梁東妹

廣東中山 528400

摘要：長(zhǎng)期以來(lái)，地下室外墻板裂縫一直是影響地下室工程質(zhì)量和使用功能的主要質(zhì)量通病，也是監(jiān)理工作需要控制的重要部分。因此，本文結(jié)合工程案例，就地下室外墻混凝土裂縫施工監(jiān)理工作展開(kāi)了探討，包括地下室外墻混凝土裂縫影響因素及原因分析以及應(yīng)用實(shí)踐兩大方面，以期為相關(guān)的工作提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：地下室外墻；質(zhì)量通??；裂縫成因；控制措施；效果分析

0 引言

隨著城市的發(fā)展，土地資源就顯得越來(lái)越寶貴，建筑物的地下空間越來(lái)越被充分利用，地下室工程的建設(shè)與日俱增。但由于諸多方面的原因，如工程設(shè)計(jì)、施工和材料等，使地下室混凝土結(jié)構(gòu)，尤其是外墻部位，屢屢出現(xiàn)裂縫。一旦外墻出現(xiàn)裂痕，就會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的泄漏和腐蝕，給建筑物的使用造成不便，使建筑物存在安全風(fēng)險(xiǎn)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益損失。因此，針對(duì)地下室外墻混凝土裂縫成因，做好施工監(jiān)理工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。然而，地下室混凝土裂縫控制是一個(gè)綜合性的學(xué)科，需要我們從設(shè)計(jì)、施工、材料選擇等多方面進(jìn)行控制，才可以有效地減少和控制裂縫的出現(xiàn)?；诖?，筆者在初步探討了地下室外墻混凝土裂縫常見(jiàn)類(lèi)型以及成因后，從地下室外墻混凝土施工監(jiān)理控制措施、混凝土內(nèi)部與表面溫差過(guò)大的控制措施以及鋼筋及底板等邊界對(duì)混凝土的約束控制措施三方面對(duì)地下室外墻的裂縫施工監(jiān)理控制進(jìn)行了研究，希望可以給施工企業(yè)一些參考，在以后的建筑施工中盡量避免出現(xiàn)這樣的問(wèn)題。

1 地下室外墻混凝土裂縫常見(jiàn)類(lèi)型

地下室外墻在施工階段特別是在混凝土澆筑后3d～28d常常會(huì)出現(xiàn)不同程度、不同數(shù)量的開(kāi)裂，裂縫多為豎向裂縫，主要包括塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、干燥收縮裂縫、溫度裂縫、化學(xué)反應(yīng)裂縫、凍脹裂縫等。國(guó)內(nèi)外調(diào)查研究資料表明，約80%的地下室外墻混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是由變形引起的，包括溫度變形、收縮變形和沉降變形，約20%是在外界荷載的作用下產(chǎn)生的。

1.1 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫一般在混凝土澆筑后2h～4h尚處于塑性階段時(shí)產(chǎn)生，主要是因?yàn)榛炷亮鲃?dòng)性不足而造成的，多表現(xiàn)為表面龜裂。由于水分蒸發(fā)，混凝土初凝前內(nèi)部水分不斷向表面遷移，在塑性階段混凝土體積收縮，一般混凝土的塑性收縮約為1%，坍落度大的混凝土則可達(dá)到2%。在施工溫度高、相對(duì)濕度低的情況下，混凝土內(nèi)部水分遷移量就會(huì)小于表面蒸發(fā)量，內(nèi)部混凝土約束表面失水干縮，出現(xiàn)不規(guī)則塑性收縮裂縫。在混凝土初凝前，如果及時(shí)處理，通過(guò)二次振搗塑性收縮裂縫是可以愈合的。

