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浅谈住宅区大型地下车库出现的裂缝成因和处理方法摘 要： 依据自己监理地下车库裂缝情况，发现裂缝，对裂缝观测记录，进行成因分析，对施工方案的论述。给今后类似工程防止和处理裂缝提供借鉴预控经验。关键词： 商品混凝土; 裂缝; 施工 1 工程概况杭州市余杭区仓前镇4#农居点（一期）多高层住宅房屋建筑工程，由施工单位浙江振丰建设有限公司承建。该项目由10栋六层两单元住宅楼和4栋14层高层楼群组成；其地下车库和地下储藏室集中设置于多高层公寓下面,地下车库南北长度约 190米 ，宽度65余米 ，工程总建筑面积10.5 万余 ,其中地下室总面积约为15627 .本工程为建筑一类工程,工程建筑耐久等级为一级。高层楼房采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构,群楼间的地下室和车库，采用现浇钢筋混凝土框架结构,基础先张法钢筋混凝土预应力管桩，地下室底板厚500mm ,地下室外墙厚400mm。本住宅小区房屋建筑工程，设计单位:浙江安地规划设计有限公司，采用钢筋混凝土框剪结构；混凝土强度等级为:墙柱为C25C35 ,梁板C30 ,其余部位C15C20 。混凝土保护层厚度为15mm35mm（地下迎水面为50毫米）。2 裂缝调查2.1 调查内容(1) 裂缝情况:包括裂缝位置、长度、宽度、深度、性质及发展情况等，该工程裂缝发生在顶板、墙板累计100多条；主要是顶板裂缝，有一些已经贯通，且一部分裂缝因为在楼与楼之间，其上为种植花园景点，存在渗水现象，看起来较明显，车库剪力墙上也有裂缝，从车库顶（层高4.0）向下最长约2米，距地板有1.8米未裂通。(2) 设计、施工情况:设计采用后浇带（800宽），未采用设置伸缩缝；施工原因调查包括相应位置的钢筋结构构造、保护层厚度、浇筑时间、养护时间、拆模时间、混凝土强度等级、施工工艺及养护记录情况等。2.2 调查方法和手段2.201 调查方法裂缝调查采用全数检查与典型调查相结合的方法，跟踪时间超过6个月。对于裂缝比较集中的地下车库，顶板区块的裂缝分布情况进行全数检查,对裂缝深度进行抽查,并对比较典型的裂缝的发展情况进行跟踪调查和观测。2.2.2 调查手段根据现场不同的裂缝，采用调查的设备和工具有以下几种:(1) 裂缝位置 主要根据设计图,借助于钢尺、相机、DV等进行检查调查,并绘制裂缝分布图。(2) 裂缝宽度 使用塞尺、刻度放大镜进行测量。(3) 裂缝长度 用钢尺和皮尺测量。(4) 裂缝深度 按照规范要求用超声波仪测量超声波发送和响应时间,经过计算得到裂缝深度。2.3 裂缝调查2.3.1 地下室裂缝情况(1)组成技术专家组，邀请权威人士参加，对地下车库顶板和剪力墙裂缝的部位、长度和宽度进行了详细调查,其裂缝情况见表1 和表2 。表1 地下车库顶板裂缝统计部位 顶板裂缝数（条） 裂缝宽度b(mm) 裂缝数（条） 占顶板总裂缝数（%） 车库总裂缝数（%）顶板 120 b0.1 75 62.25 52.45 0.1b0.2 36 30 25.12 0.2b0.3 7 5.83 4.9 b0. 3 2 1.67 1.4部位 墙面裂缝数（条） 裂缝宽度b(mm) 裂缝数（条） 占顶板总裂缝数（%） 车库总裂缝数（%）砼剪力墙 23 b0.1 11 47.83 7.7 0.1b0.2 8 34.78 5.6 0.2b0.3 4 17.39 2.8 b0. 3 0 0 0部位 车库裂缝数（条） 裂缝宽度b(mm) 裂缝数（条） 占车库总裂缝数（%）地下车库汇总 143 b0.1 86 60.14 0.1b0.2 44 30.77 0.2b0.3 11 7.69 b0. 