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[摘 要]本文分析了基础大体积混凝土及地下室外墙混凝土的施工裂缝产生的原因，提出了具体的施工控制措施，供大家参考。
[关键词]基础 地下室 现场施工 裂缝
中图分类号：TV91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-089-01
1 前言
近年来，国内建筑工程中混凝土工程的体积量日渐增大，尤以基础地下室为甚。同时，随着我国建筑技术的发展和城市建设、城市环保的需要，预拌商品混凝土以其节约化的生产方式，稳定优异的产品质量，得到了越来越广泛的应用。预拌混凝土除了必须满足强度、整体性和耐久性要求外，还应满足现场实际施工的要求。由于预拌混凝土在施工中应满足从预拌站到工地施工现场的运输和现场泵送浇筑的工艺要求，其需要的坍落度比现场自拌混凝土传统施工工艺大得多，因而在基础大体积混凝土施工和地下室外墙混凝土施工中，如何有效防止和控制混凝土变形裂缝的出现和开展，显得非常重要。
2 裂缝主要特征
2.1裂缝分布与形状
砼地下室因柱，伸缩缝、控制缝、而将墙体分成一定长度的墙板，该墙板长度越长则越易产生裂缝，裂缝分布规律为一般每隔1～3m产生一条，裂缝大致等距离，垂直地面、宽度一般中间宽，逐渐变细。上部离顶板底梁附近消失，下部离地下室底板以上钢板止水带附近消失，也有偶然的特殊原因，裂缝的形式不同，例如某一地下室的消防水箱，在未注水前就出现“x”形交叉裂缝。
2.2裂缝出现时间
一般为砼浇注后7～l0天出现、最早则拆模后即有可见裂缝，也有在一月或数月后出现，个别情况1年后仍有裂缝出现。
2.3裂缝对工程的影响及一般处理方案
对于地下室砼墙板当裂缝最大宽度小于0.1mm（肉眼不易发现），地下水状况有时会出现水迹，一般不会渗水，即使轻微渗水，过一段时间也会因渗水中的水泥结晶体，裂缝将自行封闭，自行停止渗水，处理方案也简单，一般在内壁粉防水砂浆，或涂防水面层即可。但当裂缝宽度大于0.1mm 以上，裂缝处还有很小的碎裂则往往造成渗水不止，甚至愈演愈烈，处理方法是加外防水层，内部按缝堵漏，最好是另设内部装饰墙体，在与原墙中间设导流引水。
3 混凝土裂缝产生的原因分析
3.1 混凝土裂缝产生的机理
钢筋混凝土构件是带裂缝工作的，更确切地说，混凝土在凝结硬化过程中就有微小裂缝存在。这是因为混凝土中的水泥石和骨料在温、湿度变化条件下产生不均匀的体积变形，而它们又粘结在一起不能自由变形，于是形成相互间的约束应力；一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的粘结强度或水泥石自身的抗拉强度，就会产生微裂缝，微裂缝主要有两种：
1）沿骨料和水泥石界面的微裂缝显月牙形，两端尖细中间宽粗，称粘结裂缝；
2）骨料间水泥石中的微裂缝称水泥石裂缝。
混凝土裂缝是肉眼看不见的，其宽度小于50，微裂缝在混凝土中的分布不规则，也不贯通，故只有微裂缝的混凝土是可以承受一定拉力的，微裂缝对混凝土的承重、防渗漏、防腐蚀等使用功能没有危害性。然而，混凝土微裂缝的存在及其容易扩展串联和分布不均匀的性质，不使混凝土对受拉很敏感，抗拉强度很低，离散性也大；而且可以认为混凝土的各种破坏，包括受力破坏，以及因施工、材料、环境因素的破坏，都是裂缝被拉伸的扩展，串联，以致材料失去强度，结构构件失去承载能力的结果。特别是当这种材料微裂缝分布较为集中，本身也较大，更易产生混凝土的各种破坏，对于大体积的基础混凝土及抗渗要求较高的外墙混凝土施工就更为明显。下面仅讨论这两种情况。
3.2 基础大体积混凝土裂缝产生的原因
基础大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3 d（升温阶段）。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。
3.3 地下室外墙混凝土裂缝产生的原因
地下室外墙混凝土裂缝主要是收缩裂缝。混凝土降温产生的收缩和硬化时的收缩，受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝 。
4 控制裂缝的措施
4.1补偿收缩混凝土
即在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。例如用UEA膨胀剂，以10%～20%等量取代水泥，拌制成补偿收缩混凝土，其限制膨胀率 ，按公式 ，可在混凝土中建立0.2—0.7MPa的预压应力.从而抵制混凝土在硬化过程中全部或大部分拉应力.以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值大于或等于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝： 使混凝土结构不裂。
4.2后浇带