1.2 干燥收縮裂縫

干燥收縮裂縫主要是由于混凝土在硬化以后，內(nèi)部的游離水由表及里逐漸蒸發(fā)失水，混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮變形，由于周?chē)嬖诩s束，當(dāng)收縮變形量導(dǎo)致的收縮應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生由表及里的干燥收縮開(kāi)裂。干燥收縮裂縫包括不可逆收縮和可逆收縮，其中不可逆收縮發(fā)生在開(kāi)始階段，可逆收縮則表現(xiàn)為再潮濕后的膨脹，后期干燥時(shí)發(fā)生的收縮。水灰比、水化程度、養(yǎng)護(hù)溫度、含水量、水泥含量、構(gòu)件厚度與體積和表面積之比、相對(duì)濕度、干燥速率、干燥時(shí)間等是影響混凝土干燥收縮裂縫的主要因素。

1.3 溫度裂縫

溫度裂縫通常是由水泥水化溫度及晝夜溫差引起的?；炷翝仓螅谙募靖邷?、暴雨等溫度變化較大的環(huán)境下，溫度差在短時(shí)間內(nèi)會(huì)形成較大的溫度應(yīng)力，當(dāng)溫降產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉應(yīng)力時(shí)，混凝土無(wú)法及時(shí)地調(diào)整應(yīng)力分布，極易形成混凝土裂縫。在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，混凝土溫度和環(huán)境溫差大于25℃時(shí)，即出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的溫差收縮裂縫。

2 地下室外墻混凝土裂縫影響因素及原因分析

2.1 影響因素分析

（1）人員因素。

（2）材料因素。

（3）機(jī)械因素。

（4）設(shè)計(jì)因素。

（5）環(huán)境因素。

2.2 施工過(guò)程中主要原因分析

（1）澆筑過(guò)程管控難度大，力度小，質(zhì)量差?；炷翝仓^(guò)程屬于監(jiān)理旁站項(xiàng)目，由于各類(lèi)人員配備少、澆筑時(shí)間長(zhǎng)等原因，施工方、監(jiān)理方等管控難度大，力度小。

（2）鋼筋保護(hù)層過(guò)大，水泥水化熱過(guò)高。

（3）混凝土養(yǎng)護(hù)不充分。

3 應(yīng)用實(shí)踐

3.1 工程概況

某商辦綜合樓項(xiàng)目地下兩層，地下部分總建筑面積31393m2，地上兩幢17層建筑，為大底盤(pán)地下室。地下室外墻南北向長(zhǎng)86.8m，東西向長(zhǎng)184.8m，地下室外墻設(shè)計(jì)概況如表1所示。

表1 地下室外墻設(shè)計(jì)概況

地下室南北向設(shè)置兩條寬2m膨脹加強(qiáng)帶，混凝土中HEA摻量12%，東西向主樓外側(cè)各設(shè)置一條800寬沉降后澆帶，將主樓與裙房結(jié)構(gòu)斷開(kāi)。地下室外墻混凝土等級(jí)為地下二層C35P8，地下一層C35P6，均摻加抗裂纖維，摻量為1kg/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 地下室外墻混凝土裂縫現(xiàn)象調(diào)查

在監(jiān)理過(guò)程中成立地下室外墻混凝土裂縫控制QC小組，專(zhuān)門(mén)針對(duì)裂縫進(jìn)行質(zhì)量控制。先期施工的地下室外墻裂縫以豎向直裂縫居多，每跨裂縫約4～5條，寬度介于0.1mm～0.6mm之間，多出現(xiàn)在扶壁柱兩側(cè)3m范圍內(nèi)及墻中段位置，從下部水平施工縫向上延展，間距1.5m～2m，最長(zhǎng)可到墻頂，現(xiàn)場(chǎng)采用開(kāi)槽觀測(cè)2處，裂縫深度約0.5cm～1.5cm。隨著工程進(jìn)展，裂縫寬度增大趨勢(shì)不明顯，其中8#、17#裂縫發(fā)展趨勢(shì)如圖1和圖2所示，但相對(duì)數(shù)量較多，裂縫寬度大，存在滲漏水隱患。