3 2 1.40(2) 裂缝深度地下车库裂缝深度抽查结果（见表2）裂缝编号 3 7 9 11 12测点 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5深度（cm） 5.1 6.7 9.3 8.3 7.9 4.8 7.6 8.1 7.5 6.4 8.0 6.9 7.9 7.3 7.1 7.0 6.5 6.3 5.9 6.0 8.1 6.8 5.9 6.9 8.2平均（cm） 7.5 6.9 7.4 6.3 7.2裂缝编号 16 19 20 23 26测点 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5深度（cm） 6.5 6.3 5.9 6.0 8.1 6.8 5.9 6.9 8.0 6.9 7.9 7.3 9.9 8.0 7.5 10 9.8 9.6 9.7 9.9 6.9 7.0 7.1 7.3 7.1平均（cm） 裂缝编号 30 35 42 43 46测点 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5深度（cm） 11.7 11.9 12.3 12.4 12.3 12.5 12.9 12.6 12.8 12.6 10.3 10.5 10.6 10.5 10.4 9.6 9.3 9.3 9.4 9.8 9.9 9.6 9.8 9.7 9.8平均（cm） 裂缝编号 50 54 57 60 65测点 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5深度（cm） 8.9 9.6 9.3 9.5 9.2 7.9 8.6 8.9 8.8 8.9 9.9 10.2 10.5 10.6 10.2 6.9 7.9 7.3 7.1 7.5 平均（cm） 裂缝编号 50 55 60 62 66测点 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5深度（cm） 15.1 15.4 15.5 15.2 15.3 9.3 9.2 9.8 9.8 9.4 8.6 8.9 8.8 8.6 8.7 9.8 9.2 9.6 9.2 9.3 8.6 8.6 8.5 8.3 8.2平均（cm） 裂缝编号 69 73 77 79 83测点 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5深度（cm） 7.9 7.3 7.1 6.9 7.9 15.4 15.5 15.2 15.1 15.4 8.6 8.5 8.3 8.5 8.3 16 15.9 16 16 15.2 8.3 8.2 9.3 8.9 9.5平均（cm） 裂缝编号 86 89 92 96 100测点 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5深度（cm） 7.5 8.2 8.3 8.5 9.2 14.2 14.5 14.3 14.8 15.2 15.5 15.8 16 16 16 7.9 8.7 9.6 9.8 9.8 6.5 7.8 8.1 9.1 7.5平均（cm） 2.3.2 跟踪调查车库顶板厚度16厘米，墙壁厚度40厘米，个别顶板裂缝已经贯通。对地下车库抗渗混凝土部分裂缝的宽度进行了跟踪调查,调查结果表明:地下室的少量裂缝在继续发展,不过发展趋势不大;在地下室顶板和墙面分别有少量新的裂缝产生。2.4 裂缝特征分析调查发现地下车库的裂缝主要集中于B-F 轴线之间顶板,并且地下车库的裂缝具有如下特点:(1) 顶板裂缝大多数与跨度方向呈垂直或平行,个别裂缝穿过四跨以上的板中。(2) 顶板呈斜角的裂缝多数相互平行,且集中于B-F轴线附近板的一角。(3) 设有采光井洞口处有45 角裂缝。(4) 墙面裂缝多数垂直地面且相互平行,宽度自上而下逐渐变窄。(5) 地下车库裂缝，一部分呈一字形贯通，有洞口处呈八字形。3 裂缝原因研究3.1 混凝土裂缝的类型和产生原因混凝土的裂缝按产生的时间可分为硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝；或温度裂缝或拆模过早引起的裂缝。