地下室混凝土防裂施工技术Word格式.docx
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二、地下室混凝土裂缝分析
（一）地下室裂缝的主要特点
1、筏板基础裂缝
开裂面积大，裂纹呈龟裂状，出现时间早则一天多则三五天不等，有的贯通出现渗漏。
2、地下室外墙裂缝
地下室混凝土外墙的裂缝主要集中在地下室外围混凝土墙柱边一侧或中间次梁底。
多数裂缝垂直地面且相互平行，宽度自下而上逐渐变窄，间隔1～8m不等，长度2～5m不等，视外墙高度、原材料选择及养护情况而定。
这些裂纹，或贯通，或断续，也有斜向裂纹，一般倾斜不大，倾斜角度在0~30度范围，多在拆模时即可发现。
裂缝特征基本上为竖向的，处于与顶板转角部位水平暗梁底至底板以上500mm左右，中间宽两端细且贯穿，如图2-1。
图2-1地下室混凝土墙裂缝示意图
3、顶板裂缝
混凝土浇注后2～5h顶板会产生一种裂缝，这种裂缝大多数与跨度方向呈450左右的斜角且相互平行，个别裂缝垂直于建筑物横轴线；
一般出现在钢筋部位、板肋交接处、梁板交接处、梁柱交接处等结构变截面的地方。
地下室顶板裂缝主要有三种形式：
（1）地下室外侧阴角顶板150º
范围内裂缝；
（2）地下室顶主楼外阳角150º
（3）顶板井字梁内不规则斜角裂缝。
4、地下室后浇带裂缝
地下室后浇带裂缝主要位于后浇带两侧新老混凝土搭接施工缝部位，也有位于后浇带中间部位。
（二）地下室裂缝产生的原因
混凝土结构裂缝的产生主要有两个方面的原因：
一是混凝土本身性质原因产生的裂缝，如混凝土在凝结硬化过程中的化学反应产生的凝缩、混凝土中自由水分的蒸发所产生的干燥收缩和温度变化产生的温差收缩；
二是施工过程中由于施工不当产生的裂缝，如对施工缝的留设位置不当、对后浇带及施工缝、伸缩缝的处理不当、施工养护不良等。
下面就地下室结构裂缝的性质进行分析：
1、筏板基础裂缝成因
地下室筏板基础的裂缝主要表现为温差裂缝。
由于筏板基础多为大体积混凝土，体积厚大，一次性浇筑混凝土方量多，水泥水化产生大量的水化热得不到及时散发，底板混凝土中心温度急剧升高，与外部环境产生很大温差，从而导致中心混凝土与表面混凝土产生过大温差；
并且，底板与其下面的地基面之间未采取滑移措施、同时又受四周基坑的约束，因而地下室底板不能自由伸缩，当在这种温差的影响下所形成的温度应力或温度变形超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸值时，就会导致混凝土开裂。
另一方面，由于施工中未按正常的施工顺序进行混凝土的浇筑或因混凝土的供应能力不够，导致施工中产生了施工冷缝，且又未严格按施工缝的处理要求对其进行有效处理，从而在底板结构形成了缝隙。
2、地下室外墙裂缝成因
地下室外墙裂缝成因主要表现为收缩裂缝。
它是化学凝缩、干燥收缩、温差收缩共同作用的结果。
由于地下室外墙是一个很长的连续结构，并且与地下室底板连成一体，且有些地下室外墙紧靠基坑壁，使地下室外墙受到很大约束，因而混凝土在收缩过程中而整个地下室外墙结构却不能随之自由伸缩，从而导致裂缝产生。
另一方面，若混凝土设计强度等级过高、整体水平长度过长，造成混凝土收缩裂缝或体积干缩裂缝；
混凝土墙纵横向钢筋设计规格偏粗、间距过大，在框架柱或暗柱部位钢筋分布较多，约束了混凝土墙混凝土的胀缩变化，导致柱边产生纵向裂缝；
混凝土墙框架柱中间往往设计有次梁而无暗柱存在，虽然混凝土墙钢筋在次梁部位进行了适当的加固处理，但次梁底混凝土仍存在着薄弱环节，在次梁以下部位产生纵向裂缝。
同时，若混凝土在浇筑过程中出现漏振、分层浇捣时间过长、振捣深度未控制到位等原因，造成混凝土振捣不密实；
混凝土养护不及时、养护措施不到位、养护时间不足，导致在水化过程中缺少水分，使混凝土墙体产生体积干缩裂缝。
3、顶板裂缝成因
地下室顶板（包括中间层顶板）裂缝的主要原因有：
（1）设计时地下室外侧阴角和主楼外阳角部位梁分布不对称、未设计板面加强抗裂钢筋网片；
（2）地下室内混凝土墙设计分布不对称，导致顶板混凝土变形不均匀，有混凝土墙的部位顶板混凝土变形受到约束，造成局部顶板产生斜向裂缝；
