論地下室底板裂縫成因及其控制措施

鄧高城

（東莞市清溪鎮(zhèn)人民政府規(guī)劃建設(shè)辦公室，廣東 東莞 523660）

地下室底板裂縫是建筑工程中常見的質(zhì)量通病，因地下室底板要求厚底較大，如果對底板裂縫控制措施不到位，就很容易產(chǎn)生一系列的問題，本文筆者根據(jù)多年來的工作經(jīng)驗(yàn)，主要對地下室底板裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，同時(shí)針對問題提出了有效的控制方法。

1 地下室底板的裂縫種類

在實(shí)際使用過程中，地下室底板出現(xiàn)裂縫的形式主要有以下幾種：①溫度裂縫；由于地下室底板的厚度一般較大，混凝土澆注結(jié)束以后，混凝土內(nèi)部與表面之間存在溫差，熱脹冷縮的不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)；②結(jié)構(gòu)裂縫；在地下室底板截面突變粗或者某些薄弱環(huán)節(jié)，經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)接縫，尤其是在應(yīng)力集中處以及負(fù)彎矩較大的地方比較常見；③收縮裂縫；當(dāng)?shù)叵率业装寤炷脸霈F(xiàn)失水收縮、碳化收縮、硬化收縮以及塑性收縮時(shí)，就會造成收縮裂縫的形成；④施工裂縫；當(dāng)?shù)叵率业装迨艿捷^大施工荷載作用時(shí)，或者混凝土強(qiáng)度發(fā)展的不完全時(shí)就提前拆模，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)；⑤沉降裂縫；當(dāng)?shù)叵率业装逡韵碌耐翆映霈F(xiàn)不均勻沉降時(shí)，會使底板各處受力不均勻，使得底板某些部位受到拉應(yīng)力作用，進(jìn)而導(dǎo)致沉降裂縫的出現(xiàn)；⑥構(gòu)造裂縫；當(dāng)?shù)叵率业装逄幱蓄A(yù)埋的管路時(shí)，就有可能出現(xiàn)構(gòu)造裂縫。

2 地下室底板裂縫產(chǎn)生的原因

地下室底板出現(xiàn)裂縫的原因主要有設(shè)計(jì)、施工等方面的，下面就從設(shè)計(jì)和施工兩方面介紹地下室底板裂縫出現(xiàn)的原因。

2.1 底板施工方面的原因

地下室混凝土底板出現(xiàn)裂縫的原因有以下幾點(diǎn)：①水泥的選用不當(dāng)，所選用的水泥在水化過程中釋放出的熱量過多；②大體積混凝土水化過程中內(nèi)部的熱量無法排除，而混凝土表面溫度則較低，內(nèi)外的溫差效應(yīng)導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生；③由于建筑物地基處理不當(dāng)，使得地基各部分產(chǎn)生不均勻的沉降，使得混凝土受力不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生；④施工人員施工中不按照規(guī)定工序操作，水泥或者水不按標(biāo)準(zhǔn)添加，未進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)，這些都會使混凝土產(chǎn)生裂縫。地下室混凝土地板若裂縫數(shù)目過多、裂縫寬度過大，將導(dǎo)致混凝土鋼筋的腐蝕，進(jìn)而影響建筑物的使用安全，有些貫穿裂縫更將導(dǎo)致毀滅性的傷害。有時(shí)深、淺部位表面溫度變化會形成收縮裂縫,雖然不是貫穿裂縫,但它必須及時(shí)處理和加固,否則會減少使用壽命。

2.2 底板設(shè)計(jì)方面的原因

⑴目前，我國在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要求建筑物不僅要滿足承載能力極限狀態(tài)的要求，而其要滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。承載能力極限狀態(tài)要求結(jié)構(gòu)不能出現(xiàn)破壞和失穩(wěn)，在結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時(shí)不能出現(xiàn)過大的變形；正常使用極限狀態(tài)要求建筑物在使用過程中滿足安全性、耐久性等要求；設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般都能滿足承載能力極限狀態(tài)的要求，但卻對正常使用極限狀態(tài)沒有給予足夠的重視。

⑵從地下室底板的受力情況來看，不管它是按照單跨還是連續(xù)跨、雙向板還是單向板設(shè)計(jì)，考慮其受力時(shí)都是只考慮板平面受力以及板平面內(nèi)產(chǎn)生的剪切變形；就算考慮板端的負(fù)彎矩也只是關(guān)心在地下室底板平面因屈曲而產(chǎn)生的應(yīng)力；在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，沒有對地下室底板在三維空間內(nèi)受力情況進(jìn)行有效的分析，未考慮其與四周墻體的協(xié)調(diào)變形。

⑶一些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)地下室地板時(shí)，將底板按照單向板來考慮配筋，在梁板交接處只是設(shè)置了分離式的板面負(fù)筋；因底板的實(shí)際受力情況與計(jì)算受力情況不相符，使得單向板內(nèi)設(shè)置的粗鋼筋以及高強(qiáng)鋼筋，在混凝土底板內(nèi)產(chǎn)生不均勻的抗拉效果，在應(yīng)力集中的地方容易出現(xiàn)裂縫；也有的設(shè)計(jì)人員不重視構(gòu)造鋼筋的設(shè)置，或者不按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)置，在底板某些薄弱位置沒有設(shè)置加強(qiáng)筋。

