地下室顶板裂缝的形成原因与处理措施

地下室顶板裂缝的形成原因与处理措施

陈繁荫

广东国信工程监理有限公司525000

摘要：随着地下空间的不断开发利用，地下室顶板裂缝现象也更加常见。地下室顶板裂缝一般是由多种因素引发的，并经常使工程技术人员感到困惑，因此本文对地下室顶板裂缝的形成原因与处理措施进行了分析。

关键词：地下室顶板；裂缝；原因；处理

随着高层建筑、大型公共建筑的大量兴建，地下空间的开发利用也更加广泛。这类地下室和地下停车库一般具有平面尺寸大、不设伸缩缝、利用后浇带或预应力结构进行防裂控制，然而混凝土结构开裂现象仍然不绝，尤其是地下室顶板裂缝更为常见，这也成为困扰许多工程技术人员的老大难问题。混凝土结构开裂原因较为复杂，既可能是混凝土质量问题，也可能是施工方的责任，还可能是设计方的原因，亦或环境因素作怪。无论哪方原因，必须有科学可靠的依据才能判定责任归属，因为这关系到各方的经济利益所在。为了从纷繁复杂的因素中理清头绪，本文对地下室顶板裂缝的形成原因与处理措施进行了分析。

1地下室顶板裂缝形成原因

1.1混凝土收缩产生的裂缝

混凝土中水泥矿物自身的收缩称为凝缩，混凝土失水引起体积收缩称为干缩[1]。引起凝缩的原因主要是水泥用量大、混凝土强度等级高，相应地混凝土收缩量也大。反之，水泥用量适当、骨料级配好、弹性模量高的混凝土收缩量小。引起干缩的原因一般是水灰比大、养护不周、混凝土结构表面积大。例如某地下室区域由99.8m×50.4m的矩形和104m×19.1m的弧形组合而成，顶板混凝土强度设计值为C40，实测混凝土强度推定值比设计值偏大，而泵送混凝土坍落度较大，混凝土中水泥及掺合料用量大，所以产生了较多的裂缝，部分裂缝宽度已超过0.2mm，并引起渗漏。

1.2混凝土温差变形产生的裂缝

混凝土在遇到较大的温度升降变化，所产生的膨胀量或收缩量，在混凝土周界约束限制下，变形应力得不到有效释放，超过混凝土的强度极限就会产生裂缝。例如某地下室超长超大，南北向和东西向总长分别为246m、270m，地下室顶板厚300mm。施工期间以主楼两侧后浇带为界设有临时施工通道，在3、4月份经历多次降温，造成混凝土温差收缩，新混凝土在旧混凝土的制约下受到拉应力，超过了混凝土抗拉强度极限，于是在顶板上产生平行梁及沿板角部位的裂缝，并主要集中在临时施工通道部位。

1.3顶板覆土回填较迟引起的裂缝

地下室顶板施工完后未及时覆土，就会使顶板长时间暴露，在温差效应影响下顶板上就容易产生裂缝[2]。例如某地下室长、宽分别为208m和72m，顶板厚150mm，采用C35混凝土，并设置了2条后浇带。后浇带封闭时间是当年10月初，次年1月初回填土，在回填过程中发现顶板长度方向柱间及中部靠近顶板部位出现多道0.05～0.3mm裂缝。根据气象记录，后浇带封闭温度与回填覆土期间最不利温差超过30℃，因温差产生的混凝土温度应力超过了混凝土抗拉强度。针对不同工况下温度应力的计算也表明，最不利的工况就是顶部未回填，从而导致外界温差变化产生的温度应力超过混凝土极限抗拉强度。

1.4混凝土质量问题引起的裂缝

混凝土原材料质量较差，如骨料杂质含量多、粒径与级配不符合要求；配合比不准确、水灰比偏大；搅拌、运输存在问题；到场混凝土坍落度波动大、施工中随意加水；混凝土养护不周等。以上问题均会加大混凝土的收缩量而致混凝土开裂。泵送混凝土较普通混凝土坍落度更大，所以开裂机率更高[3]。某地下室长、宽分别为145.8m和19m，顶板厚500mm，顶板后浇带、施工缝局部等部分有裂缝，同时存在渗漏现象。经分析，这些裂缝与混凝土质量有关。

