樓基礎(chǔ)底板裂縫的分析和處理
摘要：本文針對工程混凝土基礎(chǔ)底板在澆筑后出現(xiàn)裂縫的實(shí)例，分析了裂縫產(chǎn)生的原因，并采取了相應(yīng)的對策，保證了后續(xù)施工的質(zhì)量。
一、工程概況
小湯山久長花園翠柳居6號樓，基礎(chǔ)埋深2.25m，寬度30m，長度85.2m。在長度方向上設(shè)置了兩道后澆帶，分為3個(gè)施工段?；炷琳麧查L度為：水平向26.1m，豎向30m，混凝土強(qiáng)度等級C35，水泥標(biāo)號32.5普通硅酸鹽水泥，每立方米水泥用量460kg，澆筑時(shí)，室外平均氣溫30℃，混凝土入模溫度為28℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)蓋一層草簾。在第一施工段澆筑完畢后兩天，發(fā)現(xiàn)有細(xì)小裂縫，凝結(jié)后10d左右裂縫逐漸擴(kuò)大，最后經(jīng)檢查，裂縫長度7-8cm，深0.3-1.0cm，個(gè)別裂縫長度達(dá)13-15cm，深1.5cm，寬0.3mm。本工程雖一次整澆面積較大，但底板厚度不大，僅為35cm，澆筑時(shí)雖氣溫較高，但經(jīng)測試混凝土中心溫度與表面溫度差僅為11℃，仍滿足要求(《混凝土結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-92第4.5.3條：混凝土內(nèi)部于表面溫度差不宜大于25℃)，在新的《混凝土結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002中，沒有這一規(guī)定，證明溫差并不是裂縫產(chǎn)生的決定因素。事實(shí)上就是出現(xiàn)了裂縫。后經(jīng)分析找到了裂縫的原因，對二、三施工段采取了相應(yīng)的對策，使第二、三施工段未出現(xiàn)裂縫。
二、分析與對策
通過各種公式得到如下數(shù)據(jù)可見齡期在10～14d時(shí)，混凝土的溫度應(yīng)力值就逐步趕上及超過其抗拉強(qiáng)度，故在2天出現(xiàn)的干縮裂縫處逐步開展，到后期理論計(jì)算溫度應(yīng)力，雖大于混凝土抗拉強(qiáng)度，但因裂縫處已釋放應(yīng)力，且混凝土握裹力增加，使鋼筋參與工作，裂縫不再繼續(xù)開展。由此判斷出現(xiàn)裂縫的原因：
(1)水泥用量較大(460kg/m3)，32.5號普通硅酸鹽水泥，水化熱過高，收縮量大。
(2)由于施工當(dāng)時(shí)陽光直射，氣溫較高，風(fēng)力較大，混凝土表面僅覆蓋一層薄草簾，加之現(xiàn)場灑水養(yǎng)護(hù)不夠，水分蒸發(fā)太快，很快出現(xiàn)干縮裂縫。
(3)由于以上兩條原因，使其混凝土階段溫降過快，溫降過快即綜合溫差ΔT大，則溫度應(yīng)力就大，故會(huì)使干縮裂縫繼續(xù)開展，成其為溫度裂縫。其對策有：
(1)要求商品混凝土供應(yīng)商采取措施在不改變水泥品種和混凝土強(qiáng)度等條件下，降低混凝土入模溫度到25℃。選擇較適宜的氣溫澆筑混凝土，盡量避開炎熱天氣。采用低溫井水?dāng)嚢杌炷?，并對骨料噴冷水霧進(jìn)行預(yù)冷，對骨料進(jìn)行護(hù)蓋或設(shè)置遮陽裝置避免日光直曬，運(yùn)輸混凝土?xí)r也搭設(shè)避陽設(shè)施，以降低混凝土拌合物的入模溫度。摻加相應(yīng)的緩凝型減水劑，如木質(zhì)素磺酸鈣等。在混凝土入模時(shí)，采取措施改善和加強(qiáng)入模的通風(fēng)，加速模內(nèi)熱量的散發(fā)。
(2)澆筑混凝土后滿鋪一層塑料布，以保證水分不易蒸發(fā)，保持混凝土表面良好溫度。
(3)蓋兩層草簾放慢溫降速度，減少綜合溫差。
三、結(jié)論及建議