⑷在對地下室底板與四周剪力墻連接處設(shè)計(jì)時(shí)，有的設(shè)計(jì)人員沒有將底板與剪力墻相交的地方按照固定邊進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而導(dǎo)致圍在板端設(shè)置足夠的板面負(fù)筋。

⑸在高層建筑塔樓與裙房相接觸的部分，經(jīng)常作為支撐受力的底板以及放置建筑材料的地方，使得這部分產(chǎn)生的施工活荷載較大，在進(jìn)行地下室底板設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常不考慮此荷載；地下室底板使用預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，由于張拉應(yīng)力的作用而在底板某些部位造成應(yīng)集中，因鋼筋配置的數(shù)量較少，進(jìn)而有可能導(dǎo)致底板開裂。

⑹有的地下室底板在設(shè)計(jì)時(shí)，尤其在地下室底板尺寸較大時(shí)，設(shè)計(jì)人員會考慮使用微膨脹混凝土以便能夠產(chǎn)生較小的裂縫，但因試驗(yàn)室的條件與施工現(xiàn)場的條件存在一定的差異，進(jìn)而導(dǎo)致底板裂縫的出現(xiàn)。

⑺在進(jìn)行大尺寸的地下室底板設(shè)計(jì)時(shí)，由于未按照規(guī)范的規(guī)定設(shè)置后澆帶，進(jìn)而導(dǎo)致施工裂縫的產(chǎn)生。

3 地下室底板控制裂縫的措施

針對底板出現(xiàn)裂縫的原因，作者從設(shè)計(jì)角度提出采取以下措施來控制底板裂縫的產(chǎn)生：

⑴由于地下室底板裂縫的產(chǎn)生很大部分是由于混凝土的變形造成的，如地基基礎(chǔ)的不均與沉降、收縮變形、溫度變形等，這種形式的裂縫占到底板開裂的80%左右?；炷翆τ诘挚沽芽p出現(xiàn)主要靠的是自身的抗拉強(qiáng)度，如果地下室底板差生的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，這時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的混凝土開裂間距的驗(yàn)算，然后根據(jù)開裂間距來驗(yàn)算混凝土裂縫寬度是否能夠滿足規(guī)范的要求。

⑵對于地下室底板的厚度應(yīng)當(dāng)不大于底板跨度的1/30，并且底板的最小厚度不應(yīng)小于120mm；當(dāng)?shù)叵率业装宓呐浣顚訑?shù)大于兩層時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范的要求設(shè)置具有一定強(qiáng)度的支撐鋼筋。

⑶當(dāng)?shù)叵率业装蹇缍炔煌瑫r(shí)，跨度較大的地下室底板的板面負(fù)筋應(yīng)當(dāng)伸入到與其相鄰的小跨度底板內(nèi)，并且要在小跨度底板內(nèi)全跨布置。

⑷地下室底板厚度較大時(shí)，應(yīng)按照規(guī)范要求設(shè)置兩層以上的鋼筋，在與四周剪力墻相交的轉(zhuǎn)角處，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范要求設(shè)置構(gòu)造鋼筋，鋼筋的長度不應(yīng)小于相應(yīng)方向板跨度的1/3，并且鋼筋的長度不應(yīng)小于2m，轉(zhuǎn)角處鋼筋的數(shù)量不應(yīng)小于8根，其間距不應(yīng)當(dāng)超過15mm。

⑸按照國家規(guī)范規(guī)定設(shè)置伸縮縫；為了避免由于混凝土凝結(jié)硬化而產(chǎn)生的溫度效影響，可以根據(jù)工程結(jié)構(gòu)情況合理設(shè)置伸縮縫；我國《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定:"現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)式結(jié)構(gòu)處于室內(nèi)或土中條件下的伸縮縫間距為55m。"根據(jù)工程結(jié)構(gòu)情況設(shè)置適當(dāng)?shù)纳炜s縫，可以顯著減少大型混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的產(chǎn)生。

⑹在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到的大體積混凝土在凝結(jié)硬化過程中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的不利影響；對于比較重要的地下室結(jié)構(gòu)，可以考慮使用纖維混凝土，通過纖維的拉結(jié)作用可以明顯提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，進(jìn)而避免混凝土由于拉應(yīng)力作用而產(chǎn)生裂縫。

⑺合理進(jìn)行鋼筋的布置；由于鋼筋的彈性模量遠(yuǎn)大于混凝土的彈性模量，它們之間的比值大約在10左右，合理配置鋼筋可以幫助減少鋼筋混凝土的收縮，如配筋率相同,應(yīng)該采用細(xì)筋密布的方法。

⑻后澆帶的設(shè)置是控制臨時(shí)性溫度裂縫的關(guān)鍵，后澆帶應(yīng)當(dāng)盡量布置在對底板受力影響較小的地方，兩個(gè)后澆帶之間的距離不能大于30m，寬度應(yīng)該在800mm到1000mm之間，地下室底板與四周剪力墻鋼筋相搭接的長度不應(yīng)超過45倍的鋼筋直徑，并且同一個(gè)截面鋼筋搭接的數(shù)量不能超過50%，嚴(yán)禁將底板的主要受力鋼筋斷開。

結(jié)語

地下室混凝土底板的開裂對于底板受力與耐久性有很大的影響,在進(jìn)行地下室底板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮出現(xiàn)裂縫的原因，嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅要重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且應(yīng)重視底板在正常使用條件下的驗(yàn)算，只有這樣才能減少地下室底板裂縫的出現(xiàn)，進(jìn)而保證地下室地板的質(zhì)量。

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