浅谈挡墙早期裂缝.doc

浅谈地下室侧墙的早期裂缝 潘冰洪 （机械工业部深圳设计研究院 深圳518027） 摘要：本文分析了因次应力产生的地下室侧墙早期裂缝的性状及特征，对地下室侧墙的设计与施工提出建议，供设计和施工单位参考。 关键词：地下室侧墙 早期裂缝 约束 1 引言 随着建设工程的飞速发展，大量的地下室工程出现在人们的生活中。地下室的使用，既节约了城市的土地资源，又有效地解决了上部建筑物使用时的配套设施，如用作车库、人防、设备用房等。但是，地下室工程，尤其是地下室侧墙在设计、施工和后期使用中也带来了一系列问题和矛盾。 比如，对富含地下水的地下室，为了便于后期使用、降低使用与维护难度，这些地下室往往不设缝，这样就导致了地下室的长度、宽度均远远超出了相关规范的30米伸缩缝间距建议值［1］。同时，伴随着这些地下室的建造、建成和使用，一种现象越来越引起工程界的重视，那就是地下室，尤其是侧墙的裂缝越来越广泛。其中，地下室侧墙的早期裂缝近年来由于非常普遍而且具有一定的规律性。 本文简单分析了地下室侧墙早期裂缝产生的原因，对如何减少和防治地下室侧墙的早期裂缝从设计和施工方面提出了一些建议。 2 地下室裂缝分类 根据地下室裂缝的裂缝性状，我们可以根据裂缝出现的时间，把裂缝简单地分为两类。第一类是自混凝土入模至混凝土养护基本结束、混凝土强度达到设计强度的70%以上这段时间产生的裂缝，在此称之为早期裂缝（early-age crack）。这一段时间长度笔者认为是半个月左右。第二类是指初始裂缝基本稳定后出现的第二批裂缝，在此称之为后期裂缝。从目前的地下室工程实践来看，由于使用期间地下室埋入土中，受外界温度变化的影响较小，从现状看来，后期裂缝的发生概率大大低于早期裂缝。当然，由于地下室建成后，地下室工程的建筑找平、建筑防水、建筑装饰以及基坑回填等因素，有可能在一定程度上掩盖了后期裂缝的发现。 关于后期裂缝，有相关的论著［2］专门详细阐述，本文不再罗列。 3 早期裂缝的性状 地下室工程早期裂缝的所在部位，根据作者的工程实践，主要发生在地下室的侧墙，底板的初始裂缝并不多见。这一点也与有关资料［2］的统计结果相符。本文涉及的内容也主要是地下室侧墙的早期裂缝。裂缝的特征与论著［2］的相关描述基本相同，主要是侧墙中部，一般都为竖向，裂缝的间距一般为2~3米，也即与墙体自由段高度（地下室层高减去底板施工缝预留墙体高度及楼层梁高）基本接近。这一点也与ACI 207（1995）的说法接近。 由于侧墙内一般都有壁柱或暗柱，此部位的墙体约束较强，因此壁柱或暗柱附近容易出现初始裂缝。裂缝的宽度一般不大于0.3mm，部分裂缝可能贯穿墙体。 调查发现，后浇带的设置对减少早期裂缝的作用不明显，或者说，早期裂缝的发生与墙体连续浇筑长度没有必然的联系。 裂缝出现的时间目前还很难估计，一般情况下，模板拆除后即可发现初始裂缝，笔者接触到的多个地下室工程，其拆模时间短至2天，长至15天，均发现过初始裂缝，也有一个地下室工程一天后单面拆模,未发现裂缝，后期由于没有及时养护，又出现裂缝（实际上，国外一般建设工程的拆模时间都是一天左右，当然这一方面也是为了节约成本）。其中一个地下室工程原先为3天拆模，发现侧墙有早期裂缝，经与施工单位协商，尝试改为2天拆模，改为2天拆模后早期裂缝数量减少。因此，笔者倾向于认为，地下室工程的早期裂缝在混凝土终凝前后就已经产生。 4 早期裂缝产生原因 由于施工过程中侧墙没有受到明显的外部荷载的作用，早期裂缝显然是混凝土材料内部不断变化的次应力产生的，当不断变化的次应力在某一时间大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就出现了裂缝。 如果愿意对早期裂缝作详细的计算分析，可以参考文献［3］。论著［2］中则没有详细的早期裂缝分析与计算。 由于早期裂缝出现的时间早，混凝土的离散性极大，本构关系很难准确描述，用数学的方法去分析早期裂缝多半带有偶然性。实际上，对于龄期仅1~3天的钢筋混凝土结构，混凝土的强度、刚度都很低，其本构关系应该说是非常离散的。对其作详细的应力分析的做法，笔者认为意义不大。我们可以做个定性分析，参照资料［2］： R（t）=0.8R(lgt)2/3 按照上式，可以估算出1~3天龄期的C25~C40普通混凝土的抗拉强度标准一般为0~1.15Mpa，终凝后一天龄期的强度基本没有强度。因此，这么低的强度量级的混凝土在实际施工中稍有扰动或阻碍，就有可能导致混凝土的开裂。 一般认为混凝土早期裂缝产生的原因是混凝土的收缩受阻（restraint of shrinkage movement）引起的。近些年的研究表明，早期裂缝产生的主要原因是早期的温度伸缩受阻（restraint of early thermal movement）。混凝土浇筑成形过程中，有整套模板体系、模板支撑体系以及原先浇注