1、設(shè)計(jì)措施，在水平結(jié)構(gòu)(如梁、板、墻等)中，盡量采用中低檔混凝土的強(qiáng)度等級(C25～C35)，利用后期強(qiáng)度R60;設(shè)置后澆帶，可在冬季最冷月之前2個(gè)月(假定后澆帶的保留時(shí)間為2個(gè)月)或2個(gè)月之前這段氣溫逐漸下降過程中澆筑的大體積混凝土中使用后澆帶，會(huì)使其發(fā)揮的“放”的效用，既可以“放”掉全部由水化熱產(chǎn)生的負(fù)溫差變形，又可以“放”掉30%左右的混凝土收縮變形，還可以“放”掉將近2個(gè)月的季節(jié)負(fù)溫差變形(也差不多是30%左右的季節(jié)負(fù)溫差變形)。
2、施工措施，嚴(yán)格控制施工工藝，而施工工藝的中心工作是新澆筑混凝土的養(yǎng)護(hù)，可采取以下方法：
(1)潮濕養(yǎng)護(hù)混凝土澆筑后，在其表面不斷地補(bǔ)給水分。補(bǔ)給水分的方法有淋水、濕砂層、濕麻袋或草袋等，在表面蓋1 層塑料薄膜，這樣水可滲入但又起到保濕作用。潮濕養(yǎng)護(hù)的時(shí)間越長越好，但是考慮到工期等因素一般不少于半個(gè)月，重大工程應(yīng)不少于1個(gè)月?；炷翝仓髷?shù)月內(nèi)，即便養(yǎng)護(hù)完畢，也不宜長期直接暴露于風(fēng)吹日曬的條件下。
(2)養(yǎng)護(hù)劑涂層
必須注意養(yǎng)護(hù)劑的質(zhì)量及必要的涂層厚度，同時(shí)還應(yīng)提供一定的潮濕養(yǎng)護(hù)條件，覆蓋1層塑料薄膜。
(3)自動(dòng)給水養(yǎng)護(hù)(水平淋水管)對于一些長墻、長梁等結(jié)構(gòu)，可采用自動(dòng)噴淋管(塑料管帶有細(xì)孔)，長期連續(xù)的淋水養(yǎng)護(hù)，效果較好。
(4)保溫養(yǎng)護(hù)
可采用2～3層草袋或草墊之類的保溫層，如水工領(lǐng)域采用的保溫被(纖維編織布中填泡沫塑料)是有效的大面積保溫措施，有條件的地方也可以應(yīng)用;工民建領(lǐng)域，冬季設(shè)置蓄熱棚保溫，棚內(nèi)用碘烏燈或其它熱源補(bǔ)給熱量。有條件時(shí)，在冬季施工中盡可能利用混凝土的水化熱進(jìn)行“自養(yǎng)護(hù)”。
(5)防風(fēng)
風(fēng)速對混凝土的水分蒸發(fā)有直接影響，不可忽視。
(6)實(shí)現(xiàn)信息化施工對于大中型工程，應(yīng)當(dāng)預(yù)埋測溫點(diǎn)，跟蹤測試，信息反饋，指導(dǎo)施工養(yǎng)護(hù)。除了注意溫升、溫差外，更應(yīng)注意降溫速度，隨時(shí)控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，基面溫差和基底面溫差均控制在20℃以內(nèi)，及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至于過大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。采取長時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，規(guī)定合理的拆模時(shí)間，延緩降溫時(shí)間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。
(7)盡快回填土是的養(yǎng)護(hù)介質(zhì)，地下工程混凝土施工完畢應(yīng)盡快回填。