圖1 8#裂縫變化趨勢(shì)圖

圖2 17#裂縫變化趨勢(shì)圖

綜合上述分析，認(rèn)定該裂縫類(lèi)型為：在水化熱溫升回降速度過(guò)快、內(nèi)外溫差過(guò)大和混凝土表面失水收縮等多種作用下引發(fā)的溫差收縮裂縫。

3.3 地下室外墻混凝土裂縫監(jiān)理控制措施

3.3.1 地下室外墻混凝土施工監(jiān)理控制措施

混凝土澆筑前，施工方需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理人員、振搗班組等重新交底，監(jiān)理方全程參與，澆筑前潤(rùn)濕模板，墻底及施工縫清理干凈，雜物清除。

混凝土澆筑過(guò)程中，嚴(yán)格監(jiān)控澆搗過(guò)程，分層厚度按規(guī)范嚴(yán)格實(shí)施，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)加水；由施工方和監(jiān)理方共同派人赴攪拌站現(xiàn)場(chǎng)檢查拌制情況，主要是對(duì)外摻劑使用、攪拌時(shí)間及現(xiàn)場(chǎng)發(fā)車(chē)的控制，要求攪拌站混凝土配合比嚴(yán)格控制，計(jì)量準(zhǔn)確。塌落度抽檢工作須加強(qiáng)，不能流于形式，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的每車(chē)混凝土，監(jiān)理方必測(cè)一次坍落度。加強(qiáng)對(duì)混凝土配置原材料的檢查，對(duì)主要材料進(jìn)行平行檢測(cè)，嚴(yán)格控制砂石含泥量等主要指標(biāo)。針對(duì)混凝土入模溫度控制，施工方及時(shí)調(diào)整澆筑時(shí)間，澆筑安排在早晨或傍晚，氣溫相對(duì)較低、施工人員精力相對(duì)充沛的時(shí)間段。

3.3.2 混凝土內(nèi)部與表面溫差過(guò)大的控制措施

在配制混凝土?xí)r，采用了低水化熱水泥，摻入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥，并摻入緩凝劑，降低了單方混凝土水泥用量，從而降低了水泥水化熱，并延緩了水泥水化熱的釋放。進(jìn)行合理的分段和分層施工，采用斜面分層法施工，每層厚度不宜超過(guò)400mm～500mm，以利于水化熱的散發(fā)并減少約束作用，外墻澆筑期間全程旁站檢查，對(duì)于分層過(guò)厚、漏振等現(xiàn)象及時(shí)指出立即整改?？刂苹炷恋娜肽囟?，拌制時(shí)溫度低于25℃，澆筑時(shí)低于30℃，澆筑后按要求養(yǎng)護(hù)，澆筑1d后松動(dòng)模板螺絲離縫2mm～3mm，然后從上澆水不少于14d濕潤(rùn)帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)間，外墻外側(cè)防水施工及基坑回填盡量提前進(jìn)行，以便充分養(yǎng)護(hù)。外墻混凝土采用C35標(biāo)號(hào)，各方同意采用45d強(qiáng)度作為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)降低水泥用量，減少水化熱。

3.3.3 鋼筋及底板等邊界對(duì)混凝土的約束控制措施

地下室外墻外側(cè)混凝土保護(hù)層內(nèi)設(shè)置6@150雙向抗裂鋼筋網(wǎng)片，并在扶壁柱兩側(cè)1/3跨內(nèi)增加附加抗裂鋼筋。同時(shí)，外墻水平筋移至豎向筋外側(cè)，依據(jù)設(shè)計(jì)文件鋼筋規(guī)格變細(xì)，間距變密，布置間距≤120mm。督促抗裂鋼筋網(wǎng)片增加綁扎密度，避免由于澆筑過(guò)程中振動(dòng)導(dǎo)致漏筋從而引發(fā)漏水現(xiàn)象。澆筑前先在模底澆厚50～100mm的與混凝土同配合比且除去石子后的水泥砂漿，減少底板對(duì)外墻的應(yīng)力約束。