按引起裂缝产生的原因把混凝土裂缝分为二大类:第1类,由第一类外荷载引起的裂缝,包括按照常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”,以及由结构次应力引起的“荷载次应力裂缝”,二者通称为结构性裂缝、受力裂缝。第2类,由第二类荷载即变形变化引起的裂缝,包括温度、湿度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝,也称非结构性裂缝。上述两类裂缝的区别是:前者从外荷载的作用、结构内力的形成,直至裂缝的出现与扩展,似乎都在同一时间瞬时发生并一次完成,是个“一次”过程。而变形荷载的作用,从环境的变化,变形的产生,到约束应力的形成,裂缝的出现与扩展等都不是在同一时间瞬时完成的,它有一个“时间过程”,称之为“传递过程”,是一个多次产生和发展的过程。3.2 裂缝原因分析一）裂缝表现：顶板，裂缝较多（143条），东西方向，个别上下贯通，大多数宽度检测均小于0.2毫米；剪力墙也存在裂缝，相对较少，其长短从顶部向下，距地约1.01.8米高向下未裂开。车库个别填充隔墙也有微小斜裂缝，主要发生在根部。二）分析原因：I） 温度及环境影响：地下车库属于剪力墙和框架共同承受竖向和水平作用的现浇钢筋混凝土结构。车库基础设计为筏板基础+预应力混凝土静压桩（抗拔桩），而剪力墙下（四周）未设计桩。该车库剪力墙和顶板同步分三段施工。三段浇筑均处于一年当中的夏季高温季节，该季节气温环境对混凝土凝固收缩将产生相当不利影响。因为采用商品强度C35P6混凝土，材料收缩较大；车库是地下室内结构，但施工期长，混凝土整体外露时间较长（混凝土结构设计规范13页有说明），而且无伸缩缝的情况下，也相当于增大伸缩间距时，尚未考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响，是导致顶板和剪力墙产生裂缝的重要的客观原因。因为温度变化和混凝土收缩这类间接作用引起的变形和位移对于超静定混凝土结构可能引起很大的约束应力，严重的会导致结构构件开裂，致使结构的受力形态发生变化。II）车库长度190多米、宽度65米；设计图纸中未设伸缩缝，只设后浇带，经查看设计规范认为有意见如下：根据：混凝土结构设计规范（50010-2002）第9章构造规定9.1伸缩缝9.1.1 钢筋混凝土结构伸缩逢的最大间距宜符合表9.1.1的规定。表9.1.1钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距（M）结构类别 室内或土中 露天排架结构 装配式 100 70框架结构 装配式 75 50 现浇式 55 35剪力墙结构 装配式 65 40 现浇式 45 30挡土墙、地下室墙壁等类结构 装配式 40 30 现浇式 30 20表9.1.1注：1、装配整体式结构房屋的伸缩缝间距宜按表中现浇式的数值取用；2、框架剪力墙结构或框架-核心筒结构房屋的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值；3、当屋面无保温或隔热措施时，框架结构、剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用；4、现浇挑檐、雨罩等外露结构的伸缩缝间距不宜大于12m。9.1.2 对下列情况，本规范表9.1.1中的伸缩缝最大间距宜适当减小：1、柱高（从基础顶面算起）低于8m的排架结构；2、屋面无保温或隔热措施的排架结构；3、位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构；4、采用滑模类施工工艺的剪力墙结构；5、材料收缩较大、室内结构因施工外露时间较长等。