地下室外墙混凝土裂缝质量通病监理控制措施

唐强达

(上海建科工程咨询有限公司， 上海 200032)

地下室外墙混凝土裂缝质量通病监理控制措施

唐强达

(上海建科工程咨询有限公司， 上海 200032)

摘 要：地下室外墙混凝土裂缝是建设工程质量通病之一，直接影响建筑物的使用性和耐久性，是监理工作控制的重点和难点。首先介绍了地下室外墙混凝土裂缝常见类型，分析了裂缝产生的影响因素，指出现阶段施工过程中裂缝产生的主要原因。最后结合工程实例，根据前述分析成果及现场调查进行了监理控制措施研究，取得了一定的效果，为相似建筑工程监理工作提供参考与借鉴。

关键词：地下室外墙；质量通病；混凝土裂缝；监理；控制措施

0 引 言

随着土地价值的日益增加以及可利用资源的日趋减少，配有地下室的高层建筑越来越被开发商所接受和广泛采用，而地下室混凝土外墙质量通病也随之相应增多，其中表现较为突出的是混凝土裂缝。在监理过程中如何有效地预防和控制地下室外墙混凝土裂缝，保证地下室结构安全及使用功能实现，显得尤为重要。

1 地下室外墙混凝土裂缝常见类型

地下室外墙在施工阶段特别是在混凝土浇筑后 3 d～28 d常常会出现不同程度、不同数量的开裂，裂缝多为竖向裂缝，主要包括塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、干燥收缩裂缝、温度裂缝、化学反应裂缝、冻胀裂缝等。国内外调查研究资料表明，约 80% 的地下室外墙混凝土结构的裂缝是由变形引起的，包括温度变形、收缩变形和沉降变形，约 20% 是在外界荷载的作用下产生的。

1.1 塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝一般在混凝土浇筑后 2 h～4 h 尚处于塑性阶段时产生，主要是因为混凝土流动性不足而造成的，多表现为表面龟裂。由于水分蒸发，混凝土初凝前内部水分不断向表面迁移，在塑性阶段混凝土体积收缩，一般混凝土的塑性收缩约为 1%，坍落度大的混凝土则可达到 2%。在施工温度高、相对湿度低的情况下，混凝土内部水分迁移量就会小于表面蒸发量，内部混凝土约束表面失水干缩，出现不规则塑性收缩裂缝。在混凝土初凝前，如果及时处理，通过二次振捣塑性收缩裂缝是可以愈合的。

1.2 干燥收缩裂缝

干燥收缩裂缝主要是由于混凝土在硬化以后，内部的游离水由表及里逐渐蒸发失水，混凝土由表及里逐渐产生干燥收缩变形，由于周围存在约束，当收缩变形量导致的收缩应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生由表及里的干燥收缩开裂。干燥收缩裂缝包括不可逆收缩和可逆收缩，其中不可逆收缩发生在开始阶段，可逆收缩则表现为再潮湿后的膨胀，后期干燥时发生的收缩。水灰比、水化程度、养护温度、含水量、水泥含量、构件厚度与体积和表面积之比、相对湿度、干燥速率、干燥时间等是影响混凝土干燥收缩裂缝的主要因素。

1.3 温度裂缝

温度裂缝通常是由水泥水化温度及昼夜温差引起的。混凝土浇筑后，在夏季高温、暴雨等温度变化较大的环境下，温度差在短时间内会形成较大的温度应力，当温降产生的收缩应力超过混凝土抗拉应力时，混凝土无法及时地调整应力分布，极易形成混凝土裂缝。在标准环境下，混凝土温度和环境温差大于 25℃ 时，即出现肉眼可见的温差收缩裂缝。

2 地下室外墙混凝土裂缝影响因素及原因分析

2.1 影响因素分析

(1)人员因素。人员因素涉及建设方、施工方、监理方、设计方、材料供应商等，机具操作方法不当、缺乏类似经验、责任心不强、技术交底不详等因素都会影响地下室外墙混凝土施工质量。

(2)材料因素。从影响混凝土源头的材料来分析，涉及到水泥、砂子、石子、外加剂等，水泥稳定性差、高标号抗渗混凝土的水化热大、砂石含泥量超标、石子粒径过大、混凝土坍落度不稳定等因素都直接作用于外墙混凝土的质量。

(3)机械因素。混凝土泵是混凝土工程的一个重要施工设备，是连续式运输机具之一，泵输送速度适宜不仅能够保证混凝土拌合物的质量，而且可以在输送量、流动性等方面满足输送要求。为使混凝土浇筑工作顺利进行，必须根据混凝土方量计算确定泵车台数及搅拌站生产能力。在浇筑前，搅拌站配备足够的原料，特别是水泥的备料，确保同一厂家、同一批次符合同一混凝土配比，必要时可准备 2～3 个搅拌站备料。

