淺析高層住宅箱形基礎裂縫的形式\原因及解決方法

淺析高層住宅箱形基礎裂縫的形式\原因及解決方法

    論文關鍵詞：箱形基礎 底板 墻板 頂板裂縫
    論文摘要：高層住宅建筑由于體量大、荷載重，條形基礎或片筏基礎已無法滿足設計要求，同時由于人防及地下停車庫的需要，高層住宅幾乎都是采用樁基和箱形基礎。但由于溫差、收縮和外部約束等原因使許多箱形基礎的混凝土出現裂縫和滲漏現象，現就本人數十年技術施工經驗，提出以下看法，不足之處盡請批評指正。
    一、底板表面不規則裂縫
　　箱形基礎的底板一般較厚，屬于大體積混凝土。底板澆筑后，由于水化熱，使混凝土內部溫度升高。在混凝土澆筑完后3~4d內，板內溫升達到最大。這時底板的表面混凝土已凝固，當表面溫度與板內溫度差超過一定限度，表面即產生不規則裂縫。此外，混凝土的干縮也會產生此類表面裂縫。降低大體積混凝土的溫升和減小混凝土內部和表面的溫差是解決此類裂縫的根本。大體積混凝土的溫升與水泥用量、水泥品種、混凝土的熱學性質有關。因此可以通過改善混凝土的性能、先用低水化熱或中水化熱的水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土，在混凝土中摻適量粉煤灰，或利用混凝土的后期強度，為減小混凝土的內外溫差，施工中對澆筑好的混凝土要及時采取保溫或體內降溫措施，如用薄膜和草包覆蓋或體內預埋冷卻水管，減少表面熱量的散失或體內降溫，將內、外溫差控制在規范要求以內。采取以上措施，都可避免產生貫穿裂縫和滲漏。為防止混凝土的干縮裂縫則須按規定及時養護。目前采取外保溫措施的較多，體內降投資多而且復雜，故采用較少。
　　二、箱形基礎墻板裂縫墻板上常出現的裂縫有垂直縫、水平縫、斜縫
　　（一）垂直裂縫
　　一般是由于混凝土的收縮產生。結構設計中布置不合理，局部剛度較大，在剛度大和剛度小的截面交接處，如框架柱和墻板交接處，較易出現收縮裂縫。此類裂縫一般不危及結構安全和影響使用功能。要減少此類裂縫的出現，設計上一定要按規范要求，設置伸縮縫后澆帶，結構布置時剛度盡量均勻對稱。在相同配筋率的情況下，應盡量使用較細的鋼筋和較小的間距，施工中做到振搗密實、及時養護。
　　（二）水平裂縫
　　常出現在墻板與頂板或底板的交接處以及施工縫處。墻板和頂板交接處的水平裂縫，大部分是施工工藝不當，在澆筑完墻板混凝土后，沒有待墻板混凝土充分沉實和收縮，就進行頂板混凝土的澆筑。由于兩者收縮方向的不同，在交接處很容易產生水平縫。因此在施工中要在墻體混凝土初凝前，得到充分的沉實和收縮后，由于結構設計不合理，而產生剪切破壞，要視具體情況區別對待。至于施工縫處的水平裂縫，是施工中沒有認真處理和清理，或再次澆筑時沒有采取鋪接縫砂漿所致。只要按施工規范要求做，就可避免此類裂縫的出現。
　�。ㄈ�）斜裂縫
　　墻板上斜裂縫是由于受力而產生的，它會影響結構的安全和使用功能。主要是因為設計不合理，也有因施工順序不當和墻板混凝土受到外部約束而產生。
　　設計不合理，表面在以下幾個方面：
　　1．絕對沉降量控制偏大，引起同一對沉降偏差大而產生裂縫。
　　2．不按規范要求設置沉降縫或澆帶。如某45層住宅將主樓箱形基礎和六層裙房的箱形基礎連在一起的，由于荷載差異很大，設計中又沒有設沉降縫或后澆帶，加之主樓的絕對沉降沒有控制好，致使主樓封頂時主體出現傾斜，基礎墻板出現斜裂縫。