9.1.3对下列情况，如有充分依据和可靠措施，本规范表9.1.1中的伸缩缝最大间距可适当增大：1、混凝土浇筑采用后浇带分段施工；2、采用专门的预加应力措施；3、采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施。当增大伸缩间距时，尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响。9.1.4具有独立基础的排架、框架结构，当设置伸缩缝时，其双柱基础可不断开。推断：根距多年的工程实践经验,结合该车库混凝土强度等级C35较高,采用商品混凝土,流动性较大,混凝土凝固过程具有快硬、早强、发热量大的特点，混凝土体积收缩呈增大趋势是必然的，因此按混凝土设计规范要求应按规定设置伸缩缝。50010-2002规范列出了温度变化和混凝土收缩对结构产生更不利影响的几种情况，提出了需要在表9.1.1规定基础上适当减少伸缩缝间距的要求。规范还指出允许适当增大伸缩缝最大间距的情况、条件和应注意的问题。在结构施工阶段采取防裂措施是国内外通用的减少混凝土收缩不利影响的有效方法。该地下车库的做法是设置后浇带。根据工程实践经验，通常后浇带的间距不大于30米；浇灌混凝土的间隔时间通常在两个月以上（设计明确）。这里所指的后浇带是半结构构件混凝土全部临时断开的做法。设计规范提醒还应注意，合理设置有效的后浇带，并有可靠经验时，可适当增大伸缩缝间距，但不能用后浇带代替伸缩缝（GB50010-2002规范P291）。对结构施加相应的预应力用以减少因温度变化和混凝土收缩而在混凝土中产生的拉应力，以减少并消除混凝土的开裂的可能性。本条所指的“预加应力措施”是指专门用于抵消温度、收缩应力的预加应力措施。本条上的其他措施是：加强屋盖保温隔热措施，以减少结构温度变形；加强结构的薄弱环节，以提高其抗裂性能；对现浇结构，在施工中切实加强养护以减少收缩变形；采用可靠的滑动措施，以减少约束结构变形的摩擦阻力；合理选择材料以减少混凝土的收缩等。此外，对墙体还要以采用设置控制缝以调节伸缩缝间距的措施。控制缝是在建筑物的线脚、饰条、凹角等处通过预埋板条等方法引起收缩裂缝出现，并用建筑构造处理从外观上加以遮掩，并做好防渗、防水处理的一种做法。其间距一般在10M左右，根据建筑处理设置。对设有控制缝的墙体，伸缩缝间距可适当加大。本条还特别强调“当增大伸缩缝间距时，尚应考试温度变化和混凝土收缩对结构的影响”。这是因为温度变化和混凝土收缩这类间接作用引起的变形和位移对于超静定混凝土结构可能引起很大的约束应力，导致结构构件开裂，基至使结构的受力形态发生变化。设计者不能简单地采取某些措施就草率地增大伸缩缝间距，而应通过有效的分析或计算慎重考虑和种不利因素对结构内力和裂缝的影响，确定合理的伸缩缝间距。对本条中的“充分依据”，不应仅理解为“已经有了不少量未发现问题的工程实例”，而是指对各种有利和不利因素的影响方式和程度作出科学依据的分析和判断。并由此确定伸缩缝间距的增减。由此可知：在地下车库的长度、宽度均超过规范设置伸缩缝长度，按规范设伸缩缝肯定为防止裂缝起到重要的作用。根据调查结果分析,以及对地下室裂缝的初步跟踪调查,地下室有些裂缝有进一步发展趋势,且有新的裂缝产生,裂缝的产生表现为“时间过程”,呈现由变形变化引起的裂缝特点,估计地下室裂缝由变形变化引起为主。根据地下室的裂缝特点,分析其原因有以下几方面:(1) 材料原因根据搅拌站提供的原材料实际计量数据看,其用水量波动较大,可能导致混凝土质量波动也较大。(2) 施工原因根据在现场对施工过程的观察、对现场混凝土的检查和对施工人员的访问,发现有几个问题:一是混凝土的蜂窝麻面,二是混凝土的养护,三是拆模时间。窝麻面反映混凝土立模和振捣方面存在不足,而养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著,直接影响混凝土的抗裂能力。在混凝土产生足够强度以前,过早拆模以及在混凝土施工面上过早从事其它准备工序,会破坏混凝土结构,降低承载力,导致裂缝的产生。