人防地下室裂缝控制探析

    【摘 要】 人防工程是一项关系到国际民生的大事，城市高层建筑地下基本均设置有人防地下室。防渗控制、裂缝防治一直都是人防地下室工程建设控制的重中之重。本文结合多年的工作实践经验对裂缝产生的原因进行了分析，并提出了一系列的裂缝控制措施，以供同行探讨。 

　　【关键词】 人防地下室 裂缝控制 原因分析 控制措施 

　　随着我国城市建设的不断发展，人防工程建设也越来越受关注，城市高层建筑人防地下室不但在战争时期发挥着保障人民生命财产安全的作用，和平时期也对经济建设有着积极作用。人防工程建设规模越来越大，人防地下室开裂、渗水现象也常有发生，严重影响人防地下室的使用功能，甚至威胁到整个建筑结构的安全。因此，人防地下室工程裂缝控制十分关键。以下笔者根据多年的工作实践经验对人防地下室裂缝产生的原因进行了分析，并对裂缝控制措施进行了探究。 

　　1.1 设计方面的原因 

　　由于设计不合理而导致结构混凝土开裂的情况主要有混凝土强度确定不当、结构约束、截面突变等情况。其中混凝土强度等级不合理是普遍现象，很多人认为混凝土强度等级越高越好，其实不然。混凝土强度等级越高其水泥用量也越大、水泥标号也越高，其水化热也就越大，那么也就越容易产生温度裂缝。结构约束作用也是造成人防地下室裂缝的主要原因之一。现代建筑工程规模庞大，超长、超厚结构结构应用相当广泛。长厚型结构对结构变形有着很强的约束作用，当拉应力超过一定程度时，结构便会开裂。在地面建筑有塔楼的人防地下室中。 

　　塔楼与大底盘交接位置，由于荷载差异巨大，其变形差异也大，因此该位置极易开裂。另外，若结构截面有突变，则在突变出出现应力集中，也容易产生裂缝；板结构的构造钢筋配置过少也容易造成结构开裂。 

　　1.2 基础不均匀沉降 

　　当地上结构为裙塔结构时，由于荷载差异巨大，基础沉降变形很难一致。基础的不均匀沉降将会造成塔楼与人防地下室交界位置大梁两侧的楼板开裂。此外，现代建筑规模巨大，建筑占地面积巨大，地质条件差异也就可能比较大，这也是造成不均匀沉降的一大因素。 

　　1.3 材料方面的原因导 

　　人防地下室产生裂缝跟使用的原材料也有很大关系。混凝土主要有水泥、骨料、水、外加剂等组成。若采用早强的、强度等级高的水泥，混凝土结构就容易开裂；骨料越细，或者含有泥土，混凝土结构也容易开裂；此外，若外加剂选用不合理或者参量不当，对混凝土结构也会造成影响。按照规定，城市工程建设必须使用商品混凝土，但是商品混凝土使用的骨料粒径小、水胶比偏大、单位用水量偏大，混凝土收缩性大，所以比较容易产生裂缝。 

　　1.4 施工方面的原因 

　　施工过程也是人防地下室工程成型的过程，施工控制的好坏对混凝土结构有着十分关键的影响。若振捣不密实、不均匀、过振、欠振都会导致混凝土开裂。混凝土浇筑不连续，中断时间大于初凝时间，而施工缝又处理不当等情况都会导致裂缝产生。大体积混凝土浇筑时，若温度控制措施不到位极易造成混凝土产生温度裂缝。混凝土养护不当将会直接导致其开裂，比如，混凝土浇筑完成后没有及时覆盖，由于水封蒸发过快，表面就会产生收缩龟裂；混凝土强度不足便在其上行走或者堆放其他荷载等，都会造成混凝土开裂；拆模过早、养护时间不够、未采取保温保湿措施等，也会导致开裂。 

