浅析高层住宅箱形基础裂缝的形式\原因及解决方法
论文关键词：箱形基础 底板 墙板 顶板裂缝
论文摘要：高层住宅建筑由于体量大、荷载重，条形基础或片筏基础已无法满足设计要求，同时由于人防及地下停车库的需要，高层住宅几乎都是采用桩基和箱形基础。但由于温差、收缩和外部约束等原因使许多箱形基础的混凝土出现裂缝和渗漏现象，现就本人数十年技术施工经验，提出以下看法，不足之处尽请批评指正。
一、底板表面不规则裂缝
箱形基础的底板一般较厚，属于大体积混凝土。底板浇筑后，由于水化热，使混凝土内部温度升高。在混凝土浇筑完后3~4d内，板内温升达到最大。这时底板的表面混凝土已凝固，当表面温度与板内温度差超过一定限度，表面即产生不规则裂缝。此外，混凝土的干缩也会产生此类表面裂缝。降低大体积混凝土的温升和减小混凝土内部和表面的温差是解决此类裂缝的根本。大体积混凝土的温升与水泥用量、水泥品种、混凝土的热学性质有关。因此可以通过改善混凝土的性能、先用低水化热或中水化热的水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土，在混凝土中掺适量粉煤灰，或利用混凝土的后期强度，为减小混凝土的内外温差，施工中对浇筑好的混凝土要及时采取保温或体内降温措施，如用薄膜和草包覆盖或体内预埋冷却水管，减少表面热量的散失或体内降温，将内、外温差控制在规范要求以内。采取以上措施，都可避免产生贯穿裂缝和渗漏。为防止混凝土的干缩裂缝则须按规定及时养护。目前采取外保温措施的较多，体内降投资多而且复杂，故采用较少。
二、箱形基础墙板裂缝墙板上常出现的裂缝有垂直缝、水平缝、斜缝
（一）垂直裂缝
一般是由于混凝土的收缩产生。结构设计中布置不合理，局部刚度较大，在刚度大和刚度小的截面交接处，如框架柱和墙板交接处，较易出现收缩裂缝。此类裂缝一般不危及结构安全和影响使用功能。要减少此类裂缝的出现，设计上一定要按规范要求，设置伸缩缝后浇带，结构布置时刚度尽量均匀对称。在相同配筋率的情况下，应尽量使用较细的钢筋和较小的间距，施工中做到振捣密实、及时养护。
（二）水平裂缝
常出现在墙板与顶板或底板的交接处以及施工缝处。墙板和顶板交接处的水平裂缝，大部分是施工工艺不当，在浇筑完墙板混凝土后，没有待墙板混凝土充分沉实和收缩，就进行顶板混凝土的浇筑。由于两者收缩方向的不同，在交接处很容易产生水平缝。因此在施工中要在墙体混凝土初凝前，得到充分的沉实和收缩后，由于结构设计不合理，而产生剪切破坏，要视具体情况区别对待。至于施工缝处的水平裂缝，是施工中没有认真处理和清理，或再次浇筑时没有采取铺接缝砂浆所致。只要按施工规范要求做，就可避免此类裂缝的出现。
（三）斜裂缝
墙板上斜裂缝是由于受力而产生的，它会影响结构的安全和使用功能。主要是因为设计不合理，也有因施工顺序不当和墙板混凝土受到外部约束而产生。
设计不合理，表面在以下几个方面：
1．绝对沉降量控制偏大，引起同一对沉降偏差大而产生裂缝。
2．不按规范要求设置沉降缝或浇带。如某45层住宅将主楼箱形基础和六层裙房的箱形基础连在一起的，由于荷载差异很大，设计中又没有设沉降缝或后浇带，加之主楼的绝对沉降没有控制好，致使主楼封顶时主体出现倾斜，基础墙板出现斜裂缝。
3．结构布置不合理，箱形基础各个部位刚度分布不均匀，使各个部位的变形不均匀、不协调、墙板出现斜裂缝。如某28层住宅，平面上呈扇形布置。考虑到温度应力设置了温度缝，但基础部分还是整体。由于上部结构温度缝处多设置了一堵墙，使局部刚度增大，造成上部构内力分布不均匀，导致地下室的内力也不均匀。而地下室相关部位又没有相应的加强措施，当主体施工至19层时，箱形基础墙板多处出现裂缝。而后施工的另一幢相同的建筑，由于采取了适当的加固措施，墙板没有出现裂缝。
施工顺序不当，也能引起墙面斜裂缝的出现。如某地下车库和一幢多层住宅地下室连在一起，由于地下车库上面没有建筑物，设计时考虑到由地下水浮力产生的弯距和剪力的作用，会在地下车库和多层住宅地下室交接处墙板上出现余裂缝，故要求在地下室顶部覆盖一定厚度的土层，以抵销地地下水产生的浮力。施工单位没有了解覆土的真正用途，在地下车库施工完，上部没有覆土的情况下，将井水点拔除，以致水位迅速上升，由于水的浮力使墙板出现裂缝。因此有的施工顺序是不能颠倒的。
外部的约束也会引起墙板出现不规则的斜裂缝。由于施工场地狭小，有时施工单位不得不把地下室基坑的围护桩，作为地下室墙板的外模。由于墙板混凝土凝固时产生收缩受到围护桩的约束，当约束力大于墙板混凝土的抗拉强度时，墙板就会产生不规则的斜裂缝，为解决此类裂缝，墙板上必须设置必要的后浇带。
根据墙板上述各种裂缝的原因，可以采取以下方法进行综合防治：
第一 、材料选择
1、水泥应选择水化热较低的品种，如矿渣硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥。
