地下室擋土墻混凝土裂縫的成因與防治措施

1、地下室檔土墻混凝土裂縫的成因與防治措施王 強某高層建筑檐口高度100.4米,該工程地上三十四層,地下兩層,地下室面積為55000,地下室筏板面標高-9.9米,抗水板板面標高-11.9米,地下室頂板面標高-0.2-2.2米。主樓基礎采用1.7米厚的筏板基礎,其余為承臺基礎,地下室抗水板厚400mm,由后澆帶劃分為十六個區(qū)域。地下室承臺和底板于2010年04月底開工,07月上旬頂板澆筑完成。地下室外墻設計厚度負二層400mm、負一層為300厚，混凝土強度為C35（承受上部主樓的地下室外墻為C40）。地下室從四月底至七月上旬按后澆帶的劃分區(qū)段的先后順序進行施工,分區(qū)的混凝土澆筑完畢后的第十天拆開墻柱

2、的側模,結果發(fā)現地下層的剪力墻體出現多條裂縫,特別是大部分地下室擋土墻（部分內墻）與水平方向垂直相交的次梁作用處,有一條從梁底到基礎頂的細裂縫,但未發(fā)現貫穿性裂縫。上述裂縫的寬度一般在0.3mm以上,少部分在0.3mm以下,這些裂縫較有規(guī)律:比較豎直，兩端尖細、中間寬,是在墻模板拆除時發(fā)現裂縫的,可以肯定它不是外荷載引起的裂縫（因為當時尚未上荷、擋墻外側亦未回填土方以及整個梁板模板支架尚未拆除）,經過初步分析，它應該是混凝土溫度收縮時所引起的干縮裂縫。1 墻體裂縫分析1.1 材料方面的分析1.1.1 摻合料的總摻量過多。該工程地下室墻體設計厚度為400mm,屬大厚度混凝土墻體,為了降低水化熱,

3、在買不到礦渣水泥的情況下,現場砼攪拌站在普通硅酸鹽水泥中,摻合了水泥用量的18的粉煤灰和7的磨細礦渣。按現有大體積砼施工規(guī)范,粉煤灰或礦粉摻量不得大于水泥用量的15,兩者合摻時不得大于水泥用量的20。從理論上講,粉煤灰取代部分水泥可以降低水泥的水化熱升溫,有助于減少混凝土的溫度收縮和干燥收縮。但本工程除了摻入粉煤灰之外,還摻入了磨細礦渣,摻合料的總摻量過多。摻合后的標準稠度需水量較大,但保持水分的能力較差,泌水性較大,使混凝土的干縮性增大。1.1.2 配置C35和C40混凝土的單方水泥用量過大。本工程的C40混凝土,在扣除取代摻合料后的水泥用量還需360Kg/m3。由于水泥用量多,導致混凝土多

4、余水分增大?；炷潦?收縮也加大。1.1.3 混凝土用水量多。該工程地下室混凝土采用泵送混凝土,坍落度較大為150mm，摻水量達到了190Kg,水灰比超過了0.5，其結果也增大了混凝土的收縮,增大了墻體開裂的可能性。1.1.4 原材料溫度過高。砂、石料場完全暴露在露天，未采取有效措施予以遮擋，加之是在夏季的高溫時節(jié)施工，致使砂石入主機后攪拌出來的拌合物溫度過高，增加了混凝土溫度裂縫產生的可能性。1.2 設計方面的分析1.2.1 鋼筋保護層厚度太厚。地下室外墻豎向鋼筋設計為18200,水平筋為16,位置在豎筋的內側,地下室外墻外側豎向鋼筋保護層要求為40mm,內側為20mm,這樣從墻體外表面

5、到抗收縮的水平筋的尺寸分別為66mm和46mm,此尺寸為地下層外墻體表面素混凝土的厚度,特別是地下室消防水池的墻體,其豎向鋼筋保護層的厚度要求為50mm,即從墻體表面到抗開裂的水平筋素混凝土厚度達到76mm。造成墻體表面存在著一層厚厚的素混凝土。當混凝土澆注后,水化熱在墻體內部和墻體表面由于散熱不一樣,溫度也不一樣,內部溫度高,表面溫度低,形成溫度梯度,使混凝土墻體內部產生壓應力,表面產生拉應力,拉應力超過混凝土的抗拉強度時,即產生裂縫。裂縫一般是從表面向內部發(fā)展,而本工程地下室墻體鋼筋保護層太厚,超出混凝土結構設計規(guī)范的規(guī)定,又沒有對保護層采取有效的防裂構造措施,客觀上助長了表面收縮裂縫向墻

6、體內部發(fā)展,本工程地下剪力墻的裂縫應該與鋼筋保護層厚度太厚分不開。1.2.2 墻體中水平筋直徑和間距大。在一般情況下,對有防裂要求的結構,設計上對鋼筋的選用是采用密和小的手法,本工程若采用14100150,防裂效果可能更好。1.2.3 用后澆帶代替伸縮縫。后澆帶代替伸縮縫,其間距應符合混凝土結構設計規(guī)范的要求。規(guī)定現澆式地下室墻類結構,室內或土中最大間距為30米,露天為20米。而本工程地下室后澆帶的劃分原則,只考慮設置在受力和變形最小的部位,即主樓與裙摟交接處。后澆帶的間距超過表中的規(guī)定距離(很多地方間距達到了38米)。該工程地下室面積大,單層面積達到了27000。需要等地下結構全部施工完畢,