　　3．結構布置不合理，箱形基礎各個部位剛度分布不均勻，使各個部位的變形不均勻、不協調、墻板出現斜裂縫。如某28層住宅，平面上呈扇形布置�？紤]到溫度應力設置了溫度縫，但基礎部分還是整體。由于上部結構溫度縫處多設置了一堵墻，使局部剛度增大，造成上部構內力分布不均勻，導致地下室的內力也不均勻。而地下室相關部位又沒有相應的加強措施，當主體施工至19層時，箱形基礎墻板多處出現裂縫。而后施工的另一幢相同的建筑，由于采取了適當的加固措施，墻板沒有出現裂縫。
　　施工順序不當，也能引起墻面斜裂縫的出現。如某地下車庫和一幢多層住宅地下室連在一起，由于地下車庫上面沒有建筑物，設計時考慮到由地下水浮力產生的彎距和剪力的作用，會在地下車庫和多層住宅地下室交接處墻板上出現余裂縫，故要求在地下室頂部覆蓋一定厚度的土層，以抵銷地地下水產生的浮力。施工單位沒有了解覆土的真正用途，在地下車庫施工完，上部沒有覆土的情況下，將井水點拔除，以致水位迅速上升，由于水的浮力使墻板出現裂縫。因此有的施工順序是不能顛倒的。
　　外部的約束也會引起墻板出現不規則的斜裂縫。由于施工場地狹小，有時施工單位不得不把地下室基坑的圍護樁，作為地下室墻板的外模。由于墻板混凝土凝固時產生收縮受到圍護樁的約束，當約束力大于墻板混凝土的抗拉強度時，墻板就會產生不規則的斜裂縫，為解決此類裂縫，墻板上必須設置必要的后澆帶。
　　根據墻板上述各種裂縫的原因，可以采取以下方法進行綜合防治：
　　第一 、材料選擇
　　1、水泥應選擇水化熱較低的品種，如礦渣硅酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥。
　　2、骨料應使用級配良好的石子。
　　3、砂子以中、

粗砂為宜。使用中、粗砂拌制同等強度的混凝土，水泥及水的用量均可相應減少，并可降低混凝土的溫度升高幅度，減少混凝土的收縮。
　　4、砂、石含泥量必須符合規定，石子應小于1%，砂應小于2%。
　　第二 、設計方面
　　1、控制混凝土墻板長度，應根據規范規定，設永久性伸縮縫，其間距一般為30~40m或按20~30m設寬1m左右的后澆帶，可有效削弱度及收縮應力，待施工后期再將各段墻澆筑成整體。重慶地區夏季較熱，雨水較多，后澆帶的間距可以稍小。
　　2、合理布置分布鋼筋，減少混凝土的收縮，限制裂縫的發展。混凝土墻板水平鋼筋常用帶助鋼筋，若適當減少鋼筋的直徑和間距，對抵抗混凝土的收縮變形是有一定效果的。
　　3、在混凝土中摻加尼龍纖維、鋼纖維以增加混凝土的抗裂性能。
　　第三、施工方面
　　1、控制好商品混凝土的配合比，盡量降低水泥用量，盡可能縮短商品混凝土的坍落度，減少干縮裂縫。
　　2、對墻板混凝土進行保溫、保溫養護，降低混凝土內、外溫差，從而減小溫度應力，養護期間保持混凝土表面濕潤，避免混凝土表面失水過快而產生縮裂縫。
　　3、加強施工工序之間的銜接，墻板拆模后應及早進行防水處理，及時回土，避免基礎墻板混凝土長期暴露在空氣中造成的干縮裂縫。
　　第四、裂縫的處理
　　由于裂縫往往隨時間的推移而擴展，故處理不宜過早，應在裂縫穩定后安排下道工序前幾天進行�？蛇x用防水性、粘接性、抗裂和耐久性好的材料作表面封閉處理。裂縫的處理方法有以下幾種：
