摘要：地下室混凝土裂縫是工程中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題之一，不僅影響了建筑物的正常使用，還給有關(guān)各方帶來(lái)直接或間接的損失。文章以工程實(shí)例分析早期混凝土開(kāi)裂機(jī)理的基礎(chǔ)上，對(duì)地下室墻體早期混凝土開(kāi)裂性能進(jìn)行研究，并提出了預(yù)防、控制早期混凝土裂縫的措施。 

　　關(guān)鍵詞：地下室墻體；混凝土裂縫；性能研究 　 

　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 

　　近年來(lái)，隨著我國(guó)建筑工程規(guī)模的擴(kuò)大化和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，混凝土裂縫成為困擾工程施工的一個(gè)重要質(zhì)量問(wèn)題，尤其是地下室墻體早期混凝土的開(kāi)裂將近90%。因此，在施工過(guò)程中有必要深入研究早期混凝土開(kāi)裂的機(jī)理，并探討地下室墻體早期混凝土開(kāi)裂性能，找出原因所在，提出預(yù)防的措施。 

　　一、工程概況 

　　昆明市呈貢新區(qū)“天潤(rùn)康園”商住小區(qū)D、J、H及G幢、S9、S10幢商鋪組成，住宅工程均有地下一層，建筑面積57000㎡,D幢地下1層地下室為長(zhǎng)79m，寬34m的長(zhǎng)方形箱體，地下室一層外墻施工高度3.6m，墻厚35cm，配置豎筋16@180（雙層），水平筋14@180（雙層），砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為P8，采用泵送施工，水泥用量為335kg/m3,設(shè)計(jì)坍落度12-16cm，四周墻體總長(zhǎng)226m，一次連續(xù)澆灌，未設(shè)伸縮縫與后澆帶。 

　　澆灌后的第3天開(kāi)始拆模，并持續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)7d，第4天發(fā)現(xiàn)豎向裂縫，至21天時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)沿墻體四周多條自下而上的豎向裂縫，裂縫寬約0.2mm。 

　　二、 砼開(kāi)裂原因分析 

　�。ㄒ唬┰缙诨炷�土開(kāi)裂的機(jī)理 

　　1）混凝土的收縮因時(shí)間、條件等不同能夠分為塑性、自生、碳化、干燥收縮。 

　　混凝土本身的性質(zhì)決定了收縮難以避免，在混凝土澆筑后會(huì)產(chǎn)生劇烈的水化反應(yīng)，出現(xiàn)泌水現(xiàn)象和升溫現(xiàn)象、水分蒸發(fā)現(xiàn)象，從而產(chǎn)生初凝期間的凝縮，此時(shí)的收縮屬于塑性收縮，其機(jī)理是由于水分蒸發(fā)導(dǎo)致毛細(xì)孔隙水減少，從而形成毛細(xì)水拉力使混凝土收縮，一般在4-8h內(nèi)產(chǎn)生，多表面為表面龜裂，塑性收縮引起的混凝土體積變化通常在2%以?xún)?nèi)，由于其不抗避免且影響較小，通常可以忽略不計(jì)；自生收縮是混凝土硬化階段受化學(xué)作用影響產(chǎn)生的收縮，主要是水泥的進(jìn)一步水化反應(yīng)造成的，與外界濕度條件無(wú)關(guān)，如果缺乏水分補(bǔ)給便會(huì)產(chǎn)生自生收縮；碳化收縮是由二氧化碳與水泥的化學(xué)反應(yīng)引起的，通常只在特定條件下予以考慮；干燥收縮是混凝土內(nèi)部水分減少產(chǎn)生的緊縮，持續(xù)于混凝土澆筑后的各個(gè)階段，有的工程甚至可以持續(xù)幾十年。 

　　2）混凝土的溫差主要是混凝土內(nèi)部受水化熱影響與表面產(chǎn)生的溫度差異，水泥在水化過(guò)程中不僅會(huì)產(chǎn)生水化硅酸鈣、氫氧化鈣等物質(zhì)，還會(huì)放出大量熱量。早期混凝土主要受澆筑溫度、水化熱、散熱溫降三方面影響，如果混凝土澆筑溫度高、水化熱大、斷面厚且導(dǎo)熱系數(shù)低，便會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度驟升，最高能超過(guò)80℃，然而其表面溫度只略高于環(huán)境溫度，從而導(dǎo)致內(nèi)外出現(xiàn)很大的溫差�；炷�土的溫差包括內(nèi)外溫差與前后溫差兩個(gè)方面，溫差大則拉應(yīng)力大，如果超過(guò)抗拉強(qiáng)度便會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，而抗拉強(qiáng)度在混凝土凝結(jié)過(guò)程中是動(dòng)態(tài)變化的。 

