禹文美　王紅

【摘要】近年來，國內(nèi)建筑工程中混凝土工程的體量日漸增大，尤以基礎(chǔ)地下室為甚。同時，隨著我國建筑技術(shù)的發(fā)展和城市建設(shè)、城市環(huán)保的需要，預(yù)拌商品混凝土以其集約化的生產(chǎn)方式，穩(wěn)定優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)；地下室；混凝土

Causes and Prevention of Cracks in Mass Concrete in Basement

Yu Wen-mei，Wang Hong

（Mengyin Jian'an Construction Co.， LtdMengyinShandong276200）

【Abstract】In recent years， the volume of concrete works in domestic construction projects is increasing， especially in the basement base. At the same time， with the development of China's construction technology and urban construction， urban environmental protection needs， pre-mixed commercial concrete with its intensive production methods， stable and excellent product quality， has been more and more widely used.

【Key words】Foundation；Basement；Concrete

1. 前言

預(yù)拌混凝土除了必須滿足強(qiáng)度、剛度、整體性和耐久性要求外，還應(yīng)滿足現(xiàn)場實際施工的要求。由于預(yù)拌混凝土在施工中應(yīng)滿足從預(yù)拌站到工地現(xiàn)場的運(yùn)輸和現(xiàn)場泵送澆筑工藝的要求，其需要的坍落度比現(xiàn)場自拌混凝土傳統(tǒng)施工工藝大得多，因而在基礎(chǔ)大體積混凝土施工和地下室外墻混凝土施工中，如何有效防止和控制混凝土變形裂縫的出現(xiàn)和開展，顯得非常重要。

1.1地下室大體積混凝土有如下特點(diǎn)：

（1）混凝土強(qiáng)度高，水泥用量大，因而收縮變形大；

（2）幾何尺寸大，內(nèi)部熱量積聚迅速，溫升快，而外部卻散熱快，易形成高溫差；

（3）工程量大，施工連續(xù)性強(qiáng)，不易控制。

1.2混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因有三種：

一是由外荷載引起，即按照常規(guī)計算的主要應(yīng)力引起；

二是結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起，即由實際工作狀態(tài)與假設(shè)模型不符所致；

三是由變形應(yīng)力引起，這是由于溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起的結(jié)構(gòu)變形。地下室大體積混凝土裂縫主要產(chǎn)生原因?qū)儆诘谌N。

2. 產(chǎn)生裂縫的原因以及影響

2.1溫差的形成及其影響在混凝土結(jié)構(gòu)中，引起溫度變化的熱量主要源于水泥的水化熱。

地下室大體積混凝土基礎(chǔ)中，混凝土強(qiáng)度級別較高（一般都高于c30），水泥用量大，因此混凝土在初凝過程中會有大量水化熱產(chǎn)生。混凝土是熱的不良導(dǎo)體，又由于地下室底版幾何尺寸巨大，這些熱量不易及時排出而積聚，導(dǎo)致了其內(nèi)部溫度迅速升高（最高時可達(dá)70～80℃）。相反，在構(gòu)件表面，則由于散熱條件良好，溫度保持較低水平，這樣就出現(xiàn)了內(nèi)外溫差。這種相對的“內(nèi)脹外縮”對混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)它超過混凝土拉伸極限1～1.5×10-4，裂縫就產(chǎn)生了。

2.2混凝土收縮變形及其影響。

2.2.1化學(xué)收縮。

混凝土硬化過程中，水泥要發(fā)生一系列化學(xué)變化，稱之為水化，但水化生成物體積比反應(yīng)前物質(zhì)總體積要小，這種收縮，稱之為化學(xué)收縮。

2.2.2混凝土的干收縮。

干收縮是由于混凝土內(nèi)部吸附水蒸發(fā)引起凝膠體失水產(chǎn)生緊縮，混凝土的干收縮取決于周圍環(huán)境的濕度變化。在大體積混凝土中，當(dāng)這種收縮由于內(nèi)外環(huán)境不一致而使混凝土構(gòu)件表面拉應(yīng)力超過其拉伸極限時，導(dǎo)致了裂縫的產(chǎn)生。