　　1、配筋法。配筋法即先鑿開開裂部分的混凝土，再配筋重新澆筑混凝土。如在梁腰加設2根16腰筋，以抵抗在梁中產生的收縮拉應力，效果顯著，這一有效措施在新版的混凝土結構設計規范中得以驗證。
　　2、充填法。當裂縫較寬時（>0.3mm）采用樹脂或無機類材料填充裂縫。即沿裂縫將混凝土表面鑿成v或u字形槽，然后填入1：2.5樹脂砂漿類的充填材料。充填溝槽外形有v形及u形兩種，如u形難于開鑿，可使用v形槽。v形槽用于填充樹脂砂漿，若充填普通砂漿。v形槽易使砂漿剝離脫落，故此時最好鑿成u形槽。開u形槽時，首先用混凝土切割機沿裂縫開出兩條溝然后再剔除中間部分的混凝土。 填充施工時，先用鋼絲刷清除槽中殘渣碎片必要時還應涂以底層結合料，然后再填充填材料，待充填材料充分硬化后，再用砂輪或拋光機將表面磨光。
　　3、注入法。將修補材料注入混凝土內部的一種修補方法。一般常用低粘度環氧樹脂作注入材料。首先沿需要修補的裂縫安設注入用管，裂縫的其他部位可用v形槽充填法、表面薄膜法或粘膠帶法等密封，以防注入材料漏掉，然后用電動泵、手動或腳踏泵注入樹脂。注入樹脂前，先要送氣以清掃裂縫并進行注入檢驗，再慢慢地注入樹脂。此時，注入速度不能過快，以免堵塞或因所加壓力過大導致裂縫繼續擴大。
　　 4、鋼錨栓法。鋼錨栓法是將如騎馬釘的鋼錨栓錨于裂縫兩邊，類似于縫合裂縫的方法，此法多兼作補強之用。錨引用電錘開孔，用水泥砂漿、樹脂砂漿等錨固。
　　三、箱形基礎頂板的裂縫
　　頂板會在不同的部位出現不規則的裂縫或外墻大角出現有規律的斜裂縫。頂板不規則的裂縫一般是由于混凝土的收縮引起的，施工中內要振密實、實時養護，這類裂縫是可以避免的。至于外墻大角處出現有規律的斜裂縫，是由于溫度影響。在轉角處局部溫度應力集中，使混凝土受拉出現裂縫。設計時只要在這些部位設置一定數量的放射筋，就能防止這類裂縫的出現。
　　四、結束語
　　以上從設計、施工、材料、溫差、收縮幾方面淺談了箱形基礎、底板、墻板、頂板出現裂縫的形式、原因及解決方法�？傊�，對箱形基礎出現的裂縫要有全面的認識，分析原因、確定性質，需要處理的要及時處理，對癥下藥；對不影響結構安全和使用功能，不超出國家規范規定的裂縫，也并非均是事故都要處理。結構裂縫的控制，是一項綜和性問題，必須堅持設計和施工相結合，做到設計階段的事前控制，施工過程中的事中控制，盡量杜絕事后加固的被動局面。必須引起設計和施工人員的充分重視，設計應緊密結合現場情況和實際施工條件，施工應盡力保證設計要求的實現。只有這樣，才能有效地控制和預防裂縫的產生，將裂縫造成的損失降低到最低限度。
　　參考文獻：
　　1.《再談住宅現澆板裂縫的成因與防治》建筑施工2003（4）
　　2．游寶坤等《建筑結構裂縫控制與防水新技術》
　　3．《建筑施工手冊》第四版建筑工業出版社[2003]
　　4．滬建建（2001）第0907號文《控制住宅工程鋼筋混凝土現澆樓板裂縫的技術導則》
　　5．徐培福、黃小坤《高層建筑混凝土結構技術規程理解與應用》建筑工業出版社[2003]
　　6．《鋼筋混凝土結構裂縫控制指南》化工工業出版社[2004]

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