3、材料選擇措施，由于泵送混凝土的流動(dòng)性要求與抗裂的要求相互矛盾，故應(yīng)當(dāng)選取在滿足泵送的坍落度下限條件下盡可能降低水灰比。目前國內(nèi)攪拌站對砂石骨料的含水率控制波動(dòng)很大，影響了混凝土的水灰比。調(diào)整配料的水灰比，對于控制混凝土的收縮和提高抗裂性是必要的。攪拌站及施工單位都應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需要和流動(dòng)度的要求確定較低的坍落度，根據(jù)施工季節(jié)及運(yùn)輸距離選擇適宜的出廠坍落度和送到澆筑地點(diǎn)的坍落度，并根據(jù)現(xiàn)場坍落度信息隨時(shí)調(diào)整攪拌站水灰比。當(dāng)水灰比不變時(shí)，水和水泥的用量，即水泥漿量對于泵送狀態(tài)及收縮都有顯著影響。因此，在保證可泵性和水灰比一定的條件下，應(yīng)盡可能降低水泥漿量。砂率過高意味著細(xì)骨料多，粗骨料少，仍然起到增加收縮的作用，對抗裂不利。砂石的吸水率應(yīng)盡可能小一些，以利于降低收縮。水泥品種的選擇應(yīng)根據(jù)大體積混凝土特點(diǎn)，視其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以水化熱控制或收縮控制。如以水化熱控制可選用粉煤灰水泥、礦渣水泥及中熱硅酸鹽水泥;如以收縮控制，可選用普通硅酸鹽水泥及粉煤灰水泥等。不要輕易采用早強(qiáng)水泥。為了降低用水量，保證泵送流動(dòng)度，應(yīng)選擇對收縮變形有利的減水劑。相對中低強(qiáng)度等級的混凝土可選用普通減水劑，夏季宜選用緩凝型，而冬季可選用普通型。粉煤灰是泵送混凝土的重要組成部分。由于粉煤灰的火山灰活性效應(yīng)及微珠效應(yīng)，具有優(yōu)良性質(zhì)的粉煤灰，在一定摻量下(水泥重量15%～20%)，其強(qiáng)度還有所增加(包括早期強(qiáng)度)，密實(shí)度增加，收縮變形有所減少，泌水量下降，坍落度損失減少。粉煤灰與減水劑摻入混凝土稱為“雙摻技術(shù)”。通過預(yù)配試驗(yàn)會(huì)取得降低水灰比，減少水泥漿量，提高混凝土可泵性的良好效果，特別是可明顯的延緩水化熱峰值的出現(xiàn)，降低溫度峰值。有的國外試驗(yàn)資料說明收縮變形也有所降低。另外可在混凝土中摻入減縮劑、膨脹劑、纖維等以達(dá)到減縮、補(bǔ)償和增強(qiáng)的作用。
摘要：本文針對工程混凝土基礎(chǔ)底板在澆筑后出現(xiàn)裂縫的實(shí)例，分析了裂縫產(chǎn)生的原因，并采取了相應(yīng)的對策，保證了后續(xù)施工的質(zhì)量。
一、工程概況
小湯山久長花園翠柳居6號樓，基礎(chǔ)埋深2.25m，寬度30m，長度85.2m。在長度方向上設(shè)置了兩道后澆帶，分為3個(gè)施工段?；炷琳麧查L度為：水平向26.1m，豎向30m，混凝土強(qiáng)度等級C35，水泥標(biāo)號32.5普通硅酸鹽水泥，每立方米水泥用量460kg，澆筑時(shí)，室外平均氣溫30℃，混凝土入模溫度為28℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)蓋一層草簾。在第一施工段澆筑完畢后兩天，發(fā)現(xiàn)有細(xì)小裂縫，凝結(jié)后10d左右裂縫逐漸擴(kuò)大，最后經(jīng)檢查，裂縫長度7-8cm，深0.3-1.0cm，個(gè)別裂縫長度達(dá)13-15cm，深1.5cm，寬0.3mm。本工程雖一次整澆面積較大，但底板厚度不大，僅為35cm，澆筑時(shí)雖氣溫較高，但經(jīng)測試混凝土中心溫度與表面溫度差僅為11℃，仍滿足要求(《混凝土結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-92第4.5.3條：混凝土內(nèi)部于表面溫度差不宜大于25℃)，在新的《混凝土結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002中，沒有這一規(guī)定，證明溫差并不是裂縫產(chǎn)生的決定因素。事實(shí)上就是出現(xiàn)了裂縫。后經(jīng)分析找到了裂縫的原因，對二、三施工段采取了相應(yīng)的對策，使第二、三施工段未出現(xiàn)裂縫。
二、分析與對策