3.3.4 塑性收縮裂縫控制措施

為了解決由于混凝土流動(dòng)性不足而造成的塑性收縮裂縫，采用了補(bǔ)償收縮混凝土，從而減少用水量、延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間、增強(qiáng)抗裂能力，從一定程度上減緩地下室超長(zhǎng)外墻混凝土水化熱釋放。

3.4 監(jiān)理控制效果總結(jié)

通過(guò)上述控制措施及QC活動(dòng)的實(shí)施，保證了地下室外墻施工質(zhì)量達(dá)到驗(yàn)收規(guī)范及設(shè)計(jì)的要求，無(wú)貫穿及深層裂縫，表面裂縫寬度均≤0.3mm，且數(shù)量大幅減少，未發(fā)現(xiàn)外墻滲漏水及出現(xiàn)水漬的現(xiàn)象，具體如表3所示，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

表3 裂縫控制效果前后對(duì)比表

（1）由于工藝、造價(jià)等各種條件制約，地下室外墻混凝土表面出現(xiàn)裂縫的概率較大，分為有害和無(wú)害兩種。據(jù)相關(guān)研究及經(jīng)驗(yàn)表明，地下室外墻混凝土表面裂縫寬度在0.2mm～0.3mm，無(wú)貫穿滲水裂縫，為可接受的無(wú)害裂縫；有害裂縫則是需要盡力避免和減少的。

（2）根據(jù)實(shí)際監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)控制措施后，裂縫控制效果要好于先期，但不能從根本上杜絕裂縫的產(chǎn)生，所產(chǎn)生的裂縫主要以干縮裂縫為主，另外疊加一部分溫差裂縫。

（3）從根本上控制裂縫產(chǎn)生有效的方法為縮短外墻長(zhǎng)度，額外設(shè)置伸縮縫、分倉(cāng)縫等，但從設(shè)計(jì)及施工角度考慮，可行性尚待商榷。

（4）對(duì)混凝土材料的問(wèn)題，監(jiān)理方赴攪拌站對(duì)重要原材料進(jìn)行平行檢測(cè)，重點(diǎn)是要求攪拌站重視本工程混凝土拌制質(zhì)量，同時(shí)也檢查出原材料的一些問(wèn)題。強(qiáng)度設(shè)計(jì)采用45d或者更長(zhǎng)的60d強(qiáng)度作為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，客觀上降低了水泥用量。

（5）現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量保證情況，現(xiàn)場(chǎng)分層澆筑、振搗及時(shí)、混凝土到場(chǎng)塌落度控制、現(xiàn)場(chǎng)不同部位混凝土嚴(yán)禁混用、澆筑時(shí)間的選擇、養(yǎng)護(hù)措施及時(shí)間的長(zhǎng)短等均是需要重點(diǎn)考慮和精心組織的。通過(guò)監(jiān)理工程師的全程旁站和對(duì)養(yǎng)護(hù)措施的督促加強(qiáng)，對(duì)外墻混凝土裂縫控制及混凝土澆筑質(zhì)量的提高起到了重要的促進(jìn)作用。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，地下室外墻混凝土裂縫的出現(xiàn)易影響建筑的使用功能，影響建筑物的使用壽命。因此，為了更好地控制地下室外墻混凝土施工質(zhì)量，監(jiān)理人員必須對(duì)混凝土的施工進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控，相信通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工各方面層層把關(guān)，針對(duì)裂縫原因?qū)φw進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，合理選材，精心施工，做到技術(shù)先行、管理到位、科學(xué)組織，就會(huì)有效控制墻體有害裂縫的質(zhì)量通病，確保地下室外墻混凝土保持強(qiáng)度，提高工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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表1 盾構(gòu)總推力大小控制

盾構(gòu)掘進(jìn)至176環(huán)管片安裝完成后，停止同步注漿，采用隧道內(nèi)壓注水泥漿液代替，此時(shí)脫出盾尾管片存在突然下落風(fēng)險(xiǎn)，故采用Φ55mm實(shí)心圓鋼（每根長(zhǎng)450～500mm）分別擊穿7#與9#管片吊樁孔，并與管片吊裝孔焊接牢靠。

