地下车库结构开裂原因分析及防治措施
——以中星馨恒苑地下车库为例

■ 蒋振华 Jiang Zhenhua

0 引言

随着家用小汽车的普及以及城市用地的紧张，地下车库已作为新建民用建筑必配的地下建筑物。由于受到设计、施工及钢筋混凝土材料自身特性等各种因素的影响，地下车库的地坪、墙身及顶板出现裂缝形成渗漏现象屡见不鲜，特别是在地下水位高的地区更是严重。短期内影响建筑的使用和美观，长期则会腐蚀受力钢筋，形成承载能力下降，造成安全隐患。因此，解决大型地下车库结构开裂是根治渗漏的有效途径之一。笔者经过多年的工程实践探索，系统分析形成地下车库结构开裂的原因，并提出控制的技术措施。

1 地下车库钢筋混凝土墙、板开裂渗漏的原因

1.1 设计不当原因

（1）地下车库拉拔桩设计错误造成局部抗拔桩向上位移不均匀，形成部分地板在水压力作用下形成上拱，造成地板局部开裂。

（2）设计时，将后浇带布置间隔尺寸偏大，超过40mm。钢筋混凝土板块偏大，易形成温差、收缩徐变引起变形值大。

（3）设计时，未将后浇带设置在结构受弯受剪应力较小的部位，易造成后浇带接口处混凝土裂缝。

（4）配置钢筋仅满足了配筋率，但钢筋配置粗且间距偏大，不利抵抗裂缝产生。

1.2 材料原因

（1）钢筋混凝土具有徐变特性，常见钢筋混凝土的收缩率为0.15‰～0.2‰。为了释放收缩引起的拉应力，大面积混凝土板采用跳仓浇捣法及后浇带，将大面积划分成若干小型板块，来减少长度，以释放早期收缩变形引起的应力。但是由于受到工期影响，一般在结构完成之前必须要完成后浇带施工。后浇带预留处大约可释放70%～80%的变形量，余下部分在若干年后慢慢收缩，这是钢筋混凝土特有的特性，会造成大面积钢筋混凝土墙、板开裂，形成渗漏。

（2）混凝土具有水化热的特性。大面积且较厚的混凝土地板、墙在冬季浇捣后，由于水泥水化热产生热量集聚，要向外扩散，而冬季气温低形成较大温差，导致混凝土表面产生拉应力，再与徐变形成拉应力叠加，形成贯穿裂缝。

（3）钢筋混凝土具有温差变形性。钢筋混凝土因温度变化造成膨胀或收缩，其膨胀系数为1×10-5/℃。当该墙板在夏天施工、竣工后在冬季投入使用时，上海地表下4m处平均温度约12℃，形成较大温差，即产生钢筋混凝土地板或侧板下部区域的收缩。由于钢筋混凝土极限抗拉值低，当温差引起收缩应力大于允许值，即形成墙板开裂，产生贯穿裂缝。所以，地下车库墙身下半部裂缝往往多于上半部。

（4）商品混凝土的质量问题。由于运输、施工等待时间过长、混凝土内的砂石含泥量超标、选用高标号水泥、超标掺入矿粉等因素，都会形成混凝土的抗拉强度下降，形成开裂。

1.3 施工不当原因

（1）施工过程中，未将部分抗拔桩顶的全部钢筋焊接或伸入板底内，使得锚固长度不够，在浮力的作用下形成上拱的拉拔力大于该节点钢筋受拉能力，造成钢筋断裂，引起底板上拱变形，造成板底开裂渗漏。

（2）养护不当，墙板过早拆模。一般混凝土浇捣完毕后，应至少在夏季7d、冬季10d后才能拆模。但有个别项目为了赶进度，在浇捣后24h即拆模。经过观察，拆模越早裂缝数量越多。拆模后未及时浇水，造成表面收缩快，内部干缩慢，形成构件表面拉应力，造成表面裂缝。

（3）钢筋混凝土顶板堆载超过设计许可值。由于现在地下车库施工完成后，部分还需做临时施工区域，顶板上可能走施工载重车、堆放材料、临时加工场，由于未在地下车库结构做有效的支撑，形成荷载值大于允许承载值，造成顶板、梁、板开裂，造成渗漏。

