種情況在混凝土中出現情況最多但是卻少有貫通，且通常不深，常出現在混凝土保護層中。技術人員認為出現表面微裂縫原因是泌水導致，但部分專家認為水泥水化導致體積縮小，同時加上混凝土配比過程中顆粒攪拌不均勻，振搗不足，在抹面后沒有采用防蒸發措施等。

3 混凝土抗裂防滲技術應用要點

3.1 做好準備工作

地下室結構的穩定對于建筑整體的穩定起到了關鍵作用，對于地下室裂紋問題，如果不加以重視，在應力作用和水體侵蝕下，地下室結構會發生不同程度變化，為建筑的安全埋下了隱患。混凝土抗裂防滲技術的應用能夠降低裂紋問題出現的概率，緩解地下室結構不穩定的問題，而重點要控制好各項抗裂防滲操作工藝。在混凝土結構中，起到強度作用的主要成分是水泥，研究表明水泥是導致混凝土出現裂縫的主要因素，大多裂紋都是因為水泥配比不科學造成的。通過實驗所得數據分析可知，在拌制早期如果混凝土強度較高，那么完成拌合后，所獲得的混凝土抗裂性將會呈持續降低的趨勢，水泥的堿含量以及C3A、C4AF等含相對較低時，經過拌和后所得混凝土抗裂性則高于早期強度高的混凝土。所以在設計混凝土成分組成時，應該控制好水泥配比，盡力以后期強度高的成分為主，最好在拌和、澆筑前進行多次試驗，收集各項試驗數據，通過綜合分析確定主要的混凝土設計方案，并制定應急預案。

3.2 原材料選擇

骨料顆粒徑減少導致用水量逐漸增加，混凝土將會加劇收縮。如果選擇的水泥無法滿足施工要求，顆粒物較多，將會導致水泥無法和外加劑更好地混合，無法更好防止收縮。此外混合劑種類較多，質量也無法統一，采購人員選擇時只能根據強度指標進行選擇，無法考慮水化熱等影響，并且加上采購人員經驗不足，缺少相關的研究，都會導致混凝土的耐久性降低，裂縫問題頻發。

3.3 拌制與運輸

混凝土攪拌作業時，需要專人負責投放料，嚴格控制各類材料的投放量，減少投料比例失衡帶來的裂紋問題。在拌和工作之前、材料進場之后，需要多次測量砂石含水量，分析砂石質量對混凝土的影響，綜合多項指標將混凝土攪拌作業所需要的水量比重計算出來，為拌制工作提供精準的數據，在拌制時應該對混凝土坍落度進行綜合試驗。其次，開展混凝土攪拌工序時，應該確定拌制的具體時間，一般而言，延長拌制的時間最好控制在15min～20min，這樣可以減少拌合物不充分的現象，避免混凝土出現離析問題。

3.4 結構溫差造成裂縫

由于水泥出現水化現象，大量熱量釋放，混凝土自身導熱能力較弱，熱量在結構中長時間累計無法傳導，導致內外部溫差較大，受到溫度的影響最終出現裂縫。當混凝土構件外部和中部溫差達到28℃時會造成表面裂縫，澆筑后溫度持續升高后混凝土體積輕微膨脹，隨著溫度降低迅速收縮。此外除了溫度的影響還有化學和干燥收縮兩種情況。混凝土最初的拉伸強度較低，更容易出現裂縫問題。同時由于混凝土的收縮導致內部拉應力加大，一旦超過極限則非常容易出現裂縫現象[3]。

3.5 地下室抗浮設計

（1）正確選擇抗浮設計水位。①需在勘察報告中明確常年水位及抗浮水位。②地下室應采用室外設計地坪下500mm處位置并結合地下室周邊場地、道路高度等因素取最不利位置來確定抗浮設計水位，且抗浮設計水位不應低于該地區洪水位。③可根據實際情況分段、分塊確定抗浮設計水位。