另外,根据施工单位编制的施工组织设计,由于地下车库与地下室相连，地下室上有714层不同高度的建筑住宅,地下室外墙与楼房地下一层底板相连。而地下车库底板与地下室底板有落差一米多。车库外墙、顶板的后浇带施工存在技术间歇时间,为使楼房节省工期,将地下车库墙与地下室底板结构一起施工。这样使原来的结构刚度和结构构件的约束情况有所变化,在地基差异沉降变形和荷载影响下,就可能导致B-F 轴墙和地下室楼板产生裂缝。(3)施工图设计原因首先，不能简单地采取某些措施就草率地增大伸缩缝间距. 当适当增大伸缩缝间距，但不能用后浇带代替伸缩缝（GB50010-2002规范P291）。其次，因为B-F轴线两侧所受荷载及两侧结构的刚度或柔性有显著差异,使其变形差异较大,由于超静定结构的强约束作用,从而导致裂缝的产生。(4) 基础沉降原因楼房下地下室的东西方向和南北方向的地质情况均有差异,其中东西方向的荷载和结构刚度基本相同,南北方向的荷载和结构刚度差异较大。在不同的静荷载和施工荷载作用下,因其沉降位移不同。 (5) 环境原因由跟踪调查情况看,地下车库个别裂缝宽度还有所发展,而且有新的裂缝产生,但原有裂缝也在闭合或者宽度变小,跟踪调查时正值寒潮期间,因此,新的裂缝和裂缝的发展由温度变化引起的可能性较大,但楼房的荷载还在增大,地基的沉降尚不稳定,故地基沉降仍然是其原因之一。4 裂缝危害性分析裂缝危害性主要按照有关规范允许的最大裂缝宽度来进行分析。4.1 裂缝控制标准：从国内外试验资料分析,混凝土结构物裂缝宽度一般应该控制在下表3范围内。 表3混凝土结构物裂缝宽度控制范围序号 结构物使用环境 允许的裂缝宽度（mm）1 无侵蚀介质、无抗渗要求 0.32 轻微锓蚀、无抗渗要求 0.23 严重侵蚀、有抗渗要求 0.1 我国规范规定钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度见表4 ,美国的规定见表5 所示。表4 钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度允许值序号 结构物使用环境 最大裂缝宽度允许 (mm)1 屋架、托架的受拉构件烟囱、用以贮存松散体的筒仓处于液体压力下而无专门保护措施的构件（防水） 0.22 处于正常条件的构件 0.3表5美国混凝土学会224 委员会对裂缝宽度的限值序号 结构物使用环境 最大裂缝宽度允许值（mm）1 干燥环境，有保护层 0.42 潮湿空气，土壤中 0.33 冻结环境（加防冻剂） 0.184 海水环境 0.155 贮水构筑物 0.1 根据上述我国有关标准及美国有关标准,将上述分类的混凝土裂缝定性为:(1) 宽度小于标准规定值者属于无害、可修复的裂缝;(2) 宽度超过规定值者,一般需要由设计、施工、监理、业主等有关方面共同商定处理方案。(3) 活裂缝需要进一步观察,待其基本稳定后,才能确定处理方案。根据本工程实际所处环境和用途,裂缝宽度的的允许值取不大于0.2mm 为宜。4.2 裂缝危害性分析从地下车库和地下室混凝土裂缝调查结果可见,地下车库抽查裂缝143条(见表1) ,其中顶板120 条,剪力墙墙面23条。超过上述规定值的裂缝有13 条,占地下（车库）室总裂缝数的9.09 % ,其中顶板9条,剪力墙4 条。其余裂缝宽度均在允许范围之内。顶板的裂缝较多,墙面裂缝较少。根据裂缝调查结果、建筑物重要性、使用功能和裂缝控制标准看,地下室裂缝目前对结构的安全性影响还不大,但由于少量裂缝有轻微的进一步发展趋势,而且裂缝数量多,因此现有的裂缝会影响结构的使用功能和外观,应该按照规范或设计要求对裂缝进行相应的处理。对于裂缝稳定之后，要求车库顶板和墙面迎水裂缝处增强防水措施。5 预防裂缝的措施和建议(1) 商品混凝土公司搅拌站，应该加强原材料质量检测和控制,特别是砂石含水量和含泥量的检测和控制,以确保混凝土本身的质量;进一步优化混凝土配比,提高混凝土抗裂能力;对