高层建筑地下室混凝土结构施工探析

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摘要：本文作者分析了高层建筑地下室混凝土结构施工阐述裂缝的原因，提出了相应的控制措施。

关键词：高层建筑；地下室；混凝土结构施工；探析

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：

高层建筑地下室混凝土裂缝控制，要通过设计、施工、材料供应等方面的综合措施来进行。只有这样，才能减少裂缝的发生，特别应防止有害裂缝的产生和发展。

1 施工阶段混凝土产生裂缝的原因

混凝土裂缝的出现大部分是由于温度变形、收缩变形和地基不均匀沉降引起的。但是，在高层建筑地下室施工时，由于上部的荷载不大，地基下沉的可能性较小，所以其裂缝主要还是由温度变形和收缩变形引起的。

地下室一般主要分为混凝土底板和外墙。底板是属于大体积混凝土施工的范畴，这类结构所受的主要是均匀温差和均匀收缩，因而外约束力是主要的。当混凝土结构降温与收缩同时进行时，会产生较大的拉应力，因此夏季施工比冬季施工更容易开裂。底板的尺寸与拉应力的变化超过一定的程度后，影响就逐渐减少，故留设伸缩缝有一定的距离要求。当最大拉应力超过混凝土抗拉强度时，就会在混凝土中部出现第一条裂缝，将底板一分为二，每块板又有自己的应力分布，直至板中部的最大拉应力小于或等于混凝土的极限抗拉强度为止。因此，降低结构计算温差和提高混凝土的极限拉伸变形，对延长最大整浇长度是十分重要的。

高层建筑地下室混凝土外墙一般在300mm以上，由于混凝土水化热的降温和收缩引起较大的应力，导致混凝土墙面的开裂，又因墙板垂直方向一般配筋较多，再加上墙身自重，故实际工程中水平裂缝很少，大部分为垂直裂缝。根据工程实践，高层建筑地下室混凝土出现施工裂缝的主要原因有：

1.1 由于商品混凝土的广泛应用，导致混凝土的收缩增加；

1.2 由于高层建筑的迅速发展，建筑高度越来越高，建筑荷载也随之增加，混凝土的强度等级也日趋提高；

1.3 由于地下室底板较厚及大量采用超静定结构，使结构的约束应力不断增大；

1.4 采用的施工方法、混凝土配合比、施工组织等不当。

2 高层建筑地下室混凝土结构施工裂缝的防治措施

2.1在设计方面的措施：

2.1.1 设置伸缩缝：伸缩缝是为了防止混凝土结构因温度变化引起裂缝而必须设置的一种构造缝。《钢筋混凝土结构设计规范》中规定，现浇钢筋混凝土连续式结构处于室内或土中条件下的伸缩缝间距为55m，根据混凝土结构的特点合理设置伸缩缝，对大体积混凝土防止温度裂缝是非常有效的。

2.1.2 设置后浇带：后浇带是施工期间保留的临时性收缩变形缝，是一种专门留设的特殊施工缝。此外，设置后浇带的另一个目的是取消结构中永久性的伸缩缝。在留设后浇带的期间，混凝土的早期温差降低，混凝土至少完成30%的收缩。

2.1.3 合理布置钢筋：钢筋的弹性模量比混凝土大7-15倍，单纯利用钢筋来防止混凝土的裂缝出现，是不现实的。但在混凝土中合理布置钢筋可以减轻混凝土的收缩，限制混凝土裂缝开展。实践证明：在相同的配筋率下，选择较细且钢筋间距较密时，防止混凝土开裂的效果较好。

