论文部分内容阅读
摘要：裂缝是地下室混凝土结构常见的现象，若不及时进行有效的处理，则会影响到混凝土结构的耐久性和安全性。本文结合工程实例，通过调查工程裂缝的相关情况，分析了地下室混凝土裂缝渗水的原因，重点就施工环节提出了一些有效的质量控制措施，以供借鉴。
关键词：地下室；裂缝；施工方法；控制措施
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
随着我国社会经济建设步伐的加快，城市建筑行业得到进一步的发展，许多高层建筑为满足使用功能的要求，一般都会设有一层或多层地下室。目前地下室工程大多采用大体积混凝土结构，由于混凝土具有非均质性、抗拉比低、变形能力差等特点，在使用过程中时常会出现裂缝的现象，这不仅影响到地下室混凝土结构的稳定性和耐久性，而且容易导致渗水的情况，给人们的日常生活带来诸多的不便。混凝土裂缝产生的原因有很多，主要包括温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、结构不合理和基础不均匀沉降等。本文通过分析地下室混凝土裂缝渗水产生的原因，提出一些切实可行的措施，以避免裂缝现象的出现，从而确保地下室混凝土结构的质量安全。
1工程概况
某高层住宅建筑，地上5栋18至28层，地下2层。整个地下室为一体，地下室长×宽为220m×196m。负一层板采用空心板结构，厚度280mm、380mm，顶板200mm厚实心板结构，后浇带设置间距不大于30m，设计要求沉降后浇带必须在塔楼结构完成后才能浇筑，收缩后浇带在地下室结构完成60d后才能浇筑，地下室顶板严格控制堆载，及时覆土，避免过久曝露。
2 裂缝情况调查、引言分析及处理
在地下室结构验收前，监理单位组织检查时发现，地下室底板局部渗水，顶板存在较多裂缝，其中2处裂缝宽度达3mm，呈贯穿性放射状，经调查分析并征求设计单位意见，认为必须分别进行相应处理，其中两处较严重裂缝判定为外荷载作用引起，需局部返工，具体方案由施工单位技术部门拟定后报监理、建设单位审批。
2.1 裂缝情况调查
从表1调查统计结果看，大部分裂缝分布在地下室顶板，底板裂缝及渗水则主要集中分布在后浇带位置。
2.2 原因分析
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，而且多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因，比如：温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土结构裂缝的种类，根据成熟的理论，大致可划分如下几种：
1）荷载引起的裂缝
混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种：直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝；次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
2）温度变化引起的裂缝
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，由于受到基础或原有混凝上的约束，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，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。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。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
3）收缩引起的裂缝
在工程实践中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩等。
4）其他原因
如钢筋锈蚀、冻胀、材料质量、施工质量均可能引起裂缝。
5）本项目地下室裂缝产生的主要原因
地下室顶板大部分裂缝属于温度变化引起的，由于地下室顶板分区施工周期长，上部标段划分过多，施工进度不一，影响后浇带的及时浇筑，从而影响顶板及时覆土，在自然气温变化反复作用下产生。此外上部工程交叉施工，施工荷载作用也是主要原因之一，例如两处贯穿性放射状裂缝就是上部标段夜间浇筑砼时，混凝土泵车侵入地下室顶板的两支腿传递荷载引起的；
剪力墙及底板后浇带裂缝原因主要为收缩引起的；
底板后浇带上孔状渗水点是由于浇筑后浇带时地下水降水不到位产生的。
2.3 处理方法
混凝土裂缝的处理主要有以下几种方法：
1）表面处理法（包括表面涂抹和表面贴补法）
