混凝土地下室侧墙基础裂缝的分析与预防措施
时间：2020-12-13 08:08:00 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(巴彦淖尔市铁路建业建筑有限责任公司，内蒙古 巴彦淖尔 015000)
摘 要：文章分析了混凝土地下室侧墙基础型裂缝的原因及预防措施。
关键词：地下室墙基裂缝；
分析；
预防措施
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)06—0253—02
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形等一系列问题，硬化成型的混凝土建筑中，存在众多的微孔隙，气穴和微裂缝，由于裂缝的存在和发展通常会使用内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋砼的承载能力，耐久性和抗渗能力，影响建筑物使用寿命。本文针对在实际工作中遇到的裂缝问题做一分析。
某高层住宅，16层，地下1层，建筑面积为7 302m2，框架剪力墙结构，采用钢筋砼柱下独立基础和墙下条基相结合的基础形式，坐落在石灰岩基上，①轴采用20根锚杆与基岩锚固；
其他轴凡独立柱基下均设置锚杆1根。
基础砼采用C45商品砼，配合比为：水泥∶水∶中砂∶石子∶FNC—Ⅱ外加剂＝1∶0.35∶1.29∶1.78∶0.02，砼水泥用量为550kg/m3；
砂率为41％，水泥采用蒙西水泥厂生产的强度等级425R早强型普通硅酸盐水泥，砂子采用当地产的中砂、石子为本地碎石，规格为16～31.5mm，砼拌和物的设计坍落度为180～200mm。
该工程的平面为两个单元组合式，两个单元分别为①～⑨轴和⑨～17轴。而⑨～17轴基础砼于2006年8月2日20点到8月3日7点集中整体浇筑完毕，现场实测砼坍落度平均值为190mm，基础未设置施工缝及采取测温控温措施，只是在浇筑完砼的当天，用一层草包覆盖并浇水养护，养护水的温度为22～25℃，气温平均为30℃，8月4日和8月5日连续两天下小雨，未对基础进行人工养护，当时温度为24～26℃。
1 地下室砼侧基裂缝现状
8月4日上午在⑨轴和轴基础上分别发现1号和6号裂缝，且裂缝上宽下窄，未贯通，8月6日上午，其他裂缝相继出现。
8月9日上午，现场检测共发现15条裂缝（见附图1），裂缝均出现在挡土墙砼条基上及条基和独立柱基变截面处，裂缝形式为垂直裂缝，上宽下窄，其中1、2、3、11、13、14、15号裂缝经站芯样及压力注水试验显示：裂缝已贯穿；
其余裂缝均出现在条基与柱基交接处，长短不一且未贯穿（附图2、图3）
现场检测凡两侧对称裂缝都较宽在0.3～1.3mm之间；
变截面处裂缝宽度较窄，多在0.3mm以内。
2 裂缝主要原因
2.1 混凝土的内外温差大
该工程地下室外墙基础截面尺寸为（0.6～0.8)m×0.8m。根据温升计算，在砼浇筑完毕第3d时，基础内砼最高温度为68℃左右，此时砼内外最大温度差为40℃左右，且砼条基表面系数较大，再加上受到雨水的冷却冲洗，施工场地空旷、散热快，造成砼表面附近存在较大的温度梯度。砼内部产生压应力，上表面（非模板面）产生较大拉应力，而此时砼的龄期短，抗拉强度很低，砼内外的温差t=40℃>25℃(规范规定），因内外温差产生的表面拉应力大于此时砼的极限拉应力，于是产生自条基顶面向下发展的裂缝，而条基侧面有模板围护，散热较慢，虽稍有裂缝，确轻微，裂缝多发生在砼浇筑后的升温阶段，一般是在砼浇筑后的第三天开始出现裂缝。该基础此时的裂缝是砼浇筑完3d后产生的温开裂缝。
2.2 砼的收缩
从裂缝特征可见大多数均属收缩裂缝。砼浇筑完3d后，砼内部逐渐降温，砼散热降温产生收缩，再加上砼在硬化过程中，内部拌和水的水化和蒸发及胶凝体的胶凝等作用，促使砼硬化收缩，在收缩过程中，基础受到基底岩石和锚杆的约束，这样在基础内部产生较大拉应力，此拉应力大于砼的抗拉强度时，就产生自基底向上发展的裂缝，因裂缝形成于结构最薄弱的截面。因此，自表面形成的温升裂缝与自基底产生的降温收缩裂缝就贯穿连通全截面。
2.3 砼水泥用量过多
