淺析地下室外墻砼裂縫產(chǎn)生原因防治對策及處理措施

1、就工程實例淺析超長地下室外墻自防水混凝土裂縫產(chǎn)生原因、防治對策及處理措施樊仲勛 上海市工程建設(shè)咨詢監(jiān)理 上海200092一、工程概況溫州解放南路15#地塊中心廣場地下室工程位于溫州市中心，其北面、西面、南方、國正、金馬大廈、聯(lián)合廣場6幢31層主層建筑，南面為溫州世貿(mào)中心超深地下室，東面為大南路。為單層地下室結(jié)構(gòu)，地下總建筑面積6374，建筑根底為鉆孔灌注樁，整個地下室結(jié)構(gòu)均采用C30級自防水混凝土，抗?jié)B等級0.8Mpa。單層地下室結(jié)構(gòu)又用沉降縫分為二個結(jié)構(gòu)單元，較大的一個結(jié)構(gòu)單元中間設(shè)置一道后澆帶，整個地下室外墻均為350厚，最長的一道地下室外墻長度達54.6m，附地下室平面簡圖。附圖該工程于

2、2003年10月15日開工，2004年10月施工完畢，整個地下室結(jié)構(gòu)施工均處于氣溫較高時期。共分三段進行施工，其中第一施工段施工日期為2004年5月18日2004年6月25日。二、裂縫描述第一施工段地下室外墻施工完畢20天后開始撤除內(nèi)、外墻模板，組織人員用帶刻度的放大鏡每一刻0.05，共檢查北、西、南三面墻，共發(fā)現(xiàn)22條裂縫，裂縫寬度大局部均00.25之間，但均為不貫穿裂縫，最大的兩條裂縫出現(xiàn)在北面地下室外墻上，均到達0.25，輕微貫穿。經(jīng)過近一個月的現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)控，未發(fā)現(xiàn)以上裂縫的進一步開展和新的裂縫出現(xiàn)。附圖三、產(chǎn)生原因引起超長地下室自防水混凝土板裂縫的原因很多很復(fù)雜，但究起考慮，需有以下幾

3、種：3.1 混凝土收縮、膨脹混凝土體積收縮受到限制時，容易因溫度變化產(chǎn)生比擬規(guī)那么的收縮裂縫，防水混凝土水泥用量偏立，襯砌偏厚，混凝土內(nèi)水泥水化熱過高，又不易散發(fā)等，增大了混凝土外表和內(nèi)部之間的溫差等，都容易導(dǎo)致膨脹裂縫。3.2 設(shè)計問題結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮不周，如鋼筋用量缺乏，配筋錯誤，地基不均勻下沉，起荷載，過度震動等都會使混凝土拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂縫。?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定：現(xiàn)澆鋼筋混凝土伸縮縫的最大間距為20露天30m室內(nèi)或土中，但實際工程中墻長超過此規(guī)定。需要指出的是，一些工程設(shè)計突破了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定后，地下室墻的水平鋼筋仍按構(gòu)造配置，這也是墻較易裂縫的又一因素。3.3 溫差由于溫度差引起溫度應(yīng)

4、力大于混凝土抗拉強度產(chǎn)生裂縫，這一點在墻板較厚，高溫季節(jié)及溫差較大季節(jié)施工的地下室混凝土墻板工程中表現(xiàn)較突出，是裂縫出現(xiàn)期較早。3.4 外墻長期暴露這類薄而長的結(jié)構(gòu)對溫度、濕度變化較敏感，常因附加的溫度收縮應(yīng)力導(dǎo)致墻體開裂。同時還應(yīng)注意，設(shè)計時地下室墻均按埋入土中或室內(nèi)結(jié)構(gòu)考慮，即伸縮縫最大間距為30m。實際施工中很難做到墻完成后立即回填土或完成頂蓋，因此實際工程應(yīng)取最大伸縮縫間距20m。這也是地下室墻裂縫普遍的一個因素。3.5 混凝土施工質(zhì)量差原材料質(zhì)量不良，配合比不當(dāng)，使用過期的UEA微膨脹劑，坍落度控制差，施工中任意加水以及混凝土養(yǎng)護不良等因素，均會導(dǎo)致混凝土收縮加大而裂縫。此外，目前地