7、結構驗收合格,外墻防水經試水驗收合格后,方可回填土方。1.2.4 水平方向的次梁直接作用在擋土墻上。根據觀察，凡是梁直接作用在擋墻上的，梁底下豎向開裂占了絕大部分；而直接作用在柱上的梁底下，則基本上未發(fā)現有開裂的跡象。若是在次梁作用的擋墻部位增設構造暗柱，防裂效果可能會更明顯。實踐證明，在后續(xù)工程中，采用了該作法的要比未采用的抗裂效果要好得多，而此種構造作法往往在設計時被忽略了。1.3 其它方面的分析 1.3.1 養(yǎng)護不到位、不及時。雖然現場也對內、外墻和柱進行養(yǎng)護,但往往只淋在了板的頂面上,有時偶而也會對外墻外側模板淋一下,但水分很快順模板流下,對外墻的混凝土起不到養(yǎng)護作用，加之該墻體工程施

8、工時的幾天氣溫較高,氣溫近35。而外墻體澆筑混凝土后第十天才拆模,對墻體來說,這十天的養(yǎng)護完全不到位,模板拆開后,發(fā)現墻體23米之間就有一條收縮裂縫,這是側墻面無養(yǎng)護到位的例證。1.3.2 現場建的攪拌站，其操作人員業(yè)務水平不高，存在設備計量不準確、擅自聽作業(yè)人員的話而加大砂率的情況發(fā)生；同時砂、石的現場含水量發(fā)生變化時，未請示作適當的施工配合比調整。加之現場攪拌站場地內缺乏有效的管理，致使場內排水不暢，污染了砂石原材料，使得含泥量超標。2 防治措施要避免混凝土產生裂縫，首先應了解混凝土產生裂縫的原因及其過程，對混凝土的開裂現象，一直被簡化為完全彈性體來對待的。受約束的混凝土產生收縮時，就會產

9、生拉應力，拉應力的大小就等于收縮應變與混凝土彈性模量的乘積。當混凝土的收縮到達一個極限，即產生的拉應力大于混凝土極限抗拉強度時，混凝土就被拉裂而出現裂縫。但實際上混凝土所產生的部分拉應力會被徐變松弛所釋放，釋放后的實際應力才決定混凝土是否裂開。另外，隨著混凝土早期強度的提高，混泥土的彈性摸量迅速增加，同時也將喪失較大的應力、松弛能力。所以要提高混凝土抗裂性能，不但要減小混凝土的收縮，而且還要降低混凝土的早期彈性摸量和提高早期應力松弛能力。而降低混凝土的早期彈性模量和提高早期應力松弛能力的有效途徑是降低混凝土的早期強度。2.1裂縫防治的施工措施2.1.1混凝土拌制應有詳細的技術要求。商品混凝土應

10、嚴格記錄每車混泥土的攪拌時間、出站時間、進場時間、開始澆筑時間，并分批匯總分析。2.1.2混凝土攪拌前應嚴格按照施工配合比進行各種原材料的計量，并根據原材料的含水率變化對設計配合比進行調整。應保證混凝土的攪拌時間，混凝土拌合物的入模坍落度不宜過大，嚴禁在攪拌機以外二次加水攪拌。2.1.3混凝土澆筑時，應保證振搗地時間和位置，防止漏振、欠振和過振。嚴禁用振搗棒撬拔鋼筋或用振搗鋼筋的方法振搗混泥土。對于鋼筋密集部位的混凝土宜采用小直徑振搗器或體外振搗方法振搗。對已初搗的混凝土不應再進振搗，避免破壞已形成的混泥土結構強度，而應帶其充分凝固以后按施工縫的接搓進行處理。2.2裂縫防治的技術措施2.2.1 添加使用高效能的減水劑，降低水灰比，減少用水量。盡量避免添加使用早強劑。2.2.2 優(yōu)化混凝土配合比以及粗骨料的顆粒級配，控制好外加擠的摻量以及質量，嚴把材質關。2.2.3 沖洗砂石，降低含泥量和入機攪拌時的原材料溫度。2.2.3 加強養(yǎng)護,拆模后除及時灑水養(yǎng)護外，墻面輔以噴灑養(yǎng)生薄膜或養(yǎng)護劑。2.2.4 定期組織攪拌站操作人員進行技能培訓。除了掌握必要的設備保養(yǎng)維護外，適當對混凝土原材料方面的知識加以應用培訓。3裂縫處理建議3.1 寬度小于或等于0.3mm的非貫穿裂縫，對結構承載力及持久強度無有害影響，此類裂縫可不做處理 。3.2 寬度大于0.3mm的非貫穿裂縫。此類裂縫會引起鋼筋銹