某工程地下室混凝土裂缝控制技术

　　某工程地下室总建筑面积20837.29m，其中人防区2653.97m2。整个地下室形状复杂，平面为异形，基础底板厚400mm，所有墙板厚300mm，顶板厚200mm。基础底板、墙柱与顶板为C40密实抗渗混凝土，设计要求为无裂缝自防水混凝土。混凝土裂缝的控制是一个质量难题，我们在施工中着重对混凝土拌制过程、入模温度、养护过程进行控制，并研究采用了RH-9型高效缓凝减水剂和HEA-I型抗裂防水剂，收到了良好的效果。现结合工程实例，介绍地下室混凝土裂缝控制方法。

　　1裂缝形成的机理分析

　　混凝土裂缝大致可分为二类：结构性裂缝和非结构性裂缝。

　　1.1结构性裂缝

　　产生结构性裂缝的因素很多，施工中和使用过程都可能出现裂缝。例如结构设计钢筋用量不足、配筋错误、地基不均匀下沉、超荷载、过度振动(如地震)等，都会使混凝土拉应力过大而产生裂缝。其裂缝的产生是在同一时间瞬时发生，并一次完成。

　　1.2非结构性裂缝

　　由变形变化，(包括温度、湿度、收缩和膨胀等)引起的裂缝。其裂缝的产生受环境的变化，变形受约束等因素影响，裂缝的出现与扩展都不是在同一时间瞬时完成的，它有一个“时间过程”，称之为“传递过程”，是一个多次产生和发展的过程。

　　1.2.1收缩引起的裂缝

　　收缩裂缝最为常见，主要为塑性收缩、干燥收缩和化学自收缩。

　　塑性收缩发生在混凝土凝固阶段，尤其是初凝阶段，此时水泥水化反应较强烈，混凝土中水分蒸发很快，可塑性也同时失去。混凝土在凝结硬化过程中产生体积变化，既可能收缩也可能膨胀，其变化幅度为40×10-6-100×10-6。温度较高，水泥用量较多，自身体积变形趋于增大。

　　干燥收缩发生在混凝土凝固后，如太早拆模混凝土表面的水份蒸发快，表面层混凝土体积缩小，而内部混凝土失水较慢，体积变化小，产生内外变形的差异，表面产生拉应力大于混凝土极限拉应力时就产生裂缝。

　　自收缩发生在混凝土的后期硬化过程中，由于水泥的水化反应，水化生成物体积缩小，尤其是硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制的混凝土。

　　1.2.2温度变化引起的裂缝

　　当环境温度发生变化时，混凝土将发生变形，变形遭受刚度、强度较大的构件约束时，构件将产生拉应力，应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生温度裂缝，如地基对地下室墙体温度变形的约束等。

　　此外，因设计、材料、施工及使用不当等原因引起的裂缝。

　　2混凝土裂缝的控制

　　2.1设计对策

　　设计中处理好构件抗与放的关系，尽量避免结构断面突变带来的应力集中，在外墙转角处，设置放射钢筋，钢筋网实施焊接，外墙外侧表面增加配置温度钢筋，顶部增加围箍暗梁一道，以提高地下室墙板混凝土的抗拉伸、收缩能力。分区设置后浇带，待混凝土稳定后再封闭。

　　2.2原材料的选择

　　采用均匀、稳定、与外加剂具有良好的适应性、早期化学收缩性较小的42.5级普通硅酸盐水泥;及配良好的砾石和中砂做为混凝土的粗细骨料，严格控制砂石的含泥量，减少孔隙率，增大表面积。从而减少了水化热，达到减少收缩裂缝提高抗裂性能的目的。

　　2.3混凝土配合比的选定

　　混凝土配合比设计中严格控制水灰比、坍落度，最大限度减少早期干缩裂缝的产生。本工程采用泵送混凝土，根据施工部位的不同及时进行试配，以利于混凝土配合比的优化设计，确保泵送混凝土满足以下的技术参数要求：①水灰比控制在0.45-0.5，坍落度控制在140-160mm：②初凝时间不少于8h;③砂率控制在40%-45%：④掺加外加剂;⑤掺加适量粉煤灰，改善混凝土和易性，减少水泥用量、降低水化热，减少混凝土干缩。