表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏———本工程地下室顶板裂缝宽度0．2mm以下的采用此方法。
2）填充法
用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（0．3mm），作业简单，费用低。宽度小于0．3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理。可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理———本工程地下室顶板及剪力墙裂缝宽度0．2mm以上的采用此方法。
3）灌浆法
此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好———本案例地下室底板后浇带裂缝及孔状渗水点采用此法：安装埋设注浆嘴，压力注入改性环氧浆液，封嘴。
4）结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。
5）局部返工
本案例地下室顶板2处外荷载引起的贯穿性放射状裂缝，经各参建单位及邀请专家论证，认为仅修复或补强处理不能保证安全及使用功能，必须返工处理，即将两处各近60m2楼板砼结构凿除，从新支模、安装钢筋、浇筑微膨胀抗渗砼。以上修复处理或返工处均做加强防水措施。
2.4 结构安全性及耐久性的评估
裂缝是否产生危害取决于其類型、数量、宽度、稳定性以及产生的部位。裂缝造成的危害主要表现在混凝土结构的安全可靠性和耐久性两个方面。
本案例根据实际情况，分别对地下室裂缝采用表面防渗堵漏、填充和压力灌浆并加强防水措施等处理方法，确保混凝土构件内部钢筋不被侵蚀，混凝土结构的安全性和耐久性并不受影响，是可以得到保证的。
3 施工环节预防控制措施
由于混凝土具有非均质性、抗拉比低、变形能力差等特点，且体积伴随温度场以及化学反应而产生变化，混凝土结构中裂缝的产生实际上是难以避免的，也就是常说的质量通病，虽然混凝土结构裂缝不可避免，但是可以减少、减轻裂缝产生频率和危害程度。除遵循相关设计、施工规范标准外，施工中还可在以下细部、细节上增加预防措施：
1）地下防水层、底板混凝土施工期间，必须保持地下水位稳定在基底500mm以下。
2）大体积混凝土施工时应编制专项施工方案（包括对配合比的要求），对于厚度不小于2m的大体积混凝土应进行温度测试以指导混凝土的养护，以保证混凝土内外温差不大于25℃。
3）支撑楼板面层钢筋的支架间距应满足：当采用Φ6分布筋时，不大于500mm；当采用Φ8分布筋时，不大于800mm；当板面受力钢筋和分布筋的直径均不小于10mm时，不宜大于1000mm。且支架应与受支承的钢筋绑扎牢固，当板厚度不大于200mm时，支架可用Φ10钢筋制作；当厚度为200～300mm时，支架应用Φ12钢筋制作；当厚度不小于300mm时，支架应使用型钢制作或加大钢筋直径的方法。
4）混凝土顶板养护不得少于14d，当处于暴晒环境中时，其混凝土应保持28d的湿润状态。
5）地下室顶板最早加荷时间应经计算确定，但不得早于楼板混凝土浇筑完毕后72h。当掺缓凝剂或气温低于15℃时，应适当延长时间。
6）施工缝与后浇带：顶板设计有后浇带的，应采取独立的支撑体系，不得拆除后再支撑而改变了结构受力；在施工缝处继续浇混凝土前，应将施工缝处的混凝土表面凿毛，清除浮浆杂物，用水冲洗干净，保持湿润，并均匀喷涂（刷）与混凝土同水泥且水灰比0．6的水泥浆后，铺20～30mm厚与混凝土同成分水泥砂浆，及时浇灌混凝土；顶板有防水要求的，应在施工缝处的迎水面做防水增补处理；后浇带混凝土应采用蓄水方式养护，养护时间不得少于28d。
7）预埋管线：板内暗埋线管时，必须把它设置在上下钢筋网中间，并应在竖向和水平方向同时固定，水平固定点间距不大于500mm。
8）预埋管线处防裂措施：线管接头应严密牢固，线管排列间距应大于3倍管径，且不小于50mm，并应沿线管在墙厚和竖直方向上固定，固定点间距不宜大于1m。
9）混凝土防裂、渗措施：混凝土浇筑应分层连续进行，采用泵送混凝土时，应根据混凝土的流淌长度、分条宽度和长度、混凝土初凝时间和混凝土供应能力测算间隙时间；当板厚达到150mm以上时，宜在混凝土初凝之前进行二次振捣，二次抹压收浆。二次抹压收光也可采用电动转盘式抹光机进行。
4 结束语
地下室混凝土裂缝渗水现象的处理是一项系统的工作，涉及到施工阶段的各个环节。因此，工程各参建方要积极履行各自的义务，加强施工过程中的质量监控力度，并采取和合理的控制措施以避免裂缝的产生，从而确保工程的质量安全。本工程竣工验收后，并未出现裂缝渗水的情况，工程取得了较好的经济效益。
参考文献
[1] 何沛.浅议框架结构外墙裂缝渗水的原因及防治措施[J].中国新技术新产品.2011年第04期