（2）正確計算抗浮荷載。①基礎頂、頂板面等處回填材料的重度應取《建筑結構荷載規范》（GB50009-2001）中規定的較小值。②建筑使用期抗浮荷載取建筑自重、永久性覆土及固定設備自重荷載，不應包括可變荷載和地下結構與土體之間的側摩阻力；施工期抗浮荷載不應包括覆土荷載和施工荷載。

（3）正確采用抗浮設計方法。常見的設計方法有配重平衡法、抗力平衡法、浮力消除法、綜合設計法、盲溝排水等。

（4）應注重對局部無樓層或樓層較少區域、高大空間區域、樓面開大洞區域、抗浮板區域等荷重較輕部位進行局部抗浮穩定性驗算。

3.6 混凝土澆筑

開展澆筑工作之前，施工人員需要做好清理工作，及時將施工澆筑模板以及鋼筋表面的異物掃除，一是要確保模板始終處于嚴密的連接狀態，避免模板縫隙處發生漏漿，二是防止模板與鋼筋表面異物混入到混凝土中導致澆筑質量降低。其次，綁扎作業時，禁止將鐵絲等捆綁物接觸到墻體，防止接觸處形成滲水通道，出現這類問題勢必要返工處理。在澆筑階段，最好以分區段連續澆筑的方法進行澆筑作業，始終確保接縫的連續性，防止混凝土密實度降低，最終引發微小裂縫現象出現[4]。此外，開展底板澆筑作業時，最佳方式是泵送法，技術人員需要提前在現場安裝澆筑時所需的串筒、溜槽等，為后續建筑作業能夠連續、順暢進行打好基礎。

3.7 后期保養與維護

混凝土澆筑完成后，混凝土將緩慢凝固。混凝土凝固后，需要進行養護。這一環節的工作對裂縫問題的發生有重要影響。如果維修不到位，發生裂縫問題的可能性將增加。養護期間，應確保養護作業的及時性，并將養護工作移交給專業人員。由于底板混凝土厚度超過其他結構，應按大體積混凝土的養護方法進行養護。值得注意的是，在養護期間，應控制混凝土的內部溫度。一般來說，主要是通過灑水來降低混凝土內部溫度。如果混凝土內部溫度過低，選擇一些塑料薄膜鋪設在待養護的混凝土表面，然后進行保溫保濕處理，可以達到很好的效果。此外，應收集各養護階段的數據，分析混凝土結構的缺陷，這將有助于維護人員在早期解決裂縫問題，防止小裂縫發展為嚴重裂縫[5]。

3.8 后澆帶

在一定范圍內，結構的長度會影響溫度應力。后澆帶和膨脹帶是施工過程中避免裂縫的有效方法，可在混凝土早期釋放粘結力。后澆帶的設計在鋼筋斷開、寬度標準和加勁肋連接方面與膨脹帶不同。控制后澆帶鋼筋的總量可以更好地釋放混凝土的收縮應力。由于焊接施工較為方便，樓板內鋼筋與邊墻應斷開。同時，由于梁鋼筋連接處焊接作業難度系數大，需要保留部分鋼筋，以盡可能保證梁底鋼筋的連續性。后澆帶鋼筋的抗拉能力小于兩側混凝土的抗拉能力。后澆帶中的鋼筋提供拉伸變形。截斷后澆帶寬度可保持在100mm。為便于施工期間的操作，通常選擇900mm。鋼筋連續后澆帶寬度應根據施工需要有選擇地增加。

4 結語

針對民用建筑地下室混凝土裂縫技術，探究能夠有效避免裂縫問題出現的措施。裂縫的出現是建筑物結構遭到破壞的最初階段，不僅造成建筑物的質量問題還會出現保護層脫落、鋼筋腐蝕等現象。本文通過分析裂縫類型、裂縫出現的原因以及解決混凝土裂縫的相關技術措施，以此來為工程技術人員提供一定參考。