通過各種公式得到如下數(shù)據(jù)可見齡期在10～14d時(shí)，混凝土的溫度應(yīng)力值就逐步趕上及超過其抗拉強(qiáng)度，故在2天出現(xiàn)的干縮裂縫處逐步開展，到后期理論計(jì)算溫度應(yīng)力，雖大于混凝土抗拉強(qiáng)度，但因裂縫處已釋放應(yīng)力，且混凝土握裹力增加，使鋼筋參與工作，裂縫不再繼續(xù)開展。由此判斷出現(xiàn)裂縫的原因：
(1)水泥用量較大(460kg/m3)，32.5號普通硅酸鹽水泥，水化熱過高，收縮量大。
(2)由于施工當(dāng)時(shí)陽光直射，氣溫較高，風(fēng)力較大，混凝土表面僅覆蓋一層薄草簾，加之現(xiàn)場灑水養(yǎng)護(hù)不夠，水分蒸發(fā)太快，很快出現(xiàn)干縮裂縫。
(3)由于以上兩條原因，使其混凝土階段溫降過快，溫降過快即綜合溫差ΔT大，則溫度應(yīng)力就大，故會(huì)使干縮裂縫繼續(xù)開展，成其為溫度裂縫。其對策有：
(1)要求商品混凝土供應(yīng)商采取措施在不改變水泥品種和混凝土強(qiáng)度等條件下，降低混凝土入模溫度到25℃。選擇較適宜的氣溫澆筑混凝土，盡量避開炎熱天氣。采用低溫井水?dāng)嚢杌炷?，并對骨料噴冷水霧進(jìn)行預(yù)冷，對骨料進(jìn)行護(hù)蓋或設(shè)置遮陽裝置避免日光直曬，運(yùn)輸混凝土?xí)r也搭設(shè)避陽設(shè)施，以降低混凝土拌合物的入模溫度。摻加相應(yīng)的緩凝型減水劑，如木質(zhì)素磺酸鈣等。在混凝土入模時(shí)，采取措施改善和加強(qiáng)入模的通風(fēng)，加速模內(nèi)熱量的散發(fā)。
(2)澆筑混凝土后滿鋪一層塑料布，以保證水分不易蒸發(fā)，保持混凝土表面良好溫度。
(3)蓋兩層草簾放慢溫降速度，減少綜合溫差。
三、結(jié)論及建議
1、設(shè)計(jì)措施，在水平結(jié)構(gòu)(如梁、板、墻等)中，盡量采用中低檔混凝土的強(qiáng)度等級(C25～C35)，利用后期強(qiáng)度R60;設(shè)置后澆帶，可在冬季最冷月之前2個(gè)月(假定后澆帶的保留時(shí)間為2個(gè)月)或2個(gè)月之前這段氣溫逐漸下降過程中澆筑的大體積混凝土中使用后澆帶，會(huì)使其發(fā)揮的“放”的效用，既可以“放”掉全部由水化熱產(chǎn)生的負(fù)溫差變形，又可以“放”掉30%左右的混凝土收縮變形，還可以“放”掉將近2個(gè)月的季節(jié)負(fù)溫差變形(也差不多是30%左右的季節(jié)負(fù)溫差變形)。
2、施工措施，嚴(yán)格控制施工工藝，而施工工藝的中心工作是新澆筑混凝土的養(yǎng)護(hù)，可采取以下方法：
(1)潮濕養(yǎng)護(hù)混凝土澆筑后，在其表面不斷地補(bǔ)給水分。補(bǔ)給水分的方法有淋水、濕砂層、濕麻袋或草袋等，在表面蓋1 層塑料薄膜，這樣水可滲入但又起到保濕作用。潮濕養(yǎng)護(hù)的時(shí)間越長越好，但是考慮到工期等因素一般不少于半個(gè)月，重大工程應(yīng)不少于1個(gè)月?；炷翝仓髷?shù)月內(nèi)，即便養(yǎng)護(hù)完畢，也不宜長期直接暴露于風(fēng)吹日曬的條件下。
(2)養(yǎng)護(hù)劑涂層
必須注意養(yǎng)護(hù)劑的質(zhì)量及必要的涂層厚度，同時(shí)還應(yīng)提供一定的潮濕養(yǎng)護(hù)條件，覆蓋1層塑料薄膜。
(3)自動(dòng)給水養(yǎng)護(hù)(水平淋水管)對于一些長墻、長梁等結(jié)構(gòu)，可采用自動(dòng)噴淋管(塑料管帶有細(xì)孔)，長期連續(xù)的淋水養(yǎng)護(hù)，效果較好。
(4)保溫養(yǎng)護(hù)
可采用2～3層草袋或草墊之類的保溫層，如水工領(lǐng)域采用的保溫被(纖維編織布中填泡沫塑料)是有效的大面積保溫措施，有條件的地方也可以應(yīng)用;工民建領(lǐng)域，冬季設(shè)置蓄熱棚保溫，棚內(nèi)用碘烏燈或其它熱源補(bǔ)給熱量。有條件時(shí)，在冬季施工中盡可能利用混凝土的水化熱進(jìn)行“自養(yǎng)護(hù)”。