（4）止水钢板拼缝问题。在转角连接处钢板仅仅点焊，未形成封闭止水板，或止水钢板方向放置反向，形成止水钢板防水性能下降。

（5）为了赶工期后浇带未到工期即封闭。未达到夏季至少42d、冬季60d的工期要求，造成两侧钢筋混凝土板收缩应力释放效果降低，形成裂缝。

（6）后浇带在浇捣混凝土前，未将预留槽口处松散浮浆、石子凿去并清理，或后浇带的微膨胀混凝土养护时间和保湿要求不符合要求，造成后浇带开裂渗漏。

地下车库除了上述情况造成渗漏外，还有变形缝、穿墙孔、防水工程部分的原因，在此不作赘述。

2 控制钢筋混凝土墙、板开裂渗漏措施

（1）面对上述的设计、施工不当因素，我们可通过制定相应技术措施并在施工中严格管控来达到防控。但如何对钢筋混凝土本身的特性来控制开裂呢？特别是钢筋混凝土的温差、干缩、徐变引起的开裂，一直是本专业的难点。笔者通过学习和了解相关文献和资料，积极探索分析，在管控的项目——中星馨恒苑地下工程中，提出在地下车库结构墙板的混凝土中添加改性聚丙烯纤维，来改善钢筋混凝土抗裂性能差的问题，以达到抗裂防渗的效果。

（2）在国外聚丙烯纤维在钢筋混凝土中的应用已较广泛，我国其他地方也有少量工程案例。添加少许量的聚丙烯纤维可达到提升混凝土的抗裂、抗渗、抗冲击、抗温差收缩的性能，且该纤维价廉，均匀掺入混凝土内的工艺又可行可控。据天津城市建设学院实验数据表明[1]：同等级配混凝土进行比较，添加聚丙烯纤维的混凝土比未添加的普通混凝土在抗压、抗折、轴抗压、劈裂抗拉强度指标上分别提高了19.9%、14.8%、30.0%、5.8%，且聚丙烯纤维与混凝土基体之间有较好的黏结强度。由于该纤维抗拉强度远高于塑性期混凝土的抗拉强度，因而可有效阻止由于干缩应力所产生的裂缝，从而大大提升混凝土的抗渗性能，解决了因泵送需要添加矿粉和滑石粉等添加剂易形成混凝土裂缝的通病顽症。

3 案例分析

3.1 工程概况

中星馨恒苑位于现在静安区北侧（图1），南临江场西路、东临高平路、西邻沪太支路、北邻走马塘，占地面积82 226.5m2，总建筑面积178 350.56m2，地下建筑面积（含住宅地下室）45 453.23m2，设有1 021个停车位。针对本地下工程特点，北邻走马塘约40m，整个地库东西长有421m，南北深也有257m。底板厚0.5m，顶板（无梁楼盖）厚0.45m，外围护墙厚0.3m。由于采用无梁楼盖，混凝土级配需要C35，抗渗等级P6。面对如此规模钢筋混凝土结构和混凝土级配，且相邻具有丰富水源的走马塘外部条件下，如何防控地下室结构自身裂缝来达到防渗漏，是本工程难点与重点。

3.2 技术措施

由于篇幅限制，设计与施工的技术措施在此不作展开介绍，仅介绍聚丙烯纤维混凝土在本结构的运用。

（1）选用改性聚丙烯纤维混凝土作为大面积墙板、顶、底板的混凝土，来达到改善混凝土的抗拉强度低的性能。与商品混凝土供应商及总包和设计协商并做若干组试样及试验归纳后决定，在每立方米混凝土内掺入0.9kg聚丙烯纤维，纤维长30mm。为了防止纤维不均匀分布，在配好骨料和常规添加料后，再在传送带上用鼓风机吹出定量纤维，使纤维均匀分布在骨料内。由于纤维能在混凝土内形成支托和网状系统，承托骨料，可有效减少骨料下沉和水泥浆上浮的离析现象；同时，由于纤维的比重与水接近，不会像钢纤维与混凝土之间因振捣而出现钢纤维下沉现象。聚丙烯纤维混凝土价格仅比同级配混凝土增加20元/m3，其施工方法、养护同普通的钢筋混凝土工法。

（2）本工程于2011年10月开工，2014年11月底竣工。竣工交付2年、3年后分别进行了回访，物业处反馈，仅在伸缩橡胶带处有少量几处渗漏，其他主体结构墙、板均未出现裂缝（图2）。

图1 总平面图

图2 地下车库实景图

4 结语

大型地下车库钢筋混凝土裂缝，通过设计、施工、材料的技术措施都是可以控制的，特别是选用改性聚丙烯纤维混凝土，可达到提升结构自身的抗裂防渗性能，明显改善钢筋混凝土自身徐变收缩所产生的裂缝。

[1]杨继强.改性聚丙烯纤维混凝土性能的试验研究[J].建筑技术,2012(01).