【摘要】本文針對鋼筋混凝土地下室裂縫普通存在的問題，從設計、施工材料、環(huán)境方面進行了分析，提出了有效控制裂縫發(fā)生的對策。
【關鍵詞】地下室；裂縫；防治
隨著對地下室空間的綜合利用及城市高層建筑和人民防空事業(yè)的蓬勃發(fā)展，鋼筋混凝土地下室(箱型基礎)以其獨有的特性和功能越來越多地被建設單位和設計者采用。本文根據(jù)本人的施工管理經(jīng)驗，主要從施工、材料、環(huán)境等方面分析地下室底板、墻體、頂板產(chǎn)生裂縫的原因及對策。
1 設計方面對裂縫的影響
總體上講，宏觀裂縫是在外荷載和變形荷載單獨或共同作用下產(chǎn)生的。在一般工程設計中，設計者往往重視荷載作用下的承載力計算，當構件斷面、配筋率滿足規(guī)范構造要求時，不做構件荷載作用下的撓度和裂縫驗算；而變形荷載盡管是產(chǎn)生裂縫的主要原因，卻因為無規(guī)范強制要求、計算依據(jù)不充分而不進行設計計算，對于重要構件設計者只是提出分段施工、采用低水化熱水泥、摻膨脹劑、不宜夏季施工等原則性措施，缺乏針對具體工程構件而采取的嚴謹、科學、量化的有效方法。
1.1 混凝土強度等級
隨著建筑材料的開發(fā)及混凝土技術的不斷進步，高性能(尤其是高強)混凝土發(fā)展迅速。高層建筑地下室的混凝土設計強度已達到C40-C60�，F(xiàn)行規(guī)范對混凝土強度的評定是以28d標準養(yǎng)護試塊的強度值為準，而事實上基礎達到設計允許的使用荷載是在工程交付以后，因此基礎的早期強度沒有必要在28d達到設計強度，況且地下室結構一般為厚大截面，水化熱的作用使混凝土內部溫度較高，遠遠超過標準養(yǎng)護溫度。其較好的環(huán)境往往使混凝土28d的實際強度明顯高于標準試塊。
1.2 鋼筋配置與結構形式
在對裂縫研究尚不成熟的今天。合理的鋼筋配置和較低約束結構形式對裂縫控制是至關重要的。
1.2.1 鋼筋配置
對于強度等級高、厚度較大的地下室多跨連續(xù)頂板，當邊長在30m以上時，宜采用連續(xù)式雙層配筋、鋼筋間距不宜大于150mm。
地下室擋土墻是最容易產(chǎn)生裂縫的薄弱構件，僅按土的側壓力作用配筋只需較低的配筋率(約0．2％)，而且沒有考慮連墻柱對墻的約束，《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)也未對擋土墻配筋進行明確規(guī)定，這對控制裂縫是危險的，根據(jù)多項工程的經(jīng)驗教訓，墻體水平配筋率宜達到0．6％左右，水平筋間距宜小于150mm。墻體與柱連接部位應設置加強構造鋼筋，以抵御應力集中現(xiàn)象。
1.2.2 結構形式
在建筑設計允許的情況下，盡量不采用大截面框架柱與墻體連接的結構形式，使應力相對均衡、減少約束非使用功能之必須，不宜追求超長、超寬結構。
1.3 設計中預防裂縫的建議
對于地下室工程，其裂縫控制的要求和難度均較一般工程要高。根據(jù)以上的分析，我們可以采取以下預防措施來減少裂縫的產(chǎn)生。
1.3.1 綜合考慮該地區(qū)的施工狀況及其他因素，采用合理的結構形式和配筋，在溫度應力較大處適當加強配筋。
1.3.2 擬設伸縮縫時，仔細斟酌確定伸縮縫間距，應結合當?shù)貧夂驕囟葪l件和施工條件，進行最大伸縮縫間距的估算，以免所設伸縮縫間距大于最大伸縮縫間距時，混凝土產(chǎn)生裂縫。
1.3.3 設置后澆帶來增加伸縮縫間距時，應明確說明后澆帶中混凝土采用微膨脹混凝土，以免后澆帶混凝土的干縮在新老混凝土的連接處產(chǎn)生裂縫。同時，要求后澆帶留置過程中，保證后澆帶鋼筋的連續(xù)與清潔，避免由于此類因素產(chǎn)生裂縫。
1.3.4 超長地下室工程當采用設置后澆帶的方法不設縫時，應采用摻加膨脹劑的方法來抑制混凝土的早期開裂。在設計中，應模擬施工條件進行驗算，對膨脹混凝土的限制膨脹率和膨脹劑的摻量進行說明，同時應對施工養(yǎng)護進行嚴格說明，保證混凝土不會產(chǎn)生裂縫。
2 施工方面對裂縫的影響
2.1 混凝土泵送施工
泵送混凝土的工藝特性要求混凝土具有較大的流動性和較好的和易性及合適的粗骨料粒徑。在同等級混凝土強度條件下。水灰比、水泥用量、用水量、砂率必然比普通混凝土明顯增大，這對裂縫控制是非常不利的，泵送混凝土的收縮變形比普通混凝土的收縮變形大l倍多。要改善這一狀況，采用較低的坍落度和摻入外加劑及粉煤灰是有效的方法。由于地下室基本位于地面以下，又是較厚大構件，采用100-120mm的現(xiàn)場泵送坍落度是適宜的，千萬不可盲目強調可泵性而使混凝土產(chǎn)生許多負面效應。
2.2 施工季節(jié)的選擇