　　3）混凝土的約束，在實(shí)際工程中混凝土?xí)�受到環(huán)境的約束，約束的形式能夠分為內(nèi)外兩種，外約束指的是混凝土受外部環(huán)境的約束，例如墻體受基礎(chǔ)約束，約束按程度可以分為全約束、無(wú)約束和彈性約束，全約束指的是嵌固體受到的完全約束，無(wú)約束指的是完全不受外部環(huán)境的抑制作用，實(shí)際工程中主要是有變形和應(yīng)力的彈性約束。內(nèi)約束是物體內(nèi)部的相互約束作用，例如溫度分布不均勻或是配筋導(dǎo)致的約束。地下水墻體混凝土不僅受到配筋、溫差的內(nèi)約束，還受到基礎(chǔ)的外約束，當(dāng)約束的拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度時(shí)便會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。 

　　4）外力作用引起墻體裂縫，地下室墻體所受外力主要有三個(gè)方面：一是地基基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，造成墻體的梁板結(jié)構(gòu)裂縫；二是墻兩側(cè)模板未同時(shí)拆除，先拆一邊，未拆的一邊模板支撐給新澆砼墻一個(gè)側(cè)向壓力，若模板支撐較緊，則砼墻產(chǎn)生裂縫；三是墻外側(cè)填土過(guò)早，填土使墻外側(cè)向內(nèi)側(cè)擠壓，早期砼強(qiáng)度低，極易產(chǎn)生裂縫。 

　　由于混凝土不是彈性材料，在早期更是有著塑性變形能力和徐變能力，能夠有效避免早期開(kāi)裂，然而隨著時(shí)間的變化混凝土抗拉強(qiáng)度、徐變能力、內(nèi)外溫差等都會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度時(shí)便會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。 

　　（二）地下室墻體早期混凝土開(kāi)裂性能的研究 

　　在天潤(rùn)康園高層住宅工程施工過(guò)程中，由于前期施工幢號(hào)出現(xiàn)了地下室外墻開(kāi)裂,后面的施工中我們主要從結(jié)構(gòu)長(zhǎng)高比和環(huán)境兩個(gè)方面入手，研究其對(duì)地下室墻體早期混凝土開(kāi)裂性能的影響。 

　　1.結(jié)構(gòu)長(zhǎng)高比 

　　地下室施工為4-5月份，氣溫為22-25℃，C35混凝土，砼彈性模量取每平米3.5×1010N，澆筑溫度為20℃，4天后拆模，墻體高為3.6m、厚取0.35m、長(zhǎng)寬取61.8×22m、基礎(chǔ)底板厚取0.5m。 

　　首先，對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行分析�；炷�土澆筑后，經(jīng)歷了升溫、降溫到最后隨外部溫度變化的階段，整個(gè)過(guò)程的墻體表面與橫斷面有相同的橫斷面，沿長(zhǎng)寬方向墻體相同水平面的溫度也大致相同，沿厚度方向墻體兩側(cè)溫度相同、中央溫度最高，沿高度方向墻體底部溫度最高、頂部溫度最低。在升溫階段，溫度提升很快，尤其是墻體中央升溫最快，墻體頂部中央在澆筑2天后達(dá)到33.9℃，墻體底部中央在澆筑2.7天后達(dá)到37.3℃，表面與中央同步溫差在1.6℃左右；在降溫階段，墻體頂部降溫較快，拆模后降溫加快，7天內(nèi)平均每天降溫2.1℃，10天后降溫開(kāi)始緩慢、均勻下降；15天后，墻體與環(huán)境溫度幾乎一致，開(kāi)始隨著環(huán)境溫度而變化。 

　　其次，對(duì)應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行分析。早期混凝土的應(yīng)力變化經(jīng)歷了從壓應(yīng)力提高、降低到產(chǎn)生拉應(yīng)力的過(guò)程。最初，墻體受水化熱影響出現(xiàn)膨脹形變，壓應(yīng)力快速提高，隨著溫度的降低和收縮，壓應(yīng)力迅速降低，最終產(chǎn)生拉應(yīng)力并開(kāi)始增長(zhǎng)，拆模后提升速度更快。選取墻體長(zhǎng)度方向距拐角分別為2.4m、7.4m、15.4m的三個(gè)界面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在拆模后，彈性模量的增長(zhǎng)是應(yīng)力增長(zhǎng)的一個(gè)主要原因，墻體拐角處的拉應(yīng)力變化較大，沿長(zhǎng)度方向中段比端部的應(yīng)力大，沿厚度方向中段比端部的應(yīng)力小。由此可知，由于墻體厚度較小，受基礎(chǔ)底板的約束作用很大，當(dāng)早期混凝土的應(yīng)力與大體積混凝土存在較大區(qū)別，由于墻體面積較大，易受溫濕度等影響，砼初期抗拉強(qiáng)度很低，水平拉應(yīng)力超過(guò)砼抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)豎向裂縫，因此這種現(xiàn)象會(huì)經(jīng)常發(fā)生，拆模后的養(yǎng)護(hù)極為重要。