　　混凝土配合比的设计在满足施工条件的情况下尽量减少砂浆量，在混凝土粘性不影响施工的情况下，减少用水量，用减水剂调节混凝土流动性。根据原材料的变化，天气情况等经反复试配，选定配合比：水泥：砂：石：水=1:2.48:3.87:0.58;RH一9型高效缓凝减水剂8.82kg/m3，HEA-I抗裂防水剂35Kg/m3。，高性能磨细矿粉77kg/m3，II级粉煤灰40kg/m3。，水泥284kg/m3。

　　2.4底板混凝土的温度控制

　　2.4.1混凝土内部最高温度Tmax及保温计算

　　测得混凝土浇筑温度240C。按公式求绝热温度Tmax=WO/Cỵ=284×403/(0.96×2400)=49.7℃取散热系数0.6。混凝土实际内部最高温度T'max=Tmax×0.6+24=53.8℃

　　根据大体积混凝土施工要求，内外温差应控制在25℃以内，则混凝土表面温度Ta要控制在28.8℃以上，则

　　δ=0.5Hγ(Ta-Tb)K/[γ1(Tmax-Ta)]=0.5×1.0×6.8×1.5/(2.3×25)=8.9mm

　　混凝土表面用一层塑料薄膜，两层麻袋进行覆盖即可。

　　2.4.2温度监测

　　测温点共布置3O组。每点布置上、中、下各三处。混凝土浇筑后2h开始测温，前7d按每4h测一次，7d后按每8h测一次，10d后每天测一次。根据测温，在混凝土养护后的10-12d开始陆续抽除养护水。

　　监测期内，混凝土浇筑后最初3d左右，内部温升均达到最高点，实测最高温度51.5℃，低于计算值。

　　2.5混凝土振捣施工技术措施：

　　f1)本工程地下室底板、顶板均采用分层分段法浇筑，混凝土浇捣顺序采用分块跳跃隔离浇捣，使每块底板、墙及顶板的水化热控制在一定范围内。

　　(2)浇捣前及时进行检查，模板进行润湿，杂物清理干净，保护层设置不应过稀或设置过厚。掌握天气变化情况，备好防雨、抽水设备。

　　(3)控制混凝土浇灌温度，地下室施工时气温偏高，在混凝土表面用木抹子紧压整平后覆盖一层塑料薄膜，两层麻袋。

　　(4)施工中在由后浇带分成的各个区块上布置68个沉降观测点，后浇带封闭的条件是地下室各区的相对沉降趋于稳定，且各区无大的荷载增加。

　　(5)浇捣时振动棒要快插慢拔，正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，并注意及时排除泌水，减少混凝土内部的水分和气泡。墙板采用无接缝分层连续二次振捣法。

　　(6)控制好混凝土的坍落度。每泵压送混凝土入模时分别

　　测定坍落度，对不符合要求的混凝土不准浇灌，严格制止在施工现场对搅拌车内混凝土加水。

　　2.6拆模与养护

　　地下室外墙混凝土易出现收缩裂缝，须保持模板的完全湿润，并连续循环浇水养护，待混凝土达到一定强度后，松开对拉螺栓，使得模板与混凝土界面可以蓄水，带模养护7d后拆模，并及时覆盖湿润养护至龄期时间，以尽量减少墙的表面收缩裂缝。

　　3施工体会

　　本工程地下室施工通过认真分析地下室混凝土裂缝的主要原因，加强综合控制技术措施，从设计、原材料选择、配合比优化、底板混凝土的温度控制、浇捣技术等多方面进行控制，经过精心组织，精心施工，地下室混凝土表面，尤其地下室外墙混凝土表面均未出现肉眼可见裂缝，满足了建筑物的抗渗要求，保证了构筑物质量和耐久性的要求。

　　(1)较好地处理好构件抗与放的原则，在承台底板及地下室外墙外侧设置隔离滑动层(铺设二层卷材面涂沥青涂层)，尽量避免应力集中。

　　(2)在外墙转角处设置放射钢筋，钢筋网实施焊接，并沿外墙外侧表面配置温度钢筋，顶部增加围箍暗梁一道，提高混凝土墙板的抗收缩能力。

　　(3)加强控制原材料的选择，对配合比进行优化，在施工前按选定的配合比做好水化热试验，做好混凝土的温度控制工作。

　　(4)地下室底板、顶板采用分层分段法浇筑混凝土，混凝土表面用木抹子紧压整平后覆盖一层塑料薄膜，两层麻袋进行湿润养护。

　　(5)由后浇带分成的各个区块上布置68个沉降观测点，备区的相对沉降趋于稳定后方可进行后浇带的封闭。