（3）板内设计预埋的各类管线过于集中，预埋单管直径过大，预埋位置不合理等，使顶板混凝土变薄，在温度应力作用下产生裂缝，这些裂缝一般顺管道布置方向；
（4）在施工过程中，混凝土水灰比过大（即坍落度偏大），造成混凝土振捣不密实，水泥砂浆（浆料）与碎石（集料）分离，浆料强度薄弱、集料集中部位产生裂缝；
4、地下室后浇带裂缝成因
地下室后浇带的裂缝分为底板、侧板、顶板裂缝等三种形式。
底板后浇带裂缝原因有：
（1）底板后浇带施工条件差、防水层失效、地下水压大；
（2）原底板结构混凝土浇捣时振捣不密实；
（3）后浇带混凝土施工前未清理干净，使得新老混凝土分离；
（4）由于后浇带底部（特别是基础梁部位）沉淀着大量的淤泥，使得底板后浇带混凝土厚度不足，或混凝土掺入大量的淤泥残渣，而使强度降低。
侧板（混凝土墙）后浇带产生裂缝原因：
（1）预埋的钢板止水带不连续，混凝土浇捣不密实；
（2）后浇带封堵前存在着大量的夹渣、原松动的混凝土或模板碎片等，未清理干净；
（3）遗漏后浇带迎水面防水层施工；
（4）混凝土墙后浇带迎水面部位节点处理设计不合理。
顶板后浇带产生裂缝的原因：
（1）顶板后浇带节点处理设计不合理；
（2）后浇带钢筋分布不均，弯曲变形；
（3）后浇带两侧松动混凝土及夹渣等未清理干净；
（4）后浇带在浇捣过程中振捣不密实，施工完成后养护不及时，养护时间不足；
（5）后浇带承重支模架不稳固；
（6）平行于后浇带且在其中间的预埋管线偏多、管径偏大。
三、地下室混凝土裂缝控制措施
地下室裂缝控制主要从生产混凝土的原材料的选料到混凝土制备、施工等方面采取措施来提高混凝土自身的防裂抗裂性能，以及从施工的角度减少人为因素造成裂缝。
（一）原材料的质量控制
1、水泥
考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。
当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的普通硅酸盐水泥，标号为P.O42.5R，在满足强度的前提下，很大程度上减少了水泥本身热量的释放，并通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。
2、粗集料
采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。
选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
3、细集料
采用中砂，细度模数宜大于2.7，平均粒径大于0.5mm，含泥量（重量比）不应大于2.0%，泥块含量（重量比）不应大于1.0%。
选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
4、粉煤灰
由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。
选用Ⅱ级及以上优质粉煤灰。
掺加粉煤灰后可以有效降低混凝土用水量，从而控制混凝土水灰比，并能有效降低混凝土水化热，可有效提高混凝土的后期强度，改善混凝土的收缩抗裂性能。
5、外加剂
设计无具体要求，通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，混凝土确定选用萘系缓凝高效减水剂，当其掺量为胶凝材料用量的2%时，混凝土减水率可达20%以上，同时具有良好地保塑性能。
掺入该减水剂后，可以有效延长混凝土凝结时间，降低混凝土水化热的峰值，延缓热峰的出现。
同时，为了降低混凝土的入模温度，有效控制集料的含水率，对混凝土公司的料场和上料斗需设置遮阳棚。
6、选择施工经验丰富的搅拌站
当采用备用搅拌站时，其配置混凝土所选用的原材料、配合比等与所批准的原材料选用、配合比等要保持一致。
（二）优化配合比设计
1、采用外掺粉煤灰、外加剂的“双掺”技术
采用外掺粉煤灰、外加剂的“双掺”技术生产混凝土，从而大大减少了水泥用量，降低了水泥水化热，达到降低混凝土内外温差抑制混凝土产生温度裂缝的目的；