　　2.1 设计措施 

　　人防地下室设计时应该予以重视，充分考虑混凝土结构的防渗防裂问题。设计时主要可以采取以下措施：①设置后浇带，后浇带混凝土采用高一个强度等级等微膨胀混凝土，减少大面积混凝土板收缩带来的负面影响；②合理确定混凝土的强度等级，在确保结构的抗渗及结构整体性能的前提下，不宜采用强度等级太高的混凝土。③优化混凝土的配合比设计，在确保混凝土强度的前提下降低水泥用量，并参入一定量的掺合料，降低水化热。另外，人防地下室混凝土配合比设计时不但要考虑其强度，更重要的还要对其抗渗性能考虑。④构造技术措施：结构设计时应该尽可能的均匀布置上部结构的重量，以减少基础不均匀沉降引起的裂缝；当地质情况存在差异时，可以通过采用复合地基或者采用不同的桩基长度、桩径来应对；另外，结构设计时截面形式尽可能一致，建筑形状尽可能整齐规矩；重视构造钢筋的设置，合理配置构造钢筋防止裂缝的发展。 

　　2.2 材料控制 

　　应该采用低水化热水泥，比如矿渣水泥、粉煤灰水泥等，降低水化热，防止混凝土开裂。粗骨料应该选用干净、质地坚硬、级配良好、针片状颗粒不大于15%的碎石。细骨料应该选用细度模数大、粒径大的河沙。骨料必须干净，碎石的含泥量不得大于1%，河沙的含泥量不得大于2%。可以在混凝土中参入一定的短纤维，可以提高混凝土的抗裂能力。混凝土搅拌时，应该严格按照试验室提供的施工配合比进行配料搅拌，计量必须准确，误差不得超出规范允许范围。拌合时间不得太短，混凝土搅拌必须均匀充分。 

　　2.3 控制温度 

　　温度裂缝是混凝土结构中最为常见的，因此，控制混凝土的温度可以防止裂缝发生。在炎热的夏天施工时，可以采用冰水搅拌，降低混凝土的入模温度；在冬季施工时，可以采用热水搅拌，或者在砂石料中通入蒸汽加热。另外，在混凝土运输过程中也应该采取保温措施，确保混凝土入模温度满足要求。 

　　2.4 混凝土筑捣 

　　混凝土运输到施工现场后，技术人员应该对拌合料的和易性、可泵性、塌落度等进行检测，然后泵送入模。混凝土的自由下落高度超过2米时，应该采用串通等措施，以免混凝土离析。混凝土采用分层浇筑振捣，每层厚度应该控制在30～50cm。混凝土振捣时，振捣棒应该插入下面一层5～10cm，确保两层混凝土的粘结。混凝土振捣必须充分、均匀，不得有漏振、欠振、过振现象。混凝土浇筑应该连续，不得中断，当发生机械故障或者其他原因不得不中断时，不得超过混凝土初凝时间。当超过初凝时间时应该按照施工缝处理。 

　　此外，二次振捣对防止混凝土表面裂缝有很好的效果。也就是在混凝土初凝前，对其进行复捣，将泌水产生的空隙排除，进一步提高混凝土的密实度。但是，二次振捣必须把握好时机，否则会适得其反。 

　　2.5 养护 

　　混凝土浇筑完成后应该及时养护，通常采取保温、保湿养护，养护时间一般不得小于14天。养护期间应该要保持混凝土表面湿润，确保混凝土硬化时有充分的水分。具体措施有覆盖养护膜、草袋、土工布、喷洒养护液、洒水等。对于大体积混凝土还应该采取内部降温及表面保温措施，将混凝土内外温度差控制在25℃以内，防止温度裂缝的产生。具体可以在混凝土内部预埋冷却管，混凝土浇筑时便通入冷水循环，将内部的热量带出，降低内部温度，从而降低混凝土的内外温度差。 

　　人防工程混凝土结构裂缝的种类有多种，其形成原因也很复杂，但是基本上不外乎设计、施工这两大方面的因素，因此，我们在人防工程设计、施工过程中必须予以足够的重视，采取合理有效的防治措施，减少或者防止裂缝的产生。在建设过程中，我们必须全面考虑，严格控制，建设一个质量可靠的人防地下室，为人民的生命财产安全提供保障。