后浇带作为膨胀加强带一样作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用。
后浇带设置，早期不均匀沉降的避免。不均匀沉降主要由地基地质和上部建筑荷载的不一致引起，我们通过研究设置了2条后浇带，这样，有效地减少了工程早期可能产生的裂缝，也对整个底版放松了约束，同时还减少内部热量的积聚，减少温度应力，对裂缝的预防和控制扩展起到了相当的作用。
4.3 提高钢筋混凝土的抗拉能力
混凝土的抗裂能力取决于混凝土的极限拉伸值，根据有关资料：混凝土的极限拉伸值与匹配筋有关。因此，混凝土应考虑增加抗变形钢筋，即增加对混凝土由于长期干缩和气温温度化引起的热胀冷缩的抗变形能力。对于侧壁，增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用。选择冷轧带肋钢筋，冷轧扭钢筋，明显增强混凝土的抗裂能力。
在墙柱连接处设水平附加筋，附加筋的长度为1500～2000mm，配筋率提高10%～15%。
钢筋在保持总面积不变的情况下，根据直径小，钢筋布置间距密的方式选择钢筋，能减少裂缝的最大宽度。同时也要考虑混凝土易于振捣密实。
侧壁收受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力，水平构造筋放在竖筋的外侧，有利于控制墙体裂缝的发生。
4.4 施工措施
①优化混凝土配合比设计：通过试验优先选择合适的外加剂和掺合料，适当降低水灰比和减少水泥用量，选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥，选用优质粉煤灰，砂和石含泥量要小，配级良好；②混凝土应严格振捣严实，提高混凝土的密实度；③落实好混凝土浇筑后的养护措施，尽量做好保湿保温养护，既可使混凝土初期获得更高强度，还可减少混凝土的温度应力与收缩应力，养护时间在14d以上④降低室外温差的影响。夏季施工时应尽量避免在烈日下浇筑楼板混凝土。降低混凝土的入模温度。地板垫层上干铺油毡作滑动层。地下室四周土要及时回填，且应分层夯实，既加强地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，又可尽快避免室外温度变化对侧壁的影响。
5 结 语
综上所述，地下室结构由于长期受到地下水或雨水的作用，结构裂缝往往引起渗水，影响正常使用，降低结构耐久性。在设计和施工过程中，应充分考虑结构沉降、温度变形、混凝土收缩变形等因素，采取相应有效措施，尽量消除、调节或抵抗由此带来的结构內应力，避免裂缝的产生和发展，杜绝渗水现象的出现，使地下室能正常投入使用。
[关键词]基础 地下室 现场施工 裂缝
中图分类号：TV91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-089-01
1 前言
近年来，国内建筑工程中混凝土工程的体积量日渐增大，尤以基础地下室为甚。同时，随着我国建筑技术的发展和城市建设、城市环保的需要，预拌商品混凝土以其节约化的生产方式，稳定优异的产品质量，得到了越来越广泛的应用。预拌混凝土除了必须满足强度、整体性和耐久性要求外，还应满足现场实际施工的要求。由于预拌混凝土在施工中应满足从预拌站到工地施工现场的运输和现场泵送浇筑的工艺要求，其需要的坍落度比现场自拌混凝土传统施工工艺大得多，因而在基础大体积混凝土施工和地下室外墙混凝土施工中，如何有效防止和控制混凝土变形裂缝的出现和开展，显得非常重要。
2 裂缝主要特征
2.1裂缝分布与形状
砼地下室因柱，伸缩缝、控制缝、而将墙体分成一定长度的墙板，该墙板长度越长则越易产生裂缝，裂缝分布规律为一般每隔1～3m产生一条，裂缝大致等距离，垂直地面、宽度一般中间宽，逐渐变细。上部离顶板底梁附近消失，下部离地下室底板以上钢板止水带附近消失，也有偶然的特殊原因，裂缝的形式不同，例如某一地下室的消防水箱，在未注水前就出现“x”形交叉裂缝。
2.2裂缝出现时间
一般为砼浇注后7～l0天出现、最早则拆模后即有可见裂缝，也有在一月或数月后出现，个别情况1年后仍有裂缝出现。
2.3裂缝对工程的影响及一般处理方案
对于地下室砼墙板当裂缝最大宽度小于0.1mm（肉眼不易发现），地下水状况有时会出现水迹，一般不会渗水，即使轻微渗水，过一段时间也会因渗水中的水泥结晶体，裂缝将自行封闭，自行停止渗水，处理方案也简单，一般在内壁粉防水砂浆，或涂防水面层即可。但当裂缝宽度大于0.1mm 以上，裂缝处还有很小的碎裂则往往造成渗水不止，甚至愈演愈烈，处理方法是加外防水层，内部按缝堵漏，最好是另设内部装饰墙体，在与原墙中间设导流引水。
3 混凝土裂缝产生的原因分析
3.1 混凝土裂缝产生的机理
钢筋混凝土构件是带裂缝工作的，更确切地说，混凝土在凝结硬化过程中就有微小裂缝存在。这是因为混凝土中的水泥石和骨料在温、湿度变化条件下产生不均匀的体积变形，而它们又粘结在一起不能自由变形，于是形成相互间的约束应力；一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的粘结强度或水泥石自身的抗拉强度，就会产生微裂缝，微裂缝主要有两种：
