某工程地下室頂板裂縫問題分析

李俊賢，錢文舉，李永成

（廣東省佛山市順德區(qū)兆建商品混凝土有限公司，廣東 佛山 528300）

1 引言

建筑工程中地下室底板和頂板經(jīng)常因裂縫的產(chǎn)生而出現(xiàn)滲漏，會嚴重影響結構的使用功能和結構耐久性。地下室頂板裂縫的產(chǎn)生，除與混凝土材料本身收縮大小有關外，還與施工安排和結構設計是否合理密切相關?，F(xiàn)就佛山市順德區(qū)倫教鎮(zhèn)某商住小區(qū)地下室中庭部分頂板出現(xiàn)的多條貫穿性裂縫原因進行分析。

2 工程概況

該地下室為人防地下室，結構長度為 101m，寬度為87m，樓板設計厚度 300mm，混凝土強度等級為 C35，采用泵送施工。頂板在長度方向設置兩條 800mm 寬的后澆帶，寬度方向設置一條寬 800mm 的后澆帶，分為六分塊長寬和澆筑時間如表1，后澆帶于 2011年9月17日、9月21日及 10月14日澆筑。

表1 某商住小區(qū)地下室頂板分塊長寬和澆筑時間

3 裂縫情況

裂縫于 2011年8、9月份開始出現(xiàn)，主要分布在(D-A)～(D-L) 軸沒有上蓋結構的范圍，且集中在人防墻附近位置及施工預留洞口位置，而在 E 區(qū)及 F 區(qū)中有上蓋結構的位置（圖1 中陰影部分）基本未發(fā)現(xiàn)裂縫。裂縫在平面上絕大部分呈 45°方向排列，中間 (D-B)～(D-D)×(D-8)～(D-14) 軸中有小部分呈垂直于 (D-B) 軸排列，(D-A)～(D-B)×(D-16)～(D-19) 軸中有小部分呈平行于 (D-B) 軸排列，在五個預留洞口的每個角幾乎都有呈 45°方向排列裂縫。裂縫的長度比較長，由一米至十五、六米不等，很多裂縫是跨梁面、跨柱頭式的長裂縫，但裂縫僅限于頂板，對應位置下的梁、柱沒有發(fā)現(xiàn)裂縫。后澆帶狀況基本正常，暫未發(fā)現(xiàn)跨后澆帶的裂縫。

4 裂縫原因分析

此頂板裂縫產(chǎn)生的主要原因是結構設計嚴重超長超規(guī)范，而沒有采取足夠有效的措施減少混凝土收縮；該頂板設計施工分塊長度太大，沒有考慮施工期間的溫度應力對混凝土的影響。頂板混凝土在自身收縮及溫度收縮共同作用下產(chǎn)生很大收縮變形，而下部粗大的墻、柱及大梁約束了板的變形，使樓板在約束較大的位置和截面突變應力集中的位置產(chǎn)生的拉應力超過了混凝土的抗拉強度，導致樓板開裂。

圖1 某商住小區(qū)地下室中庭部分頂板裂縫分布圖

GB50010—2002《混凝土結構設計規(guī)范 》第 9.1 伸縮縫的構造規(guī)定中規(guī)定：現(xiàn)澆框架結構伸縮縫最大間距，露天的不大于 35m、室內的不大于55m，對有位于夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結構或室內結構因施工外露時間較長等不利影響的伸縮縫宜適當減少，當采用后澆帶分段施工、預應力或能減少混凝土溫度變化或收縮的可靠措施后，伸縮縫的最大間距可適當增大，當增大伸縮縫間距時，尚應考慮溫度變化和混凝土收縮對結構的影響。

該工程的 101m×87m 遠遠超過了規(guī)范的基本要求。該工程設計中雖然設置了后澆帶，但設置后澆帶后的分塊長度仍然達到 40 多米。40 多米的分塊長度如果是室內結構應該不存在問題，從 E 區(qū)和 F 區(qū)中有上蓋結構遮擋部分未發(fā)現(xiàn)裂縫也可以得到驗證，由此也說明混凝土本身的收縮值是不大的，不是造成本工程產(chǎn)生裂縫的主要原因。從設計圖紙規(guī)劃上看，D 區(qū)雖然完工后有園林綠化等作為保溫隔熱措施，但設計人員沒有考慮到施工期間的幾個月內，該區(qū)頂板一直是處于露天狀態(tài)的，必須按露天結構來考慮。加之地處南方的順德夏季炎熱多雨，溫差變化劇烈，因此在未澆筑后澆帶時，樓板也在約束力較大的人防墻附近和應力集中的預留洞口處產(chǎn)生了裂縫。

由于地下室頂板的工作環(huán)境比底板惡劣，結構超長太大，頂板結構應該摻加膨脹劑來補償混凝土收縮，以減少裂縫出現(xiàn)的幾率。但該工程頂板結構長度達 110m，設計僅采取了后澆帶一項措施，這存在了非常大的風險。因為后澆帶的作用是減少混凝土自收縮對整體結構的影響，所以設置了后澆帶從理論上說可以適當增大伸縮縫間距（如室外由35m 增大到 55m，室內由 55m 增大到 75m），但絕不可能呈數(shù)倍的增大。后澆帶澆筑填補后，整塊樓板形成整體，并不能改變混凝土熱脹冷縮的特性。該地下室頂板室內部分雖然暫時未發(fā)現(xiàn)裂縫，但由于較大的施工分塊可能會使結構處于臨近開裂的狀態(tài)，如遇強冷空氣南下急劇降溫，同樣不能排除出現(xiàn)裂縫的可能性。

5 混凝土收縮裂縫預防措施

要避免或減少混凝土收縮裂縫的出現(xiàn)，不僅混凝土本身質量需要把好關，而且與施工和設計息息相關。

混凝土材料本身從原材料到配合比設計到生產(chǎn)各項都要進行嚴格控制，盡可能降低混凝土自身收縮值。

設計方面要根據(jù)不同的結構情況采取不同的措施，降低結構內部所產(chǎn)生的拉應力，減少裂縫出現(xiàn)的幾率。例如：結構長度室外 55m 或室內 75m 以內的可僅設后澆帶；室外 75m或室內 100m 以內的需要采用后澆帶與補償收縮混凝土結合的措施；室外大于 75m 或室內大于 100m 的必須采用后澆帶與微膨脹混凝土結合的措施。此外，室內結構必須做好效果良好的保溫隔熱措施，以減少因結構熱脹冷縮而引起的溫度應力。

施工方面要合理組織施工，做好養(yǎng)護工作，使混凝土達到應有的設計性能。盡可能結合本地氣候情況，合理掌握后澆帶的澆筑時機。當室內結構因故需要長時間露天或露天結構較長時間未能做好保溫隔熱墊層時，應做好有效的臨時遮蓋措施，以防開裂。