高层建筑地下室混凝土结构裂缝的预防与控制

2、材料方面粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生;骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大;混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩;水泥选择不当，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。

3、混凝土配合比设计中水泥等级或品种选用不当;配合比中水灰比(水胶比)过大;单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大;配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值;配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

4、施工及养护因素：现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生;大体积混凝土浇筑时，如果存在水灰比计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝;现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝;现场模板拆除不当，或拆模过早都会引起拆模裂缝。

三、裂缝的预防与控制

1、早期塑性收缩裂缝控制

本工程早期塑性收缩裂缝只限于地下室底板、楼板、顶板混凝土表面。水泥初凝前因表面水分蒸发快，内部水分补充不上，出现表层混凝土网状细裂缝，HPC在大风干热天气最易发生。HPC一般具有较好地流变性质，由于减水剂的作用新拌混凝土显示出良好的塑性，对改善施工性能和提高混凝土强度有好处，但它的负面影响是容易产生早期塑性收缩裂缝。应及早抹压，覆盖塑料薄膜、蓄水或连续浇水养护，防止过快蒸发面引发收缩裂缝。

2、混凝土自缩变形裂缝控制

自缩也称化学收缩，硅酸盐水泥水化前后绝对体积减小，根据前人研究报告所知混凝土水化之后存在约8%的体积减缩，这是混凝土自缩的来源。其收缩量随着混凝土龄期的延长而增加，一般混凝土成型后的40天内收缩量增长较快，其后收缩逐渐减少，并趋于稳定。这种收缩是不可恢复的，所产生的裂缝自内向外展开，一般不易被发现。地下室墙板由于受到基础底板极大的约束，混凝土墙板薄弱处就容易发生变形，出现应力集中现象，当自缩应力强度大于混凝土抗拉应力强度时墙板就会出现裂缝，自上而下贯通墙板上部。

混凝土自缩是水泥水化、凝结硬化过程中的物理化学变化，必然产生前后体积变形。自缩变形量是可以控制的，影响混凝土自缩变形的因素很多，归纳起来主要有原材料水泥、外加剂、骨料的掺用量等方面的因素;也有施工方面的因素，如水灰比大小，浇筑厚度，振捣方法等。一般混凝土构件只要严格按规范施工均可避免自缩变形而产生的裂缝。大型建筑物地下室底板、墙板及屋面板等有防水要求的混凝土构件应采用掺膨胀剂补偿混凝土收缩变形。本工程采用的膨胀剂为U型膨胀剂UEA。不管何种膨胀剂，在规定掺量下，应达到补偿收缩混凝土技术要求(GBJ119-88);水养14天限制膨胀率≥0.015%，空气中6个月干缩率≤0.045%，抗压强度≥20Mpa。湿润养护是补偿混凝土施工的关键。

3、混凝土干缩变形裂缝控制

混凝土干缩变形取决于周围介质中的湿度变化，混凝土在空气中内部吸附在胶体颗粒上的结构水分蒸发，引起胶体失水，产生收缩。另外在混凝土毛细管内的游离水分蒸发，毛细管内负压增大，也使混凝土产生收缩。由于收缩都是由表面向内进行，因而会产生表面收缩大，内部收缩小，使混凝土表面受到拉力作用，当此拉力超过混凝土抗拉极限强度时，混凝土表面就产生裂缝。保水养护，防止失水是防止干缩和增加混凝土密实性达到防渗免裂的保证措施。地下室底板、楼板、顶板可采用蓄水养护。墙板混凝土浇筑后应每天向模板面浇水湿润，拆模后应及时浇水养护、做柔性防水、回填土方，避免墙面长期暴露。

4、混凝土冷缩变形裂缝控制

本工程地下室结构施工季节为8～10月份，由于C45混凝土级配中52.5硅酸盐水泥水化热引起的温差很高，经计算总综合温差仍有35.59℃。所以应考虑温差大、降温快而产生的冷缩问题。地下室底板、楼板、顶板浇捣后需及时覆盖草袋、PVC塑料薄膜保温;墙板采用木模板保温，拆模时间应控制在混凝土综合温差25℃以内，防止水分受热蒸发过快造成局部复合变形裂缝。

四、施工实践

1、施工图优化方面

1)为了满足受力要求，地下室外墙竖向钢筋一般配得较多，而水平钢筋往往只要满足最小配筋率即可。对于地下室墙的配筋率，规范中规定的最小配筋率不等于是合理的配筋率，而是一个最小的下限值，设计时可根据具体情况适当向上调整。在满足计算要求后配筋率最好不小于C30以下混凝土为0.25%～0.3%，C40以下混凝土为0.3%～0.5%，C40以上混凝土为0.5%～0.7%，以免在施工阶段出现收缩裂缝，影响地下室防水。经设计同意我们把地下室外墙水平钢筋适当加大，根据地下室二层层高4.5m和4.8m的不同，外墙水平钢筋分别采用Φ16@130和Φ18@130并将水平钢筋设置在纵向钢筋的外侧。

2)针对大体积混凝土，要征得设计同意采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。

2、材料选择和混凝土配合比设计方面

1)根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强水泥。

2)选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。粗骨料选用粒径为5～38mm连续级配碎石;细骨料选用细度模数2.5左右的中砂。严格控制粗细骨料的含泥量，石子控制在1%以下，黄砂控制在2%以下。

3)积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。加入外加剂后，可延长混凝土的凝结时间，采取分层浇筑混凝土，利用浇筑面散热，并可大大减少施工中出现冷缝的可能性。并根据设计要求掺加混凝土致密剂。

4)正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。

5)配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。

3、现场操作方面

1)采取有效的措施保证各部位钢筋位置正确，保护层厚度符合要求，并且架设专门施工马道，严禁踩踏钢筋，避免因钢筋位置不正确而导致混凝土出现裂缝。混凝土浇筑过程中设专人看筋，出现问题及时处理。

2)浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

3)混凝土保湿养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护，养护时间为14—28天。

4)避免在雨中或大风中浇灌混凝土。对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。

4、施工现场管理方面

1)由项目经理部组成一个大体积混凝土浇捣的领导和施工生产班子，负责混凝土施工全过程，确保混凝土浇捣顺利进行。

2)按照浇捣方案，组织全体参战人员进行大型技术交底会，使每个操作工人对技术要求、混凝土下料方法、振捣步骤等做到心中有数。

3)质量部门分三班巡回监督检查，发现操作上、工艺上的问题，立即督促整改。

五、结束语