5、下室普遍采用泵送混凝土，由于泵送混凝土坍落度大，也導(dǎo)致收縮墻的裂縫可能性加大。本工程施工實際情況是：地下室外墻設(shè)計配筋為14100迎土面，自防水混凝土中摻入適量的UEA膨脹劑、地下室外墻模板撤除于混凝土施工完畢二周后進行，模板撤除后澆水養(yǎng)護時間不少于二周，故我認為本地下室外墻產(chǎn)生裂縫的主要原因是：混凝土收縮溫差，因此在以后的第二、第三施工段混凝土施工時，日常氣溫下降及施工單位加強了混凝土的養(yǎng)護工作，地下室外墻很少出現(xiàn)裂縫。四、防治對策4.1 原材料方面 水泥的選用配置混凝土，水泥摻量越多，水灰比越大，水泥強度越高，這種混凝土的收縮性越大，所以，按照地下室板墻的使用部位及周圍環(huán)境條件，以水化熱小

6、，干縮性小、和易性好，抗腐蝕性強等多方面考慮，來選擇最適宜的水泥品種，是防止混凝土墻澆搗成型后出現(xiàn)裂縫的重要措施之一。普通硅酸鹽水泥是目前配置混凝土普遍采用的水泥品種，這種水泥早、后期強度高，低溫下強度增長快，抗凍、耐磨性好，但水化熱高，干縮大，抗腐蝕性能差，而對于連續(xù)的，尤其是超長的地下室墻，要求水化熱小、干縮小，抗腐蝕性強，對耐磨、抗凍、早強要求并不主要，所以，假設(shè)結(jié)構(gòu)地下室墻部署于高強度混凝土C40，普通水泥不是最適宜的水泥品種。當(dāng)結(jié)構(gòu)地下室墻混凝土強度等級C35時，宜有限選用粉煤灰硅酸鹽水泥，該種水泥水化熱低，和易性好，干縮性小，耐腐蝕性好，可以在高溫環(huán)境及地下水位以下的環(huán)境中使用，參

7、加抗?jié)B劑后，可以在有抗?jié)B要求的混凝土中使用，但該種水泥早、后期強度低，在高強混凝土C40中不能使用，所以，如果地下室混凝土強度等級C40，且有抗?jié)B要求，就應(yīng)該選用普通硅酸鹽水泥，使用該種水泥拌制混凝土?xí)r，宜摻適量的粉煤灰增加混凝土和易性，減少水泥用量降低水熱化及干縮性，同時，在滿足設(shè)計混凝土強度要求的前提下，宜盡量采用低標(biāo)號水泥，到達減少混凝土收縮的目的。砂石：宜用中、粗砂，含泥量不大于2%；石子宜用粒徑較大的連續(xù)級配、級配良好、含泥量不大于1%的碎石或卵石。摻減水劑，以減少混凝土用水量。摻入微膨脹劑，配制成補償收縮混凝土，國內(nèi)常用摻10%15%UEA或10%左右的AEA。4.2 配合的設(shè)計防

8、水混凝土的配合比應(yīng)通過試驗確定，其抗?jié)B等級應(yīng)比設(shè)計要求提高1.2Mpa。在滿足抗?jié)B要求的前提下，盡量減少水泥用量，籍以提高防水混凝土的抗裂性。在設(shè)計允許的前提下，大體積防水混凝土科采用后期強度如60d或90d進行配合比設(shè)計。防水混凝土中水泥用量不得小于300kg/m3，摻有活性粉細料時，水泥用量不得小于280kg/m3，砂率宜為35%40%，泵送時可增至45%；灰砂比宜為1：21：2.5；水灰比不得大于0.55，用于防水商品混凝土?xí)r不得大于0.6。普通防水混凝土坍落度不宜大于5，用于防水的商品混凝土的入模坍落度宜控制在12±2，入模前坍落度每小時損失值應(yīng)小于3，坍落度總損失值不應(yīng)大于