1）沿骨料和水泥石界面的微裂缝显月牙形，两端尖细中间宽粗，称粘结裂缝；
2）骨料间水泥石中的微裂缝称水泥石裂缝。
混凝土裂缝是肉眼看不见的，其宽度小于50，微裂缝在混凝土中的分布不规则，也不贯通，故只有微裂缝的混凝土是可以承受一定拉力的，微裂缝对混凝土的承重、防渗漏、防腐蚀等使用功能没有危害性。然而，混凝土微裂缝的存在及其容易扩展串联和分布不均匀的性质，不使混凝土对受拉很敏感，抗拉强度很低，离散性也大；而且可以认为混凝土的各种破坏，包括受力破坏，以及因施工、材料、环境因素的破坏，都是裂缝被拉伸的扩展，串联，以致材料失去强度，结构构件失去承载能力的结果。特别是当这种材料微裂缝分布较为集中，本身也较大，更易产生混凝土的各种破坏，对于大体积的基础混凝土及抗渗要求较高的外墙混凝土施工就更为明显。下面仅讨论这两种情况。
3.2 基础大体积混凝土裂缝产生的原因
基础大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3 d（升温阶段）。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。
3.3 地下室外墙混凝土裂缝产生的原因
地下室外墙混凝土裂缝主要是收缩裂缝。混凝土降温产生的收缩和硬化时的收缩，受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝 。
4 控制裂缝的措施
4.1补偿收缩混凝土
即在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。例如用UEA膨胀剂，以10%～20%等量取代水泥，拌制成补偿收缩混凝土，其限制膨胀率 ，按公式 ，可在混凝土中建立0.2—0.7MPa的预压应力.从而抵制混凝土在硬化过程中全部或大部分拉应力.以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值大于或等于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝： 使混凝土结构不裂。
4.2后浇带
后浇带作为膨胀加强带一样作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用。
后浇带设置，早期不均匀沉降的避免。不均匀沉降主要由地基地质和上部建筑荷载的不一致引起，我们通过研究设置了2条后浇带，这样，有效地减少了工程早期可能产生的裂缝，也对整个底版放松了约束，同时还减少内部热量的积聚，减少温度应力，对裂缝的预防和控制扩展起到了相当的作用。
4.3 提高钢筋混凝土的抗拉能力
混凝土的抗裂能力取决于混凝土的极限拉伸值，根据有关资料：混凝土的极限拉伸值与匹配筋有关。因此，混凝土应考虑增加抗变形钢筋，即增加对混凝土由于长期干缩和气温温度化引起的热胀冷缩的抗变形能力。对于侧壁，增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用。选择冷轧带肋钢筋，冷轧扭钢筋，明显增强混凝土的抗裂能力。
在墙柱连接处设水平附加筋，附加筋的长度为1500～2000mm，配筋率提高10%～15%。
钢筋在保持总面积不变的情况下，根据直径小，钢筋布置间距密的方式选择钢筋，能减少裂缝的最大宽度。同时也要考虑混凝土易于振捣密实。
侧壁收受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力，水平构造筋放在竖筋的外侧，有利于控制墙体裂缝的发生。
4.4 施工措施
①优化混凝土配合比设计：通过试验优先选择合适的外加剂和掺合料，适当降低水灰比和减少水泥用量，选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥，选用优质粉煤灰，砂和石含泥量要小，配级良好；②混凝土应严格振捣严实，提高混凝土的密实度；③落实好混凝土浇筑后的养护措施，尽量做好保湿保温养护，既可使混凝土初期获得更高强度，还可减少混凝土的温度应力与收缩应力，养护时间在14d以上④降低室外温差的影响。夏季施工时应尽量避免在烈日下浇筑楼板混凝土。降低混凝土的入模温度。地板垫层上干铺油毡作滑动层。地下室四周土要及时回填，且应分层夯实，既加强地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，又可尽快避免室外温度变化对侧壁的影响。
5 结 语
综上所述，地下室结构由于长期受到地下水或雨水的作用，结构裂缝往往引起渗水，影响正常使用，降低结构耐久性。在设计和施工过程中，应充分考虑结构沉降、温度变形、混凝土收缩变形等因素，采取相应有效措施，尽量消除、调节或抵抗由此带来的结构內应力，避免裂缝的产生和发展，杜绝渗水现象的出现，使地下室能正常投入使用。