1、1人防地下室外墙混凝土裂缝分析与控制摘要地下室混凝土外墙裂缝，出现渗漏水现象，不仅影响正常使用功能，也影响结构的耐久性和整体性。在分析地下室外墙混凝土结构裂缝产生的原因的基础上，进行了裂缝间距与裂缝宽度计算，并从多个方面提出了预防裂缝产生及发展的措施。 关键词 外墙；混凝土施工；裂缝；温度应力 中图分类号TU375.2文章标识码 B文章编号 1 工程概况及裂缝情况 11 工程概况 南京某工程地下室，平时作为地下车库，战时作为人员隐蔽部，地下室建筑面积 16566?。底板为钢筋混凝土筏板式整体基础，底板厚 1000 mm，外墙厚 300 mm，混凝土强度等级 C35，抗渗等级 S8，混凝土坍落度
2、1618?。底板浇筑混凝土完毕后，再浇混凝土柱和隔墙，最后外墙、顶板及顶板梁一次浇筑到位。 12 裂缝情况与处理 地下室混凝土外墙拆模后发现外墙板上出现不同程度的裂缝，并出现渗漏现象，经现场监测，每隔 2m 左右出现垂直于水平的裂缝，裂缝长约 23m，共有 42 条裂缝，裂缝总长约 100m，裂缝宽度在 0.050.4?之间，裂缝的宽度从中间到两侧逐渐减小。查明裂缝情况后,采用灌浆法对2裂缝进行了修补，处理后外墙未出现渗漏水现象，使用情况良好。 2 地下室外墙混凝土裂缝产生原因分析 地下室混凝土结构产生裂缝主要有两大类原因引起，一类由外荷载或地基不均匀沉降使混凝土结构产生内力和变形，引起地下室
3、混凝土外墙产生裂缝；另一类是温差、收缩与徐变、内外约束等因素引起地下室混凝土外墙产生裂缝。本工程裂缝为混凝土收缩裂缝，不影响结构安全。但渗水现象较严重，影响正常使用，也影响结构的抗渗性能，随着裂缝宽度的增大，引起钢筋锈蚀，对结构的耐久性也很不利。地下室外墙混凝土出现裂缝原因主要有以下几个方面。 (1)地下室底板对外墙的约束作用，底板混凝土比地下室外墙浇筑早，早期收缩变形大部分已完成，水平向刚度很大，而外墙混凝土浇筑后，收缩变形受到底板的强大约束，这是外墙混凝土产生裂缝的主要原因。 (2)地下室底板一面受到大气温差变化的影响，而外墙混凝土双面到大气温差变化的影响，保温、保湿比底板混凝土难度要大，
4、外墙混凝土的收缩量要大于底板的收缩量，两者出现变形差异，也得地下室外墙混凝土产生温度拉应力。 (3)C35 泵送混凝土的坍落度 1618?，水泥用量较大、用水量增加，砂率也较大，而骨料粒径较小等诸多因素的影响，导致混凝土浇筑后的收缩进一步增加，混凝土在外约束作用下容易开裂。 3 地下室外墙混凝土裂缝间距与裂缝宽度计算 3由文献1可得出外墙最大筑浇长度的计算式 （1） 式中，为外墙高度(m)； 为龄期 t 的弹性模量；为板底对外墙的水平阻力系数；为混凝土的线膨胀的系数，一般取；为综合温差；为考虑配筋的混凝土极限拉伸值，可用齐斯克列里经验公式计算，即， 为配筋率， d 为钢筋直径，为外墙混凝土抗拉
5、强度。 如果混凝土收缩应力，外墙开裂，裂缝间距减小一半，则最小间距，平均间距的公式 （2） 外墙裂缝开展平均宽度的最大计算公式，即 （3） 式中， ，为裂缝宽度衰减系数， 随着配筋率 的增大而减小，取值在 0.060.3 之间1。由式（3）可知，随着的增大而增大，裂缝宽度与外墙长度有关，外墙开裂时，首先出现的裂缝较宽，往往出现在外墙中部，随后出现的裂缝宽度减小，往往出现在外墙二侧，即裂缝宽度从两端到中间逐渐变宽。 本工程外墙水平钢筋，配筋率， ，混凝土的弹性模量与抗拉强度取现行规范值的 0.7 倍，并考虑混凝土徐变的影响，考虑到外墙受底板及顶板的双向约束，取，混凝土浇筑后综合温差，由式(2)计
6、算得，由式(3)计算得， ，计算结果与现场实测结果基本吻合。 4 控制混凝土外墙裂缝的措施 44.1 补偿收缩混凝土 混凝土在硬化过程中，由于收缩和干缩等原因产生体积收缩，收缩值为其的 0.020.06%，混凝土收缩对混凝土的体积稳定性、耐久性带来非常大的危害。在混凝土中掺入一定数量的膨胀剂配制成补偿收缩混凝土和自应力混凝土，膨胀剂的作用为在混凝土在凝结硬化初期（114d龄期）内产生一定的体积膨胀，用于补偿混凝土收缩的体积，用膨胀剂产生的自应力抵消混凝土收缩的应力。表 1 给出了混凝土中不同掺量 UEA性能与用途2。 表 1 混凝土中不同掺量 UEA 性能与用途 4.2 设计措施 地下室外墙收