1.5后浇带设置不当引起的裂缝

目前，大型地下室多采用后浇带来减少混凝土内部应力，但如果后浇带间距过大，就难以有效释放混凝土的收缩应力而导致开裂[4]。例如某地下室长、宽分别为101m和87m，顶板厚300mm，在长度方向设置了2条后浇带，宽度方向设置了1条后浇带，3条后浇带宽度都是800mm。顶板被分为6个区块，浇筑时间为5、7月份，后浇带浇筑时间为当年的9、10月份。裂缝在当年8、9月份就开始出现，主要发生在顶板上没有上盖部分，走向与长度方向呈45°角，长度1～16m，并且跨梁、柱，后浇带上无裂缝。《混凝土结构设计规范》（GB50010）对伸缩缝有规定，现浇框架结构伸缩缝的最大间距，露天≯35m，室内≯55m，采用后浇带分段施工的伸缩缝最大间距可适当增加，但应考虑温度变化和混凝土结构收缩的影响。上述后浇带设置间距远超规范要求，是产生裂缝的重要原因。

2地下室顶板裂缝的处理措施

2.1顶板裂缝处理时机、方法选择

地下室顶板裂缝属于比较严重的缺陷，会影响使用使用功能和结构耐久性，所以必须处理，但应选择处理时机和合适的方法。处理时机过早，裂缝仍在发展之中，不仅效果差，多次修补也加大了处理费用，一般应等待混凝土收缩基本完成、裂缝稳定以后再进行处理。裂缝处理方法可根据裂缝性质、宽度选择封闭、灌浆、压力灌浆、粘贴碳纤维布补强等措施。

2.2裂缝分类处理方法

对于非结构裂缝，表面缝宽小于0.2mm的非贯穿裂缝，不做特别处理。表面缝宽在0.2～0.3mm的裂缝，可采用灌浆的方法处理，如灌注水溶性聚氨酯浆液，表面再以环氧树脂胶泥封闭处理。表面缝宽大于0.3mm的贯穿裂缝必须采用应力灌浆法处理。以下是压力灌浆的两种方法。

（1）开槽法。沿裂缝开宽深为20mm的V型槽。再在槽内敷设1条长约50cm、外径6mm的塑料软管。在管外批刮堵漏王填平V型槽，抽出软管形成1条通道，不断埋管再抽出，就形成沿裂缝长度方向的整条通道。埋管时间隔25cm埋1个注浆嘴。24h后压力灌注环氧树脂，压力为2～3MPa。再过24h拆除注浆嘴。

（2）钻孔法。在裂缝两侧斜向钻孔，孔必须穿入裂缝内部，孔间距200～400mm，两侧的孔呈梅花形分布。孔口安装浆座（注浆嘴），裂缝用JS裂缝修补胶泥封闭。JS胶泥固化后，从裂缝一端开始灌注环氧树脂，下一个浆座冒浆后，立即拧紧堵头，以此类推，所有浆座都冒浆并堵死后，稳压3～5min。环氧树脂硬化后拆除浆座，并将混凝土表面打磨平整。

在裂缝比较集中或者裂缝较宽的部位，可以粘贴碳纤维布补强。对顶板裂缝处理部位进行打磨，再以压缩空气吹净表面浮尘，然后用非活性溶剂擦洗干净。在补强部位刷涂碳纤维布底胶，然后粘贴碳纤维布，粘贴后滚压赶尽空气。粘贴后布表面粘砂处理。一般布宽200mm，长度应超出裂缝首尾端200～300mm。

为了确保整幅顶板无渗漏，可在顶板面上加做1道聚氨酯防水涂膜。

3结语

地下室顶板裂缝的形成无非是混凝土、施工、设计、环境等因素造成，在顶板施工前就应对顶板开裂因素进行预防，把好混凝土质量关，从设计方面采取有效措施控制结构拉应力，施工过程中合理组织、加强养护，那么混凝土结构裂缝问题不难得到解决。

参考文献：

[1]胡晓莲.超长地下室顶板裂缝产生的原因分析及处理措施[J].建筑施工，2014，36（12）：1380-1381.

[2]徐茂辉，常亮.某大型地下室的顶板裂缝分析及抗裂措施探讨[J].四川理工学院学报（自然科学版），2012，25（2）：64-67.

[3]张玉梅，任生元.某地下车库混凝土裂缝渗漏剖析及对策[J].江苏建筑，2015（5）：70-71.

[4]李俊贤，钱文举，李永成.某工程地下室顶板裂缝问题分析[J].商品混凝土，2012（12）：6-7.