利用减水剂减少了用水量，降低了混凝土中的自由水，不但可以减少混凝土的干缩，而且可以减少混凝土中的孔隙率，使混凝土更加密实。
选择Ⅱ级粉煤灰在满足混凝土强度及设计规范要求的前提下，适量掺加可降低水泥用量（50～80）kg/m3，又因其超掺系数低，在降低了水泥用量的同时也降低了胶凝材料的总用量，这样也可减小混凝土的收缩，降低了混凝土出现收缩裂缝的几率。
2、外加剂调节
选用的外加剂为萘系缓凝高效减水剂，其特点是减水率高，可有效降低了混凝土拌合水的用量，在保持水灰比不变的情况下，可减少水泥用量约10%～25%，这样大大降低水化热的释放量，从而降低了混凝土内外的温度梯度。
同时，该外加剂还具有良好的保塑性能，能有效延缓混凝土的内部温峰的出现，进而减少裂缝产生的几率。
3、选用合理的砂率
在满足混凝土可泵性及和易性的前提下，尽量降低生产配合比的砂率，泵送混凝土的砂率控制在38%～45%。
（三）设计措施
在设计时，也可以采取一些措施，来达到降低地下室混凝土开裂的可能性。
1、经常出现裂缝的混凝土部位，设计时可考虑加入加强抗裂分布钢筋，分布钢筋规格应比原墙、板水平或上排钢筋小二级，但不得小于Φ8，一般采用Φ8~Φ10。
顶板阴、阳角部位抗裂加强筋具体分布如下图3-1、图3-2所示。
设计时尽量考虑顶板阴、阳角部位梁的分布对称，梁截面尺寸一致；
地下室内的剪力墙布置应对称。
2、地下室混凝土墙及顶板配筋设计时尽量做到细而密，混凝土强度等级在满足设计强度及抗裂要求情况下，尽可能采用相对较低的混凝土强度等级。
同时掺入一定量的抗裂纤维，也可掺加高抗裂膨胀剂、采用《超长建筑结构无缝设计和施工方法》和混凝土结构自防水等技术，或采用预应力设计，可阻止侧板、顶板的裂缝产生。
3、地下室混凝土墙及顶板如有次梁搁置的部位，设计时应考虑在次梁下增设暗柱。
框架柱部位混凝土墙以框架柱为中心，在混凝土墙体内外增设长3000mm的水平加强钢筋（隔一加一）。
4、地下室顶板内设计的各类管线尽量避免过分集中。
施工时不能出现预埋管线重叠现象，尽量不能出现平行于板长跨的预埋走向。
板内各类预埋管线最佳埋设位置应沿梁中走，或垂直于板长跨方向，在管线直径偏大的板面上设计应增设抗裂缝加强分布钢筋（加强筋最佳为Φ8~Φ10）。
5、地下室底板后浇带节点设计时虽然套用有关标准（如参照《地下室建筑防水构造》国家建筑标准设计图集02J301），但最好考虑将后浇带部位垫层及防水层均下降100~200mm，便于后浇带施工时的清理和保证底板后浇带混凝土的厚度。
同时在后浇带部位，另外增加一层加强防水层。
（四）施工及养护措施
1、地下室底板施工时，在合适的后浇带部位（最好在基础梁侧）预设足够数量的集水井，尤其是在地下室外围混凝土墙外侧，以便于污水泵排水和后浇带的清理工作。
2、地下室顶板后浇带顶板上需放置施工机械及材料堆场部位的承重支模架和模板，需设计独立的支撑体系，并编制符合实际的施工方案，这样可以避免顶板及后浇带混凝土过早地受外力影响而产生裂缝。
拆除时，待经过验算地下室顶板混凝土强度能承受顶板外力的前提下，方可拆除。
3、混凝土成形后养护要及时，对梁、板、混凝土墙带模养护时间不得小于14天。
带模养护时由于模板的密实度差，容易吸收并蒸发混凝土内的水分，使混凝土在养护期内缺少水分，因此要求混凝土带模养护期间，必须保证模板湿润和外露混凝土的湿润。
如条件许可的前提下，采取蓄水加养生布覆盖养护为佳（冬期施工除外）。
4、在底板后浇带施工时，为防止地下水压破坏新浇筑混凝土，建议在底板后浇带施工前每间隔20~30米的距离，埋置泄压孔并分段分条施工。
四、地下室混凝土裂缝控制案例分析
（一）工程概况
宁波市某工程，总建筑面积为38063㎡，其中地下室面积约16521m2，总占地面积11410㎡，框架结构，地下一层，地上五层。
本工程按A1、A2、A3、A4、个单体分为四块，但A1－A2、A3－A4地下室在两栋之间设置有通道将地下室全部连通，在各栋相互的连接通道处均设置有50mm宽的沉降缝，在与外车道的连接处亦设置了50mm宽的沉降缝。
图4-1各栋地下室分布
地下室底板混凝土强度等级为C35P8，外墙强度等级为C35P8。
