探讨地下室混凝土裂缝的预防与控制

混凝土因其具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的特点，使其用量越来越大;同时还具有抗压强度高、耐久性能好、强度等级范围宽等特点，使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，而且在造船、机械、海洋的开发以及地热工程等领域，混凝土也是重要的材料，在工程建设中占有十分重要的地位。然而由于施工中存在的诸多原因，导致了混凝土构件出现裂缝。

本文以苏州市工业园区一综合性的商业街为例，通过对其超长地下室混凝土裂缝处理经验的积累，试图找出超长地下室混凝土施工过程中质量控制的关键点，总结混凝土裂缝的预防与控制措施。该工程位于苏州市金鸡湖畔，地下水位常年较高，地下室面积约3万㎡，地下室外形呈不规则南北狭长形状。

1 裂缝成因分析

项目竣工预验收期间，地下室的底板出现了大量的裂缝，地下水从裂缝部位向地面渗漏。针对这一情况，经过专家的现场论证及工程建设各参与方的讨论分析，将本工程地下室底板裂缝成因主要归纳如下：

1.1 裂缝分布主要集中在底板长向中间位置，裂缝走向沿短跨分布，应为混凝土收缩裂缝。

1.2 本工程地下室底板总长422m，沉降缝南侧约300m，北侧约122m，受上部单体分布的影响(注：上部10栋单体，层数3-5层)，设计时只设置了一道伸缩缝，而《混凝土结构设计规范》中规定伸缩缝的设置不应超过55米。且地下室外形不规则，易导致温度应力的分布不均。

1.3 底板受承台及地梁约束，整体平面刚度大，导致收缩裂缝集中出现在中部区域，其余地方零星呈现。

1.4 中间区域的裂缝形状呈45度角分布，与该区域板平面形状有关，现场裂缝走向沿中间后浇带与柱网根部交织，系早期混凝土收缩产生的内部缺陷，在温度应力作用下导致贯穿裂缝的产生。

1.5 混凝土裂缝成因很多，主要表现为：温差、水压、混凝土施工、外加剂添加、不均匀沉降、收缩等，本工程主要因收缩造成，对结构安全及使用功能不会造成影响。

2 裂缝处理措施

2.1 将裂缝分布集中的中间区域如后浇带、伸缩缝等部位面层全部凿除，对结构渗水点现状排查，采取高压注浆处理措施。

2.2 在注浆效果体现的同时，加设盲沟导入地库排水沟。

2.3 加大巡查频次，对地库渗水点彻底的排查，一经发现立即实施修复。

2.4 每周召开一次专题例会，对实施过程中存在问题商讨解决办法。

3 本次工作的经验总结

本工程紧邻金鸡湖畔，地下水位常年较高，在工程建设之初，管理方针对本工程的特点就提出：“解决了工程的渗漏问题，工程就成功了一半”。从工程使用效果看，这个管理目标未能完全实现。为避免类似问题在以后的工程中得到有效控制，下述问题应引起重视：

3.1 工程设计的质量控制。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又不均匀,存在着许多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力。因此,掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。地下室底板设计时充分考虑超长结构及不规则结构收缩应力的影响，要基于“抗、放”两个思路去解决。抗：在底板上局部设置加强带，弱化应力的梯度与累积，选择合适的具有微膨胀性能的复合型混凝土外加剂，以抵抗早期的混凝土收缩。放：按规范要求设置合适的收缩缝，以释放混凝土收缩应力和季节性当量温差应力。

3.2 加强对混凝土原材料的质量控制。因水泥、骨料、水、外加剂、钢筋材料选用不当形成的裂缝，必须对进场原材料按照国家标准进行严格检查和验收，加以预防，凡不合格的次品材料一律不得使用，或经试验后降低等级使用;对商品混凝土质量控制及其深度问题。作为建筑工程所用的材料——商品混凝土，有它的一经使用，不可召回，一旦不合格，所造成的损失远大于自身价值，其后果不堪设想。因此不但《建筑法》规定了施工单位和监理单位的质量责任，而且《建设工程质量管理条例》还明确要求：施工单位必须对商品混凝土进行检验，检验应当有书面记录和专人签字，未经检验或者检验不合格的，不得使用。同时应加强商品混凝土外部质量控制，不能只停留在对混凝土企业试验室资质以及计量检定资料的审查，尤其是对原材料检测情况和配合比设计的审查必不可少，切实做到从源头上共同把好商品混凝土质量关。

3.3 混凝土浇筑的质量控制。在底板混凝土施工时，试配选择混凝土的配合比，对振捣的密实性加强监控。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。

3.3.1 合理选择浇筑时间，夏季施工时尽量避开中午高温天气，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。避免出现施工冷缝，如万一出现，应对接搓面进行适当处理，减少冷缝出现的概率。在施工缝处继续浇筑混凝土时，应符合下列规定：①已浇筑的混凝土，其抗压强度不应小于1.2MPa。②在已硬化的混凝土表面上，应清除水泥薄膜和松动石子以及软弱混凝土层，并加以充分湿润和冲洗干净，且不得积水。即要做到：去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙。③浇筑前，水平施工缝宜先铺上10mm～15mm厚的水泥砂浆一层，其配合比与混凝土内的砂浆成分相同。④混凝土应细致振捣密实，以保证新旧混凝土的紧密结合。⑤防水混凝土结构设计，其钢筋的布置和墙体厚度均应考虑方便施工，易于保证施工质量。⑥防水混凝土应连续浇筑，宜少留置施工缝。

3.3.2 大体积混凝土的浇筑方法有：全面分层、分段分层、斜面分层、设置后浇缝等方法，施工时应充分考虑水泥水化热问题，采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。

3.3.3 避免在雨中或大风中浇灌混凝土。如施工过程中下雨，应采取必要的覆盖措;如果雨比较大的话，应该立即停止施工，并留置好施工缝，将已经浇筑的混凝土充分振捣后，再进行薄膜覆盖。雨停后对施工缝的处理亦应有合理的施工方案。

3.3.4 对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝的产生有利。

3.4 混凝土养护。

实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降。因此，混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求:

3.4.1 防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;

3.4.2 防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝;如大体积混凝土浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

3.4.3 防止先交浇筑的凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到2个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩;另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

3.5 现代建筑在设计时，因考虑到后期的使用问题，地下室的面积都较大，考虑到建筑物的沉降以及混凝土收缩应力的作用，后浇带的封闭一般都在两个月左右。后浇带不封闭，一旦遇到夏季多雨，就会造成雨水回灌，影响后续的工序施工。因此，项目开工之前应做好充分准备和组织图纸会审，把各工序、专业的衔接点处理方案及施工顺序安排好。本工程地下室渗漏点较多出现的另外一个原因就是施工顺序安排不到位。土建单位在封闭地下室后浇带后，急于赶工，在未完全处理完地面渗漏点的情况下，就开始实施基层找平、环氧地坪施工，夏季雨水增多、地下水位升高后，前面未发现的渗、漏水点即开始大量出现。

以上是对地下室混凝土裂缝的成因及控制进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对具体的预防和改善措施意见比较统一，同时在实践中的应用效果也比较好，具体情况需要我们在工作中多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。