[2] 马旭.钢筋混凝土结构裂缝的成因分析及预防措施[J].城市建设理论研究.2012年第20期
关键词：地下室；裂缝；施工方法；控制措施
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
随着我国社会经济建设步伐的加快，城市建筑行业得到进一步的发展，许多高层建筑为满足使用功能的要求，一般都会设有一层或多层地下室。目前地下室工程大多采用大体积混凝土结构，由于混凝土具有非均质性、抗拉比低、变形能力差等特点，在使用过程中时常会出现裂缝的现象，这不仅影响到地下室混凝土结构的稳定性和耐久性，而且容易导致渗水的情况，给人们的日常生活带来诸多的不便。混凝土裂缝产生的原因有很多，主要包括温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、结构不合理和基础不均匀沉降等。本文通过分析地下室混凝土裂缝渗水产生的原因，提出一些切实可行的措施，以避免裂缝现象的出现，从而确保地下室混凝土结构的质量安全。
1工程概况
某高层住宅建筑，地上5栋18至28层，地下2层。整个地下室为一体，地下室长×宽为220m×196m。负一层板采用空心板结构，厚度280mm、380mm，顶板200mm厚实心板结构，后浇带设置间距不大于30m，设计要求沉降后浇带必须在塔楼结构完成后才能浇筑，收缩后浇带在地下室结构完成60d后才能浇筑，地下室顶板严格控制堆载，及时覆土，避免过久曝露。
2 裂缝情况调查、引言分析及处理
在地下室结构验收前，监理单位组织检查时发现，地下室底板局部渗水，顶板存在较多裂缝，其中2处裂缝宽度达3mm，呈贯穿性放射状，经调查分析并征求设计单位意见，认为必须分别进行相应处理，其中两处较严重裂缝判定为外荷载作用引起，需局部返工，具体方案由施工单位技术部门拟定后报监理、建设单位审批。
2.1 裂缝情况调查
从表1调查统计结果看，大部分裂缝分布在地下室顶板，底板裂缝及渗水则主要集中分布在后浇带位置。
2.2 原因分析
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，而且多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因，比如：温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土结构裂缝的种类，根据成熟的理论，大致可划分如下几种：
1）荷载引起的裂缝
混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种：直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝；次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
2）温度变化引起的裂缝
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，由于受到基础或原有混凝上的约束，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，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。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。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
3）收缩引起的裂缝
在工程实践中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩等。
4）其他原因
如钢筋锈蚀、冻胀、材料质量、施工质量均可能引起裂缝。
5）本项目地下室裂缝产生的主要原因
地下室顶板大部分裂缝属于温度变化引起的，由于地下室顶板分区施工周期长，上部标段划分过多，施工进度不一，影响后浇带的及时浇筑，从而影响顶板及时覆土，在自然气温变化反复作用下产生。此外上部工程交叉施工，施工荷载作用也是主要原因之一，例如两处贯穿性放射状裂缝就是上部标段夜间浇筑砼时，混凝土泵车侵入地下室顶板的两支腿传递荷载引起的；
剪力墙及底板后浇带裂缝原因主要为收缩引起的；
底板后浇带上孔状渗水点是由于浇筑后浇带时地下水降水不到位产生的。
2.3 处理方法
混凝土裂缝的处理主要有以下几种方法：
1）表面处理法（包括表面涂抹和表面贴补法）
表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏———本工程地下室顶板裂缝宽度0．2mm以下的采用此方法。