该基础砼强度等级C45，采用的砼配合比中，水泥用量为550kg/m3，水泥用量过多，水化热高，砼收缩也大，采用425R普通硅酸盐水泥，其28d水化热也较其他品种水泥水化热高，也对裂缝的形成产生影响。
2.4 砼施工质量差
原材料质量不良，配合比不当，坍落度控制差，施工中任意加水以及砼养护不良等因素，均会导致砼收缩加大而产生裂缝。
此外，目前地下室普遍采用泵送砼，泵送砼坍落度大，也导致收缩增加，裂缝可能性加大。
2.5 对砼的养护措施不当
现场在砼浇筑完毕的第一天，对砼进行0.5～1h洒水养护，并覆盖草帘一层，养护水温为25℃。砼浇筑完毕的第二、三天，因连续降小雨，因此未对砼进行养护，当时记录雨水温度为20℃左右，且未对砼进行任何覆盖，因此造成砼内外温差近40℃，形成砼条基表面散热快，也是造成裂缝形成的原因之一。
2.6 设计问题
2.6.1 《砼结构设计规范》适量配筋能起到控制裂缝收缩的扩展和减少裂缝宽度的作用，因此，对于大体积砼的配筋，不仅要满足强度要求，而且要满足防裂缝扩展的要求，根据相关资料介绍，大体积砼配筋率要控制在0.3％～0.5％，该基础采用C45素砼显然不合理。
2.6.2 水泥水化时，放出大量的热，所形成的水化产物的体积小于水泥和水的总体积，且主要集中在浇筑后的7d左右，一般每克水泥可放出500J左右的热量，如果以水泥用量为550kg/m3来计算，每m3砼将放出27 500KJ的热量，从而使砼内部温度升高（可达70℃左右，甚至更高），因为砼内部和表面的散热条件不同，因此砼中心温度很高，这样形成温度梯度，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力，经测算，由此引起砼的干缩值为0.04％～0.06％。由于砼的抗拉强度低，极限拉伸值为0.015％～0.03％，可见砼设计强度等级越高，水泥用量越多，干缩值越大，极易形成收缩裂缝。
2.6.3 该基础坐落在岩石上，且有锚杆有力的约束，基础砼的收缩变形受到约束，也是产生裂缝的原因之一。
3 预防措施
3.1 优化砼的强度等级设计
如确实需要，一可采取留后浇带的做法，尤其是基础砼受到地基强有力的约束，无论基础长度多少，均应考虑留后浇带的做法。二是可以在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋，从而让钢筋代替砼承担应力，这样可以有效控制裂缝发展。在工程结构设计中要特别注意降低结构的约束度。可采用砼60d、90d强度作为设计依据。
3.2 优化砼的配合比设计
配合比设计合理不仅应满足设计要求，同时应有利于现场施工，经济效益良好，从而减少水泥的用量，降低水化热，较少干缩，减小砼裂缝的开展。
3.3 优选材料
在骨料的选择上应该尽量选取粒径大强度高级配好的骨料，在砼中掺入一定量的粉煤灰后，可以增加砼的密实度，提高抗渗能力，改善砼的工作度，降低最终收缩量，减少水泥用量。防止结构出现温度裂缝，利用粉煤灰作砼的掺和料是最有效的方法之一。
适量加入外加剂也可以达到减少水化热目的，如UFA膨胀剂，它可以等量替换水泥，并使砼产生适度的膨胀，一方面保证砼的密实度，另一方面使砼内部产生压力，以抵消砼中产生的部分拉应力。减水缓凝剂，可以延缓水化热的峰值期并改善砼的和易性，降低水灰比。
3.4 加强现场施工技术管理
砼施工包括砼的生产、运输、浇筑和温度及表面保护，是保护砼温度裂缝的关键环节，而热应力的控制手段主要是控制砼的内外温差△T。
△T＝Tp+Tr-Tf
式中：Tp－起始浇筑温度；
Tr－水泥水化温升；
Tf－天然或人工冷却后浇筑块的稳定温度。
在温度较高的情况下进行施工，一定注意降低砼浇筑时的温度。可以在施工现场对堆在露天的砂石用篷布覆盖，以较少阳光的辐射，同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向砼中添加冰水，有效降低砼的入模温度，在砼内部通入冷却循环水，采用循环法保温养护，以便加快砼内部的热量散发。砼表面应覆盖一些织物进行保温、保湿养护，这样不但可以降低砼内外温差，防止表面裂缝，还可以防止砼骤然降温产生贯通裂缝，并且还可以使水泥顺利水化，防止产生温度裂缝。为了及时掌握砼内部温升与表面温度变化值，可在砼内埋设一定量的测温点，从而可以更好的了解砼温度变化情况，一旦内外温差超过允许值25℃，及时采取措施。