(4)设计因素。地下室外墙的配筋中要有适量的用于抗裂的水平构造筋，以提高混凝土的变形能力，但实际工程中地下室外墙设计的水平配筋率总体偏低。另外，在壁柱与外墙同时浇筑情形下，当混凝土产生收缩时，两者产生的收缩变形相差较大，极易在墙柱连接部位出现应力集中而开裂。

(5)环境因素。外部气候也是影响混凝土裂缝发生的因素之一，外部温度过低、外部气温过高、强烈阳光直照、日夜温差较大都会导致地下室外墙混凝土产生裂缝。

2.2 施工过程中主要原因分析

(1)浇筑过程管控难度大，力度小，质量差。混凝土浇筑过程属于监理旁站项目，由于各类人员配备少、浇筑时间长等原因，施工方、监理方等管控难度大，力度小。如混凝土塌落度检测、试块制作在浇筑开始阶段即全部完成，而混凝土的坍落度直接关系着混凝土的匀质性，匀质性变差将导致硬化时收缩应力不均而产生裂缝。另如混凝土分层厚度过大，漏振、振捣过分等振捣不均匀现象亦较普遍，其中过振将导致砂浆富集在某个部位，造成人为的结构薄弱环节，导致该部位的混凝土开裂。

(2)钢筋保护层过大，水泥水化热过高。根据设计文件要求，外墙迎土面保护层厚度一般为 40 mm，配备抗裂钢筋网片，施工方往往会在图纸会审阶段要求取消；另外仅从墙体受力角度考虑，将直径较大的纵向受力钢筋置于墙体外侧，而将直径较小的水平分布筋布置于墙体内侧；再如外墙混凝土标号高，加之抗渗要求高，为达到 28 d 龄期强度及抗渗要求，致使水泥用量大为增加，释放的水化热将不断增大等。

(3)混凝土养护不充分。对于地下室超长外墙养护未引起充分重视，考虑模板、排架材料周转，将地下室外墙混凝土养护等同于一般的核心筒剪力墙，往往在 3 d～7 d 内拆模，且无浇水湿润等养护措施。另外外墙防水、回填等工序滞后较多，多数要到主体结构封顶后才进行等。

3 应用实践

3.1 工程概况

上海市某商办综合楼项目地下两层，地下部分总建筑面积 31 393 m2，地上两幢 17 层建筑，为大底盘地下室。地下室外墙南北向长 86.8 m，东西向长 184.8 m，地下室外墙设计概况如表 1 所示。

表 1 地下室外墙设计概况

地下室南北向设置两条宽 2 m 膨胀加强带，混凝土中HEA 掺量 12%，东西向主楼外侧各设置一条 800 宽沉降后浇带，将主楼与裙房结构断开。地下室外墙混凝土等级为地下二层 C35P8，地下一层 C35P6，均掺加抗裂纤维，掺量为1 kg/m3，代表性配合比如表 2 所示。

表 2 代表性混凝土配合比表

3.2 地下室外墙混凝土裂缝现象调查

在监理过程中成立地下室外墙混凝土裂缝控制 QC 小组，专门针对裂缝进行质量控制。先期施工的地下室外墙裂缝以竖向直裂缝居多，每跨裂缝约 4～5 条，宽度介于 0.1 mm～0.6 mm 之间，多出现在扶壁柱两侧 3 m 范围内及墙中段位置，从下部水平施工缝向上延展，间距 1.5 m～2 m，最长可到墙顶，现场采用开槽观测 2 处，裂缝深度约 0.5 cm～1.5 cm。随着工程进展，裂缝宽度增大趋势不明显，其中8#、17# 裂缝发展趋势如图 1 和图 2 所示，但相对数量较多，裂缝宽度大，存在渗漏水隐患。

图 1 8#裂缝变化趋势图

图 2 17#裂缝变化趋势图

综合上述分析，认定该裂缝类型为：在水化热温升回降速度过快、内外温差过大和混凝土表面失水收缩等多种作用下引发的温差收缩裂缝。

3.3 地下室外墙混凝土裂缝监理控制措施

3.3.1 地下室外墙混凝土施工监理控制措施

混凝土浇筑前，施工方需对现场管理人员、振捣班组等重新交底，监理方全程参与，浇筑前润湿模板，墙底及施工缝清理干净，杂物清除。

混凝土浇筑过程中，严格监控浇捣过程，分层厚度按规范严格实施，严禁现场加水；由施工方和监理方共同派人赴搅拌站现场检查拌制情况，主要是对外掺剂使用、搅拌时间及现场发车的控制，要求搅拌站混凝土配合比严格控制，计量准确。塌落度抽检工作须加强，不能流于形式，对进场的每车混凝土，监理方必测一次坍落度。加强对混凝土配置原材料的检查，对主要材料进行平行检测，严格控制砂石含泥量等主要指标。针对混凝土入模温度控制，施工方及时调整浇筑时间，浇筑安排在早晨或傍晚，气温相对较低、施工人员精力相对充沛的时间段。