2）填充法
用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（0．3mm），作业简单，费用低。宽度小于0．3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理。可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理———本工程地下室顶板及剪力墙裂缝宽度0．2mm以上的采用此方法。
3）灌浆法
此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好———本案例地下室底板后浇带裂缝及孔状渗水点采用此法：安装埋设注浆嘴，压力注入改性环氧浆液，封嘴。
4）结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。
5）局部返工
本案例地下室顶板2处外荷载引起的贯穿性放射状裂缝，经各参建单位及邀请专家论证，认为仅修复或补强处理不能保证安全及使用功能，必须返工处理，即将两处各近60m2楼板砼结构凿除，从新支模、安装钢筋、浇筑微膨胀抗渗砼。以上修复处理或返工处均做加强防水措施。
2.4 结构安全性及耐久性的评估
裂缝是否产生危害取决于其類型、数量、宽度、稳定性以及产生的部位。裂缝造成的危害主要表现在混凝土结构的安全可靠性和耐久性两个方面。
本案例根据实际情况，分别对地下室裂缝采用表面防渗堵漏、填充和压力灌浆并加强防水措施等处理方法，确保混凝土构件内部钢筋不被侵蚀，混凝土结构的安全性和耐久性并不受影响，是可以得到保证的。
3 施工环节预防控制措施
由于混凝土具有非均质性、抗拉比低、变形能力差等特点，且体积伴随温度场以及化学反应而产生变化，混凝土结构中裂缝的产生实际上是难以避免的，也就是常说的质量通病，虽然混凝土结构裂缝不可避免，但是可以减少、减轻裂缝产生频率和危害程度。除遵循相关设计、施工规范标准外，施工中还可在以下细部、细节上增加预防措施：
1）地下防水层、底板混凝土施工期间，必须保持地下水位稳定在基底500mm以下。
2）大体积混凝土施工时应编制专项施工方案（包括对配合比的要求），对于厚度不小于2m的大体积混凝土应进行温度测试以指导混凝土的养护，以保证混凝土内外温差不大于25℃。
3）支撑楼板面层钢筋的支架间距应满足：当采用Φ6分布筋时，不大于500mm；当采用Φ8分布筋时，不大于800mm；当板面受力钢筋和分布筋的直径均不小于10mm时，不宜大于1000mm。且支架应与受支承的钢筋绑扎牢固，当板厚度不大于200mm时，支架可用Φ10钢筋制作；当厚度为200～300mm时，支架应用Φ12钢筋制作；当厚度不小于300mm时，支架应使用型钢制作或加大钢筋直径的方法。
4）混凝土顶板养护不得少于14d，当处于暴晒环境中时，其混凝土应保持28d的湿润状态。
5）地下室顶板最早加荷时间应经计算确定，但不得早于楼板混凝土浇筑完毕后72h。当掺缓凝剂或气温低于15℃时，应适当延长时间。
6）施工缝与后浇带：顶板设计有后浇带的，应采取独立的支撑体系，不得拆除后再支撑而改变了结构受力；在施工缝处继续浇混凝土前，应将施工缝处的混凝土表面凿毛，清除浮浆杂物，用水冲洗干净，保持湿润，并均匀喷涂（刷）与混凝土同水泥且水灰比0．6的水泥浆后，铺20～30mm厚与混凝土同成分水泥砂浆，及时浇灌混凝土；顶板有防水要求的，应在施工缝处的迎水面做防水增补处理；后浇带混凝土应采用蓄水方式养护，养护时间不得少于28d。
7）预埋管线：板内暗埋线管时，必须把它设置在上下钢筋网中间，并应在竖向和水平方向同时固定，水平固定点间距不大于500mm。
8）预埋管线处防裂措施：线管接头应严密牢固，线管排列间距应大于3倍管径，且不小于50mm，并应沿线管在墙厚和竖直方向上固定，固定点间距不宜大于1m。
9）混凝土防裂、渗措施：混凝土浇筑应分层连续进行，采用泵送混凝土时，应根据混凝土的流淌长度、分条宽度和长度、混凝土初凝时间和混凝土供应能力测算间隙时间；当板厚达到150mm以上时，宜在混凝土初凝之前进行二次振捣，二次抹压收浆。二次抹压收光也可采用电动转盘式抹光机进行。
4 结束语
地下室混凝土裂缝渗水现象的处理是一项系统的工作，涉及到施工阶段的各个环节。因此，工程各参建方要积极履行各自的义务，加强施工过程中的质量监控力度，并采取和合理的控制措施以避免裂缝的产生，从而确保工程的质量安全。本工程竣工验收后，并未出现裂缝渗水的情况，工程取得了较好的经济效益。
参考文献
[1] 何沛.浅议框架结构外墙裂缝渗水的原因及防治措施[J].中国新技术新产品.2011年第04期
[2] 马旭.钢筋混凝土结构裂缝的成因分析及预防措施[J].城市建设理论研究.2012年第20期