2、骨料应使用级配良好的石子。
3、砂子以中、
粗砂为宜。使用中、粗砂拌制同等强度的混凝土，水泥及水的用量均可相应减少，并可降低混凝土的温度升高幅度，减少混凝土的收缩。
4、砂、石含泥量必须符合规定，石子应小于1%，砂应小于2%。
第二 、设计方面
1、控制混凝土墙板长度，应根据规范规定，设永久性伸缩缝，其间距一般为30~40m或按20~30m设宽1m左右的后浇带，可有效削弱度及收缩应力，待施工后期再将各段墙浇筑成整体。重庆地区夏季较热，雨水较多，后浇带的间距可以稍小。
2、合理布置分布钢筋，减少混凝土的收缩，限制裂缝的发展。混凝土墙板水平钢筋常用带助钢筋，若适当减少钢筋的直径和间距，对抵抗混凝土的收缩变形是有一定效果的。
3、在混凝土中掺加尼龙纤维、钢纤维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，尽量降低水泥用量，尽可能缩短商品混凝土的坍落度，减少干缩裂缝。
2、对墙板混凝土进行保温、保温养护，降低混凝土内、外温差，从而减小温度应力，养护期间保持混凝土表面湿润，避免混凝土表面失水过快而产生缩裂缝。
3、加强施工工序之间的衔接，墙板拆模后应及早进行防水处理，及时回土，避免基础墙板混凝土长期暴露在空气中造成的干缩裂缝。
第四、裂缝的处理
由于裂缝往往随时间的推移而扩展，故处理不宜过早，应在裂缝稳定后安排下道工序前几天进行。可选用防水性、粘接性、抗裂和耐久性好的材料作表面封闭处理。裂缝的处理方法有以下几种：
1、配筋法。配筋法即先凿开开裂部分的混凝土，再配筋重新浇筑混凝土。如在梁腰加设2根16腰筋，以抵抗在梁中产生的收缩拉应力，效果显著，这一有效措施在新版的混凝土结构设计规范中得以验证。
2、充填法。当裂缝较宽时（>0.3mm）采用树脂或无机类材料填充裂缝。即沿裂缝将混凝土表面凿成v或u字形槽，然后填入1：2.5树脂砂浆类的充填材料。充填沟槽外形有v形及u形两种，如u形难于开凿，可使用v形槽。v形槽用于填充树脂砂浆，若充填普通砂浆。v形槽易使砂浆剥离脱落，故此时最好凿成u形槽。开u形槽时，首先用混凝土切割机沿裂缝开出两条沟然后再剔除中间部分的混凝土。 填充施工时，先用钢丝刷清除槽中残渣碎片必要时还应涂以底层结合料，然后再填充填材料，待充填材料充分硬化后，再用砂轮或抛光机将表面磨光。
3、注入法。将修补材料注入混凝土内部的一种修补方法。一般常用低粘度环氧树脂作注入材料。首先沿需要修补的裂缝安设注入用管，裂缝的其他部位可用v形槽充填法、表面薄膜法或粘胶带法等密封，以防注入材料漏掉，然后用电动泵、手动或脚踏泵注入树脂。注入树脂前，先要送气以清扫裂缝并进行注入检验，再慢慢地注入树脂。此时，注入速度不能过快，以免堵塞或因所加压力过大导致裂缝继续扩大。
4、钢锚栓法。钢锚栓法是将如骑马钉的钢锚栓锚于裂缝两边，类似于缝合裂缝的方法，此法多兼作补强之用。锚引用电锤开孔，用水泥砂浆、树脂砂浆等锚固。
三、箱形基础顶板的裂缝
顶板会在不同的部位出现不规则的裂缝或外墙大角出现有规律的斜裂缝。顶板不规则的裂缝一般是由于混凝土的收缩引起的，施工中内要振密实、实时养护，这类裂缝是可以避免的。至于外墙大角处出现有规律的斜裂缝，是由于温度影响。在转角处局部温度应力集中，使混凝土受拉出现裂缝。设计时只要在这些部位设置一定数量的放射筋，就能防止这类裂缝的出现。
四、结束语
以上从设计、施工、材料、温差、收缩几方面浅谈了箱形基础、底板、墙板、顶板出现裂缝的形式、原因及解决方法。总之，对箱形基础出现的裂缝要有全面的认识，分析原因、确定性质，需要处理的要及时处理，对症下药；对不影响结构安全和使用功能，不超出国家规范规定的裂缝，也并非均是事故都要处理。结构裂缝的控制，是一项综和性问题，必须坚持设计和施工相结合，做到设计阶段的事前控制，施工过程中的事中控制，尽量杜绝事后加固的被动局面。必须引起设计和施工人员的充分重视，设计应紧密结合现场情况和实际施工条件，施工应尽力保证设计要求的实现。只有这样，才能有效地控制和预防裂缝的产生，将裂缝造成的损失降低到最低限度。
参考文献：
1.《再谈住宅现浇板裂缝的成因与防治》建筑施工2003（4）
2．游宝坤等《建筑结构裂缝控制与防水新技术》
3．《建筑施工手册》第四版建筑工业出版社[2003]
4．沪建建（2001）第0907号文《控制住宅工程钢筋混凝土现浇楼板裂缝的技术导则》
5．徐培福、黄小坤《高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用》建筑工业出版社[2003]
6．《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》化工工业出版社[2004]
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