從土方及大體積混凝土的質量擰制而言，在春秋、初冬進行地下室施工是比較有利的。一方面避免雨雪對地下工程的影響；另一方面可以獲得適宜的入模溫度和養(yǎng)護環(huán)境，這對裂縫控制是非常重要的，同時大大降低技術措施費用。
2.3 混凝土的養(yǎng)護
眾所周知，養(yǎng)護對混凝土的強度增加、控制混凝土內外溫差及減少收縮是非常重要的。而養(yǎng)護恰恰是許多施工單位管理的薄弱環(huán)節(jié)，尤其在思想上不能給以足夠重視。這里介紹幾種對裂縫控制切實有效的養(yǎng)護方法供參考。
2.3.1 底板蓄水養(yǎng)護
隨著底板混凝土的澆注，在混凝土終凝后分區(qū)進行蓄水，中間擋水坎可用低強度砂漿砌120紅磚，周邊利用墻體與底板的施工縫。這種方法既能減免混凝土的早期收縮，使混凝土充分水化，又能起到蓄熱保溫作用，但在冬季施工階段不宜采用。
2.3.2 墻體晚拆模養(yǎng)護
在正常氣溫條件下，墻體模板可以在混凝土澆注完l--2d內拆除，這對于混凝土強度等級高、截面厚的長墻是不利的。墻體具有線長、面大、不存水、受風影響大的特點，養(yǎng)護起來比較困難。將模板拆除時間控制在5--7d以上，環(huán)境為正溫時將對拉螺栓松動或抽掉，使模板與墻面脫離約2mm，適時從上口注水，保持混凝土濕潤，拆模后繼續(xù)用濕麻袋緊貼墻體養(yǎng)護14d以上；環(huán)境為負溫時保持模板不動，以保溫、保濕；墻體上口用麻袋覆蓋。這種方法簡單易行、節(jié)約用水、減少用工、降低溫度梯度，因而效果較好。
2.3.3 一般養(yǎng)護方法．
淋水、麻袋及保溫覆蓋、塑料薄膜、養(yǎng)護劑、盡快回填土等常用的養(yǎng)護方法在此不再贅述。
2.3.4 溫度控制
對于底板、擋墻、厚截面梁等產(chǎn)生較大水化熱溫升的構件，不僅要控制升溫階段混凝土的內外溫差及絕對溫升，更應控制降溫階段的降溫速度不宜大于3℃／d，絕對溫升大于30~C時降溫速度宜小于1．5℃／d，以盡可能發(fā)揮混凝土的應力松弛效應，同時要嚴防寒流襲擊，造成溫度突降。
2.4 后澆帶設置底板
一般具有配筋量大、鋼筋間距小、養(yǎng)護條件好、地基對底板約束較小的特點，這對裂縫控制是有利的。考慮基礎的整體性、防水性及施工方便，厚度為1．5m以下、長邊小于60m的底板宜不留后澆帶；厚度1．5m以上，當采取有效的降溫措施時，也不宜留置后落帶。地下室筏板對擋土墻具有很大的約束，這是擋土墻產(chǎn)生裂縫的主要原因之一，宜采用后澆帶的方法削減溫度收縮應力，后澆帶的間距約20-30m。其位置應與施工縫、預留洞口結合考慮，以減少后澆帶的數(shù)量及消除預留洞口處應力集中。地下室頂板的后澆帶位置與墻體后澆帶相同。
2.5 墻體與頂板的澆注
為了減免墻體對頂板約束，在墻體高度小于4m，且混凝土澆注能力能滿足連續(xù)施工的情況下，墻體宜與頂板整體澆注。
2.6 二次振搗及抹壓
新澆注的混凝土在表面水分不斷蒸發(fā)且得不到及時補充的情況下，容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫，同時在鋼筋位置容易出現(xiàn)沉降裂縫。消除這種裂縫方法除優(yōu)化配比、及時覆蓋保水以外，采用混凝土初凝前二次振搗及2--3遍間隔性抹壓是有效的，而且增加混凝土的密實度。
3 材料方面
3.1 水泥
近年來，由于受市場經(jīng)濟及片面追求早期強度的影響，早強水泥充斥市場，在許多地方礦渣水泥、粉煤灰水泥及中熱硅酸鹽水泥等難以購買到，中小型工程又難以達到定購條件，因而不得不使用早強型水泥。早強水泥一般通過加大石膏摻量和提高水泥細度兩個途徑實現(xiàn)，因此在選擇水泥廠家及品種時，不僅要對其強度和安定性進行檢測，而且也不能忽視對凝結時間和細度的檢測。對于地下室混凝土施工，應選擇初終凝時間較長、水泥細度小于400m3／kg的水泥。
3.2 粗骨料
粗骨料除應滿足現(xiàn)行質量標準外，應主要解決石料的連續(xù)級配和粉碎的顆粒形狀，為減少混凝土的水泥漿量和提高漿體與石料的粘結能力創(chuàng)造條件，從而減少混凝土的收縮和提高混凝土的抗裂能力。
3.3 細骨料
細骨料影響混凝土抗拉強度和收縮的主要因素是含泥量及細度模數(shù)，含泥量同時嚴重影響混凝土的抗?jié)B性能。因此要對砂源多方選擇，對含泥量較低但含有泥塊及雜質的砂子，應嚴格挑撿或過篩處理。在粗骨料級配合理、拌和物滿足施工性能的情況下，較低的砂率對減少收縮有利。
3.4 減水劑
減水劑可以減少混凝土拌和物的用水量，提高混凝土拌和物的和易性及流動度。當摻用含有木質素磺酸鹽類物質的外加劑時必須先作水泥適應性試驗．以防現(xiàn)速凝現(xiàn)象。并根據(jù)混凝土量、氣溫及澆注能力選擇減水劑品種，一般宜選用緩凝型和普通型，C30以上混凝土宜選用高效能減水劑，對早強減水劑應慎重選擇。