2.3地基的不均勻沉降及其影響基礎(chǔ)設(shè)計的主要依據(jù)是工程地質(zhì)勘察報告。

任何一個地質(zhì)勘察，其結(jié)果都是近似的。當(dāng)設(shè)計假設(shè)模型與地質(zhì)實際不符等情況出現(xiàn)時，都很可能出現(xiàn)不均勻沉降。同時，由于上部建筑物荷載不同，也產(chǎn)生不均勻沉降。這種不均勻沉降對混凝土就產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土極限拉伸值時，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。這種裂縫一旦出現(xiàn)則比較嚴(yán)重，可能危及安全和使用等功能。

3. 采取措施

3.1控制混凝土選材和配合比，摻加外加劑，減少水泥用量和用水量，降低水化熱和收縮變形。

普通硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度高但水化熱大；礦渣水泥雖然比普通水泥比熱低，但泌水、干縮現(xiàn)象嚴(yán)重，且后期硬化收縮也大；火山灰水泥后期收縮較大，同時經(jīng)濟(jì)效益也不合算。通過比較我們選擇了粉煤灰水泥。

粉煤灰水泥特性如下：成分，在硅酸鹽水泥中摻入占水泥重量20%～40%的粉煤灰組合而成。特性，早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長較快；水化熱較小；耐凍性差；耐硫酸鹽腐蝕及耐水性較好；抗炭化能力差；抗?jié)B性較好；干縮性較?。豢沽研暂^好。供應(yīng)標(biāo)號，275、325、425、425r、525、525r、625r。

選擇粉煤灰水泥在技術(shù)上有兩點(diǎn)好處：

一是減少內(nèi)部水化熱的產(chǎn)生（因為減少了水泥用量）；

二是減少混凝土的“干縮”量，這樣從整體上對裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展起到了預(yù)防和抑制作用。

粗、細(xì)骨料：石子選擇了級配良好的碎石，針、片狀顆粒含量<8%；含泥量<0.5%；含硫雜質(zhì)<0.5%；砂為中砂，細(xì)度模數(shù)為3.5，含泥量<5%；含硫雜質(zhì)<0.5%。

另外，還采用了外加劑ln-800n和膨脹劑，這在相當(dāng)程度上減低水灰比和水泥用量降低了水化熱，也使混凝土得到補(bǔ)償收縮。

3.2調(diào)整鋼筋配置方案，增設(shè)溫度傳遞分布筋，將混凝土內(nèi)部熱量及時傳遞出來，防止內(nèi)部熱量積蓄。

在配筋設(shè)計上，建議設(shè)計院在配筋率不變情況下，采用上下皮配筋差異方案，即底皮鋼筋在無柱板帶上無論縱橫都采用25@150，在有柱板帶處上下皮筋均采用25@130。由于混凝土有1米厚，考慮到散熱速度，在底皮鋼筋和頂皮鋼筋之間設(shè)置了25，溫度分布筋，每平方米1根，上下采用搭接焊，將原來28@200配筋方案徹底放棄了。這種上下錯位分布，減小鋼筋直徑，加密鋼筋間距在一定程度上緩和了混凝土收縮，上下搭接的的連通鋼筋能快速把中間熱量傳遞出來，減小裂縫產(chǎn)生的比例。

3.3合理設(shè)置后澆帶，減少早期不均勻沉降、放松約束程度。

不均勻沉降主要由地基地質(zhì)和上部建筑荷載不一引起，由于地下室面積大，在主樓與輔樓相交接的位置設(shè)置了3條后澆帶。同時，由于主樓地下室沿邊狹長，在相應(yīng)位置設(shè)置了后澆帶，這樣，有效地減少了工程早期可能不均勻沉降所產(chǎn)生的裂縫，也對整個底版放松了約束，同時還減少混凝土澆筑長度引起的蓄熱量，減少溫度應(yīng)力，對裂縫的預(yù)防和控制擴(kuò)展起到了相當(dāng)?shù)淖饔谩?/p>

3.4采取措施加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，對溫度進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，防止出現(xiàn)較大溫差。

施工（底板混凝土澆筑）控制在4月底完成，避開了暴曬和炎熱天氣。在養(yǎng)護(hù)上，從澆筑完開始，配4個專人養(yǎng)護(hù)，輪流值班。為了保證已澆好混凝土表面散熱速度不至于過快，在其表面鋪蓋了草袋，并在草袋上再蓋上尼龍薄膜，保持混凝土表面濕潤，使之緩緩降溫，將養(yǎng)護(hù)期延長至15天。