(5)防風(fēng)
風(fēng)速對混凝土的水分蒸發(fā)有直接影響，不可忽視。
(6)實(shí)現(xiàn)信息化施工對于大中型工程，應(yīng)當(dāng)預(yù)埋測溫點(diǎn)，跟蹤測試，信息反饋，指導(dǎo)施工養(yǎng)護(hù)。除了注意溫升、溫差外，更應(yīng)注意降溫速度，隨時(shí)控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，基面溫差和基底面溫差均控制在20℃以內(nèi)，及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至于過大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。采取長時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，規(guī)定合理的拆模時(shí)間，延緩降溫時(shí)間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。
(7)盡快回填土是的養(yǎng)護(hù)介質(zhì)，地下工程混凝土施工完畢應(yīng)盡快回填。
3、材料選擇措施，由于泵送混凝土的流動(dòng)性要求與抗裂的要求相互矛盾，故應(yīng)當(dāng)選取在滿足泵送的坍落度下限條件下盡可能降低水灰比。目前國內(nèi)攪拌站對砂石骨料的含水率控制波動(dòng)很大，影響了混凝土的水灰比。調(diào)整配料的水灰比，對于控制混凝土的收縮和提高抗裂性是必要的。攪拌站及施工單位都應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需要和流動(dòng)度的要求確定較低的坍落度，根據(jù)施工季節(jié)及運(yùn)輸距離選擇適宜的出廠坍落度和送到澆筑地點(diǎn)的坍落度，并根據(jù)現(xiàn)場坍落度信息隨時(shí)調(diào)整攪拌站水灰比。當(dāng)水灰比不變時(shí)，水和水泥的用量，即水泥漿量對于泵送狀態(tài)及收縮都有顯著影響。因此，在保證可泵性和水灰比一定的條件下，應(yīng)盡可能降低水泥漿量。砂率過高意味著細(xì)骨料多，粗骨料少，仍然起到增加收縮的作用，對抗裂不利。砂石的吸水率應(yīng)盡可能小一些，以利于降低收縮。水泥品種的選擇應(yīng)根據(jù)大體積混凝土特點(diǎn)，視其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以水化熱控制或收縮控制。如以水化熱控制可選用粉煤灰水泥、礦渣水泥及中熱硅酸鹽水泥;如以收縮控制，可選用普通硅酸鹽水泥及粉煤灰水泥等。不要輕易采用早強(qiáng)水泥。為了降低用水量，保證泵送流動(dòng)度，應(yīng)選擇對收縮變形有利的減水劑。相對中低強(qiáng)度等級的混凝土可選用普通減水劑，夏季宜選用緩凝型，而冬季可選用普通型。粉煤灰是泵送混凝土的重要組成部分。由于粉煤灰的火山灰活性效應(yīng)及微珠效應(yīng)，具有優(yōu)良性質(zhì)的粉煤灰，在一定摻量下(水泥重量15%～20%)，其強(qiáng)度還有所增加(包括早期強(qiáng)度)，密實(shí)度增加，收縮變形有所減少，泌水量下降，坍落度損失減少。粉煤灰與減水劑摻入混凝土稱為“雙摻技術(shù)”。通過預(yù)配試驗(yàn)會(huì)取得降低水灰比，減少水泥漿量，提高混凝土可泵性的良好效果，特別是可明顯的延緩水化熱峰值的出現(xiàn)，降低溫度峰值。有的國外試驗(yàn)資料說明收縮變形也有所降低。另外可在混凝土中摻入減縮劑、膨脹劑、纖維等以達(dá)到減縮、補(bǔ)償和增強(qiáng)的作用。