3.3.2 混凝土内部与表面温差过大的控制措施

在配制混凝土时，采用了低水化热水泥，掺入水泥用量10% 的粉煤灰取代水泥，并掺入缓凝剂，降低了单方混凝土水泥用量，从而降低了水泥水化热，并延缓了水泥水化热的释放。进行合理的分段和分层施工，采用斜面分层法施工，每层厚度不宜超过 400 mm～500 mm，以利于水化热的散发并减少约束作用，外墙浇筑期间全程旁站检查，对于分层过厚、漏振等现象及时指出立即整改。控制混凝土的入模温度，拌制时温度低于 25℃，浇筑时低于 30℃，浇筑后按要求养护，浇筑 1 d 后松动模板螺丝离缝 2 mm～3 mm，然后从上浇水不少于 14 d 湿润带模养护时间，外墙外侧防水施工及基坑回填尽量提前进行，以便充分养护。外墙混凝土采用 C35标号，各方同意采用 45 d 强度作为验收标准，适当降低水泥用量，减少水化热。

3.3.3 钢筋及底板等边界对混凝土的约束控制措施

地下室外墙外侧混凝土保护层内设置 6@150 双向抗裂钢筋网片，并在扶壁柱两侧 1/3 跨内增加附加抗裂钢筋。同时，外墙水平筋移至竖向筋外侧，依据设计文件钢筋规格变细，间距变密，布置间距≤120 mm。督促抗裂钢筋网片增加绑扎密度，避免由于浇筑过程中振动导致漏筋从而引发漏水现象。浇筑前先在模底浇厚 50～100 mm 的与混凝土同配合比且除去石子后的水泥砂浆，减少底板对外墙的应力约束。

3.3.4 塑性收缩裂缝控制措施

为了解决由于混凝土流动性不足而造成的塑性收缩裂缝，采用了补偿收缩混凝土，从而减少用水量、延长混凝土的凝结时间、增强抗裂能力，从一定程度上减缓地下室超长外墙混凝土水化热释放。

3.4 监理控制效果总结

通过上述控制措施及 QC 活动的实施，保证了地下室外墙施工质量达到验收规范及设计的要求，无贯穿及深层裂缝，表面裂缝宽度均≤0.3 mm，且数量大幅减少，未发现外墙渗漏水及出现水渍的现象，具体如表 3 所示，达到了预期目标。

表 3 裂缝控制效果前后对比表

(1)由于工艺、造价等各种条件制约，地下室外墙混凝土表面出现裂缝的概率较大，分为有害和无害两种。据相关研究及经验表明，地下室外墙混凝土表面裂缝宽度在 0.2 mm～0.3 mm，无贯穿渗水裂缝，为可接受的无害裂缝；有害裂缝则是需要尽力避免和减少的。

(2)根据实际监理经验，加强控制措施后，裂缝控制效果要好于先期，但不能从根本上杜绝裂缝的产生，所产生的裂缝主要以干缩裂缝为主，另外叠加一部分温差裂缝。

(3)从根本上控制裂缝产生有效的方法为缩短外墙长度，额外设置伸缩缝、分仓缝等，但从设计及施工角度考虑，可行性尚待商榷。

(4)对混凝土材料的问题，监理方赴搅拌站对重要原材料进行平行检测，重点是要求搅拌站重视本工程混凝土拌制质量，同时也检查出原材料的一些问题。强度设计采用 45 d 或者更长的 60 d 强度作为验收标准，客观上降低了水泥用量。

(5)现场施工质量保证情况，现场分层浇筑、振捣及时、混凝土到场塌落度控制、现场不同部位混凝土严禁混用、浇筑时间的选择、养护措施及时间的长短等均是需要重点考虑和精心组织的。通过监理工程师的全程旁站和对养护措施的督促加强，对外墙混凝土裂缝控制及混凝土浇筑质量的提高起到了重要的促进作用。

4 结 语

通过本文分析，有针对性地提出了地下室外墙混凝土裂缝质量通病的控制措施，研究结果在工程实践中证明是行之有效的。通过监理方现场有效管控，协调各方共同努力，思想上高度重视，管理上严格规范，技术上不断改进，按设计要求及规范进行施工，严格控制好每一个环节，实行全面质量管理和综合动态控制，才能把地下室外墙混凝土裂缝质量通病危害降到最小，更好地为项目建设服务。

参考文献：

[1] 袁景文.地下室外墙混凝土裂缝产生原因及预防措施[J]．建筑与发展，2010(8)．

[2] 钱艺柏，石伟国，刘秋生.高层建筑地下室外墙混凝土裂缝防治与工程实践[J]．建筑施工，2007 (05)．

[3] 徐荣年，徐欣磊.工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005．

中图分类号：TU712

文献标识码：B

文章编号：1007-4104(2014)12-0077-04

收稿日期：2014-11-20

作者简介：唐强达，男，研究生学历，工程师，注册监理工程师，具有多年建设工程项目管理工作经验。

通信地址：上海市宛平南路75号。