測(cè)量結(jié)果表明，與掌子面交界的二襯的平均偏差值沿盾構(gòu)推進(jìn)方向偏右28mm，偏上16mm，盾構(gòu)接收時(shí)姿態(tài)控制調(diào)整為偏右30mm，偏上20mm；當(dāng)盾構(gòu)刀盤(pán)露出后，此時(shí)掌子面素混凝土墻已發(fā)生倒塌，應(yīng)迅速清理刀盤(pán)前方的素混凝土垃圾。

盾構(gòu)完成183環(huán)管片拼裝后，使用安裝拱底塊管片將盾構(gòu)機(jī)完全落入接收架之上，并使盾尾距離二襯鋼套前段約1m，為后續(xù)弧形鋼板（“月亮板”）安裝騰出空間。

接收環(huán)管片落人長(zhǎng)800mm二襯上預(yù)埋的整圈圓弧鋼板上后，利用預(yù)先做好的多塊圓弧鋼板（厚8mm）焊接在管片與預(yù)埋的鋼板間，確保二襯與接收環(huán)管片間的密封性，如圖4所示。

此次“月亮板”焊接封堵，存在地下水較多的風(fēng)險(xiǎn)，且工藝較常規(guī)的不同，多出一套外接式圓形鋼板需接至二襯內(nèi)預(yù)埋的鋼板內(nèi)側(cè)，如下部地下水過(guò)大，施工時(shí)應(yīng)遵循由上部向下部進(jìn)展的施工順序。

焊接好“月亮板”后，用割刀在其上開(kāi)孔（一圈圓弧鋼板在上、下、左、右依次開(kāi)1個(gè)孔，共4個(gè)），安裝注漿閥，并與注漿設(shè)備連接，開(kāi)始實(shí)施對(duì)盾構(gòu)接收段的管片背部與土體間充填注漿（單液漿）。注漿遵循少量多次原則，施工過(guò)程中應(yīng)降低注漿對(duì)上部土體的影響，并加強(qiáng)對(duì)地面沉降的監(jiān)測(cè)，直至注漿影響的地面區(qū)域監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定后結(jié)束。

圖4 焊接“月亮板”封閉管片與二襯間隙

接收段管片背部注漿施工完成后，開(kāi)始制作井接頭，此井接頭較常規(guī)尺寸有所增大，配筋形式與常規(guī)一致，但因外徑變大導(dǎo)致體積增加，井接頭外徑為6.90m，內(nèi)徑為5.50m。鋼筋綁扎完成后進(jìn)行模板安裝，之后進(jìn)行預(yù)拌混凝土澆筑，混凝土達(dá)到規(guī)范強(qiáng)度要求后，拆除模板。

盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞過(guò)程中，隧道上方地面發(fā)生沉降變形，地表沉降最大的點(diǎn)是盾構(gòu)機(jī)正上方的JC5-0測(cè)點(diǎn)，累積沉降量達(dá)到-12.87mm，距離中心點(diǎn)兩側(cè)的測(cè)點(diǎn)累積沉降量依次減小。盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)到174環(huán)停機(jī)前地表沉降量較大，開(kāi)始?jí)鹤⑺酀{后沉降趨于平緩，甚至有少量隆起，注漿完成后，繼續(xù)掘進(jìn)地表開(kāi)始第2次沉降，直至盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞，再對(duì)“月亮板”后縫隙進(jìn)行注漿后，沉降趨于穩(wěn)定。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)隧道建設(shè)需求的不斷加大，單純盾構(gòu)法施工工藝及單純礦山法施工工藝的運(yùn)用對(duì)適應(yīng)地層的局限性越來(lái)越突出，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前隧道的施工要求。因此，將兩者相互結(jié)合，不僅有著廣闊的應(yīng)用前景，更能為隧道的施工帶來(lái)幫助。

參考文獻(xiàn)：

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