地下室頂板裂縫的分析及處理

1、1地下室頂板裂縫的分析及處理地下室頂板裂縫的分析及處理本人通過參加上海地區(qū)一項(xiàng)住宅工程地下室頂板裂縫處理過程，對裂縫的成因進(jìn)行分析，并提示了處理方法到預(yù)期效果，現(xiàn)將防治處理過程總結(jié)如下：一、工程概況該工程地下室為一南北寬87m，東西長215m的不規(guī)則形平面，南面敞開，沿東、北、西面周邊布置五幢高層住宅，地下室中除主樓占去的面積外，其余機(jī)種均用于停車（以下稱地庫）；高層主樓為剪力墻結(jié)構(gòu)，地庫為單層框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)一般為9X9m（范圍包括附圖

2、第六、七區(qū)）。工程地處上海軟土地區(qū)，設(shè)計(jì)采用樁筏基礎(chǔ)，主樓為￠1000、￠1200mm的鉆孔灌注樁，樁端進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層，地庫為￠800mm的鉆孔灌注樁，樁端只進(jìn)入砂層。地下室底板板厚400mm采用帶肋筏板（樁基承臺），地下室頂板位于主樓一層樓面處，為肋形樓蓋，板厚120mm，地庫頂面為井字樓蓋，板的區(qū)格為3X3m，板厚150mm。地下室底板及頂板均采用整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不留永久性變形縫，施工階段也不設(shè)后澆縫。該工程施工順序見圖一，

3、在底板和地下室墻全部施工完畢后，第一階段按圖中第一、二、三區(qū)的順序澆灌地下室頂板，并施工一、二、三幢高層主樓，至三幢高層主樓結(jié)構(gòu)完工；第二階段按圖中第五、四、六區(qū)和第七區(qū)的順序澆灌地下室頂板混凝土，三個區(qū)之間間隔2~3個月，于1999年中澆完全部地下室頂板。2000年春夏之交，因雨季及頂板積水，發(fā)現(xiàn)頂板板底滲漏，經(jīng)檢查，頂板可見且貫穿裂縫達(dá)245條，比較集中于第四、第五和第六區(qū)，裂縫主要位于小井格板內(nèi)，其走向?yàn)榘宓膶蔷€方向，如附圖一所

4、示。該工程在施工期間對樁基沉降進(jìn)行了觀測，到目前為止，三幢已建主樓基礎(chǔ)最大沉降量27mm，地庫只觀測一次，未見沉降。二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫及其控制（一）裂縫的分類裂縫根據(jù)寬度大小和產(chǎn)生的原因可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。1、微觀裂縫：尚未承受荷載的混凝土結(jié)構(gòu)中存在肉眼不可見（寬度小于0.05mm）的裂縫。微觀裂縫可分為：1）粘著裂縫：圍繞在骨料與水泥石（水泥漿凝固體）粘著面上的裂縫。2）水泥石裂縫：水泥漿凝固體中的裂縫（存在于骨料與骨料之間

5、）。3）骨料裂縫：骨料本身的裂縫。大多數(shù)的微觀裂縫是粘著裂縫和水泥石裂縫。微觀裂縫產(chǎn)生的原因是在溫度和濕度變化的情況下，混凝土逐步硬化并產(chǎn)生體積變形，由于骨料收縮很小，受熱時膨脹系數(shù)也較小，而水泥石的收縮較大，膨脹系數(shù)也大，故混凝土中的變形是不均勻的，不自由的。骨料和水泥石之間產(chǎn)生相互的約束力，特別3設(shè)計(jì)措施：對墻、板等薄壁結(jié)構(gòu)（厚度200~600mm）應(yīng)增配構(gòu)造鋼筋（溫度筋），提高混凝土的抗裂性能；配筋時盡量采用小直徑小間距的方案（如

6、用￠8~14mm@150mm），全截面配筋率應(yīng)在0.3%以上；結(jié)構(gòu)突變或開孔處會產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)在轉(zhuǎn)角或孔邊設(shè)置構(gòu)造筋或角筋；適當(dāng)提高混凝土的極限拉伸及抗拉強(qiáng)度。施工措施：嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，粗、細(xì)骨料的含泥量不超過1~1.5%；盡量減小水灰比（可加適當(dāng)減水劑）；澆灌混凝土?xí)r下料不宜太快，振搗時間5~15秒次，保證混凝土密實(shí)；加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，保持濕潤15天以上。三、地下室頂板裂縫分析根據(jù)上述鋼筋砼宏觀裂縫產(chǎn)生的原因和裂縫控制的

7、一般原理，我們對該工程地下室頂板產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行了分析，得出如下的看法。（一）頂板宏觀裂縫主要是由于砼干燥收縮和氣溫變化而引起的，因?yàn)轫敯宓侥壳盀橹怪怀惺芷渥灾睾蜕倭渴┕ず奢d，結(jié)構(gòu)變形很小，不會引起裂縫，而其面積很大，原設(shè)計(jì)不設(shè)變形縫和后澆縫，雖然采用了分區(qū)施工，但每區(qū)面積仍然偏大，施工縫間距超過了后澆縫間距（20~30m）的要求。且頂板第三階段施工的時間在比較炎熱的夏季前后，全部拆模后又經(jīng)氣溫較低的冬春兩季，溫差大，收縮也大。由此在

8、板中產(chǎn)生的主拉應(yīng)力超過砼的抗拉強(qiáng)度而開裂。（二）從裂縫的分布和方向看，第一、二、三區(qū)最早施工，至少各有一邊有伸縮縫余地，故裂縫數(shù)量很少，同時由于建了高層主樓，靠近地下室墻、板周邊剛度均較大，裂縫伸展受到限制，方向也不規(guī)則；第四區(qū)至第七區(qū)因第二批施工，各邊伸縮變形均受到一定的限制，收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力較大，且未建高層主樓，總的來說板的周邊剛度較小，裂縫伸展較自由，故數(shù)量較多，關(guān)于裂縫的方向問題，可以作如下的分析。如圖二所示。圖中（a）表示當(dāng)

9、板寬B遠(yuǎn)小于板長L時，沿L方向的應(yīng)力σx遠(yuǎn)大于沿寬度方向的應(yīng)力σy，裂縫產(chǎn)生于板的中央且方向垂直于長邊；圖中（b）表示當(dāng)Bσy，裂縫產(chǎn)生于板的中間但方向傾斜；圖中（c）表示當(dāng)B=L時，σx=σy，裂縫為對角線方向。位于第四、五、六三個區(qū)交界的地庫頂板處，板中主要的有收縮和溫度應(yīng)力σx=σy，但由于西北角（見圖一）基礎(chǔ)沉降大于東南角基礎(chǔ)的沉降，盡管這種差異沉降很小，對建筑群的安全和正常使用不會帶來損害但會在地庫頂板中產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力Δσ，

10、增加了朝西北方向的拉應(yīng)力（Δσσ），（σ為σx和σy的合力），故此部分裂縫的方向朝著東北（或西南）方向，且裂縫的寬度必然增大，如圖三（a）所示，第四，五區(qū)靠南墻處，因基礎(chǔ)差異沉降引起的拉應(yīng)力Δσ的方向與圖（a）相反，故拉應(yīng)力合成結(jié)果改變了裂縫的方向，如圖三（b）所示，此處的裂縫寬度必略小。（三）從設(shè)計(jì)方面看，應(yīng)該通過計(jì)算頂板每一區(qū)格的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，增配構(gòu)造鋼筋，并使其符合配筋的構(gòu)造要求。根據(jù)現(xiàn)場了解，頂板配置了上下雙層雙向￠10@