2.2 在施工方面的措施：

2.2.1 在原材料选择方面

对混凝土原材料的选择，主要是对水泥、粗骨料、细骨料、掺合料、外加剂等品种用量和质量的选择，这是防止混凝土结构出现裂缝的重要基础。

水泥：在地下室底板混凝土施工时，核心问题是如何降低混凝土浇筑时产生的水化热，即关键控制混凝土的绝热升温。大量试验证明，混凝土内部温度主要取决于水泥用量和水泥品种。因此，应优先选用水化热较低的水泥，在保证混凝土强度和性能的前提下，尽量减少水泥的用量，一般情况下，每立方米混凝土中水泥用量每增减10kg，内部温度要相应升降1℃。

粗骨料：目前商品混凝土的碎石级配一般为5-25mm，试验表明，采用5-40mm级配的石子比采用5-25mm的石子,每立方米混凝土可减少用水量15kg左右，在相同水灰比的情况下，水泥用量可减少20kg左右，混凝土内部温度可下降2℃左右。因此，在允许的情况下，尽量选择大粒径的粗骨料，级配应符合要求，同时片状颗粒的含量

细骨料：宜采用质量良好的中、粗砂，细度模数必须控制在2.1以上，其含泥量控制在2%以下，因为采用细度模数为2.8的粗砂比2.3的中砂，每立方米混凝土中可减少水泥用量30kg左右，减少用水量20-30kg，从而降低水化热和混凝土的收缩。砂率一般应控制在38%-45%。

掺合料：配制大体积混凝土结构所用的混凝土，掺加适宜、适量的掺合料是十分有利的，对改善混凝土拌合物的和易性，降低水化热、减少混凝土收缩，提高混凝土抗裂性，均有良好的效果。

外加剂：为使地下室混凝土达到抗裂、防水的目的，一般需掺入适量的减水剂、缓凝剂、微膨胀剂等。外加剂的质量对混凝土的影响非常大，有些外加剂与微膨胀剂共同掺入使用可能产生不利的副作用，因此在正式使用前必须经试验确定。

2.2.2 重视对拉螺栓对混凝土抗渗的影响

在施工地下室混凝土墙板时，为了固定模板需要用带有止水片的对拉螺栓固定，如果这些部位处理不当，墙板上会发生点状渗水，大多数是由于对拉螺栓质量所引起的。因此钢板止水片必须满焊，在条件允许的情况下，应尽可能延长脱模时间，避免在拆模过程中对固定螺栓造成扰动，从而使螺杆与混凝土之间产生裂缝。

2.2.3 加强混凝土浇筑过程中的质量控制

控制混凝土浇筑温度：混凝土浇筑后，混凝土因水泥水化热升温而达到的最高温度，等于混凝土入模温度与水化热引起的混凝土温度峰值之和。规范规定：温差控制在设计要求的范围内，当设计无具体要求时，温度不宜超过25℃。

注意混凝土施工的操作程序：地下室底板和墙板的施工，除应切实按照《混凝土结构工程施工及验收规范》执行外，还应做好以下几个方面：控制好混凝土的塌落度；排除混凝土中的泌水；商品混凝土的表面水泥浆较厚，在浇捣后要进行处理，一般先初步按设计标高用长刮尺刮平，然后在初凝前用滚筒碾压数遍，再进行二次抹面，消除收缩裂缝。

加强对混凝土的养护：这是防止产生裂缝的一个重要环节，混凝土初凝后应立即采用塑料薄膜或浇水草袋进行养护，一方面可以降低混凝土的表面散热，降低降温速度，防止产生表面裂缝，另一方面，潮湿的环境可防止混凝土表面因脱水而产生的干缩裂缝，在常温下浇水养护不少于14天。

做好混凝土测温工作：底板混凝土的测温工作是为了掌握大体积混凝土水化热的大小。通过调节措施来控制混凝土中心最高温度和表面温度之差，使其不超过会产生裂缝的临界温度。

3 结束语

随着城市化进程的加快，高层建筑的建造规模越来越大。在高层建筑的地下室施工过程一个相当普遍的质量问题就是结构产生裂缝，有的已影响了建筑物的安全和使用功能。当然，要使混凝土结构不产生任别应防止有害裂缝的产生和发展。

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