7、缩时受底板的约束，墙体受到拉应力作用容易产生裂缝，为了抵抗墙体收缩的拉应力，设计时可在墙体中下部设一道水平暗梁抵抗拉力，效果较明显。从公式可以看出，混凝土的拉伸值与混凝土的抗拉强度、配筋率及钢筋直径有关。当外墙水平配筋率不变时，适当减小外墙水平筋的直径可以增大外墙的混凝土极限拉伸值，可阻止外墙的开裂。当外墙增设水平抗拉钢筋时（水平构造筋放在竖筋的外侧） ，水平配筋率提高，也可以增大外墙的凝土极限拉伸值，有利于阻止外墙的开裂。但是增加水平配筋率不够经济，建议水平配筋率一定时，适当减5小外墙水平筋的直径也可提高外墙的抗裂能力。另外，工程实践表明，选择冷轧带肋钢筋，冷轧扭钢筋，能够提高混凝土的抗裂能
8、力3。 4.3 施工措施 （1）控制原材料质量，优化混凝土配合比设计。选用水化热低的高强度的水泥，降低水灰比，可降低混凝土的发热量，减小混凝土的收缩量。同时选用具有减缩抗裂性能的外加剂（如羧酸减水剂）和掺合料（如粉煤灰）等，不但可以改善混凝土的和易性及可泵送性能，还可起到降低混凝土拌和的用水量和水泥的用量，减小混凝土的收缩量。砂和石含泥量要小并且级配要良好，必要时可人工进行级配优化，可减小混凝土的水化热及其收缩变形的影响。 （2）混凝土施工时应振捣密实，提高混凝土的密实度，有利于混凝土早期强度的提高，并减小混凝土沉缩引起的裂缝。 （3）合理的拆模时间。由于模板的保护，可减少混凝土水分的蒸发，有
9、利于混凝土养护，提高混凝土的早期强度，也使混凝土表面的温度往往不小于大气的温度，混凝土不会开裂。过早拆模，当温差产生的拉应力大于混凝土龄期抗拉强度时，混凝土会出现裂缝。 （4）混凝土浇筑后保湿保温养护要及时，否则容易产生塑性收缩和早期干缩裂缝，特别对于强度等级较高、水泥用量较大的商品混凝土，在高温、干燥及大风气候条件下容易失去水分产生收缩裂缝和温差裂缝。保湿保温有利于水泥的水化，不仅提高混凝土的早期强度，还可减少混凝土的温度应力与收缩应力。 （5）混凝土温度场的现场监测。现场监测是施工控制的基础和重要6组成部分，所获得的结构各部位的数据资料是实施控制、调整的主要依据，同时也是监测施工、改进设计
10、、确保结构施工安全的重要手段。监测水化热产生的温度场，研究水泥放热的规律，确定混凝土内外温差和混凝土表面与大气的温差，避免温差应力可能导致的结构开裂等不利因素，因此，混凝土温度场的现场监测很有必要。 5 结语 （1）地下室外墙的裂缝主要由底板与外墙混凝土收缩不一致所产生的，该裂缝对结构的承载力影响不大，但出现渗漏现象，影响正常使用，可采用灌浆法对裂缝进行处理。 （2）地下室外墙混凝土裂缝间距与裂缝宽度计算结果与现场实测结构基本一致，理论计算公式具有较高的可信度，可供类似工程参考。 （3）混凝土收缩现象是由材料性质决定的，可以通过添加减缩抗裂性能的外加剂、膨胀剂和掺合料等材料，改善混凝土的和易性
11、，降低混凝土拌和的用水量和水泥的用量，减小混凝土的水化热及其收缩变形。同时通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、严格遵守施工技术规程等技术与管理措施，提高混凝土质量，控制混凝土裂缝的产生，减少裂缝造成的危害。 参考文献 1 王铁梦. 工程结构裂缝控制M. 北京: 中国建筑工业出版社, 1997 72 孙跃生，仲朝明，谷政学，丁宁. 混凝土裂缝控制中的材料选择M. 北京: 化学工业出版社, 2009 3 沈汝伟. 控制地下室混凝土工程裂缝方法的研究J. 建筑技术开发, 2011, 38(3):3738 作者简介： 方陆星（1964-） ，男，湖南临湘人，大学本科，工程师，主要从事工程质量监督与管理工作。