地下室底板厚度主要有400mm、600mm、650mm；
地下室顶板厚度有180mm、250mm，局部有350mm、400mm；
侧墙厚度为300mm，局部厚度为350mm。
为预防地下室混凝土开裂，项目部采取了如下措施：
（二）工程控制措施
1、原材料选择
根据以上要求，本工程选择的原材料如下：
水泥采用广西华润水泥厂的普通硅酸盐P·
O42.5R水泥，集料采用宁波生产的碎石、中砂，掺合料采用电厂的Ⅱ级粉煤灰，外加剂采用的“鹏湾”APPT—2M高效减水剂。
2.混凝土配合比优化
商品混凝土由搅拌站根据所选用的水泥品种，砂石级配、含泥量，掺和料和外加剂等进行多次混凝土试配，最后得出优化配合比如下表4-1：
表4-1本工程拟采用的配合比
材料名称
水
水泥
掺合料
砂
石
外加剂
材料产地
宁波海螺
北仑电厂
福建
宁波
深圳华润
规格
P.O42.5R
Ⅱ级
中砂
碎石
用量（kg/m3）
175
338
84
690
1058
10.2
比例
0.41
1
1.64
2.51
0.024
2、改善地下室外墙的配筋
实践证明，地下室外墙控制裂缝的一个有效措施是加密钢筋，本工程地下室外墙水平钢筋为Φ14@150mm，在不改变配筋率的情况下可以减小钢筋直径，加密钢筋，通过计算，可以采用Φ12@110mm的钢筋配置。
当然，对钢筋配置进行修改时，必须得到设计单位的同意。
3、设置施工缝
施工缝的设置应考虑分段的跨度、混凝土浇筑量的大小及混凝土的浇筑时间，同时还应考虑反力集中的位置。
根据本工程施工图纸，只在A1设置一条后浇带，在A2、A3各设置二第后浇带，由于A1号楼有地下二层结构，其顶板与A1的其它部位的底板混凝土相连，考虑到地下二层外墙需做防水、回填等工序，沿地下二层结构的四周断开，形成施工缝；
对于A2及A3号楼，由于其南北向跨度较大，达到70m，另外，地下室底板、顶板混凝土浇筑量大，因此，在地下室底板阶段，约在跨度的中间位置设置东西向的施工缝，一来解决跨度过大的问题，二来缓解一次性浇筑混凝土量过大的压力。
对于A4号楼，同样由于其跨度较大，另外在西北角地质条件较差，需要做地基处理，因此，在地下室底板阶段设置南北向的施工缝，将其分为东西两块，以便A4基础的施工及地基的处理。
4、施工过程的控制措施
（1）选择合适的坍落度，底板混凝土的坍落度一般控制在120-140mm为宜，外墙混凝土的坍落度一般控制在140-160mm为宜。
（2）在初凝前进行二次抹面，提高混凝土表层密度，消除收缩裂缝。
（3）夏季施工时，由于气温高，混凝土失水速度快，混凝土凝结硬化速度也较快，因此需要安排专人根据混凝土的实际硬化情况及时抹面及养护。
（4）混凝土浇筑应分层分段连续进行，每层浇筑高度应根据结构特点及钢筋疏密程度决定。
（5）在混凝土浇筑阶段，采用二次振捣的工艺，即在混凝土初凝前进行二次振捣，避免混凝土因沉降收缩而引起的裂缝。
（6）采取有效措施进行混凝土的养护，对于地下室底板，一是避免混凝土表面水分过早蒸发导致干缩；
二是避免表层混凝土的热量散失使混凝土表面与其中心产生温差，而导致温差收缩裂缝。
对地下室外墙和顶板的养护，必须保证混凝土在水化过程中有足够的水分进行水化保证其强度增长，使其抗拉强度随之增长，避免混凝土早期开裂。
（7）制订混凝土浇筑的应急预案，对混凝土浇筑过程中可能出现的现场停电、机械故障、路线受阻、大雨等情况制定详细的预防措施及应急措施。
（三）实施效果
该项目部在设计、材料、施工和使用上采取相应的技术措施，有效避免地下室各类裂缝的发生和发展，受到了建设单位和监理单位等的一致好评。
五、结束语
混凝土产生裂缝的原因及防治措施是目前工程界关注的一个重要问题。
控制裂缝的产生和扩展，更是建筑工程中不可缺少的一个重要环节。
经过分析产生裂缝的原因和具体对症下药采用比较有针对性的防裂缝控制措施，相信减少裂缝在施工中会收到一定的效果。
还要不断提高自身的施工技术和积累施工经验，采用更为科学的防止措施，绝对可以根治裂缝。
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