9、6。4.3 模板方面防水混凝土施工最好采用鋼模板，鋼模板散熱快，失水少，震感靈敏而不易使混凝土產(chǎn)生裂縫。木模板要支撐牢固，澆筑混凝土前務(wù)必充分濕透，以減少混凝土早期失水。模板拼縫要密實，必要時在木模板上鋪貼塑料布或刷涂料，以防漏漿。4.4 澆筑要求要防止在炎熱的夏天露天澆筑防水混凝土，混凝土初期曝曬，會因溫度過高大量失水而開裂。在澆筑時還要注意控制施工溫度。夏季施工時，宜將砂石預(yù)冷，例如向砂石堆上噴灑水溫低的地下水或?qū)⑸笆谏w住。實踐證明，骨料溫度每增減1，即可使混凝土溫度升降0.7。另外，加冰水拌合混凝土也是降低初溫的有效途徑。總之，夏季混凝土入模溫度宜控制在25以下，而冬季拌合混凝土?xí)r，應(yīng)

10、將拌合水適當(dāng)加熱，使混凝土入模溫度能保持在510以上。防水混凝土必須采用機械攪拌，攪拌的時間不應(yīng)小于2min；摻外加劑時應(yīng)根據(jù)外加劑的技術(shù)要求確定攪拌時間?；炷吝\輸過程中如出現(xiàn)離析，必須進行二次攪拌。當(dāng)坍落度損失后不能滿足施工要求時，應(yīng)參加原水灰比的水泥漿或二次摻加減水劑，嚴禁直接加水。防水混凝土必須采用機械振搗，時間宜為1030s，以混凝土開始泛漿和不冒氣為準(zhǔn)，并應(yīng)防止偏振、欠振或超振。摻引氣劑或引氣型減水劑時，應(yīng)采用高頻插入式振幅器振搗。4.5 養(yǎng)護要求養(yǎng)護及時，對防止裂縫有重大作用，特別在夏季施工時更是如此?；炷猎诔睗癍h(huán)境中養(yǎng)護，有利于降溫散熱，減少溫差，減少和推遲因失水而產(chǎn)生的干縮

11、，保證混凝土強度迅速增長。因此，規(guī)定防水混凝土至少養(yǎng)護14d，對防止產(chǎn)生有害裂縫是非常必要的。大體積防水混凝土施工應(yīng)采取保溫保濕養(yǎng)護，混凝土厚度內(nèi)的中心溫度與外表溫度以及混凝土外表溫度與大氣溫度的差值均不應(yīng)大于25，且混凝土的降溫速率每天不應(yīng)大于2。4.6 設(shè)計方面設(shè)計時，混凝土墻板的橫向鋼筋應(yīng)盡量采用小直徑，小間距，并注意有時受力筋不能完全代替構(gòu)造筋的作用。因目前15層以下的高層建筑很多墻板受力筋經(jīng)計算后，只需按構(gòu)造筋率配筋即可，而一般設(shè)計人員對構(gòu)造配筋只注重配筋率而無視構(gòu)造筋的間距控制受“模箍作用啟發(fā)，在某些薄弱位置可設(shè)置“暗梁，這樣處理后，易裂的薄弱部位含筋率增大，鋼筋混凝土的極限抗拉強

12、度提高，結(jié)構(gòu)的抗裂性得到增強，必要時與設(shè)暗柱相結(jié)合，效果更明顯。嚴格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)置伸縮縫，必要時增設(shè)后澆帶，設(shè)后澆帶間距不宜過大，一般2030m設(shè)1m左右寬的后澆帶，因后澆帶只在一定范圍內(nèi)對溫度收縮應(yīng)力起顯著作用，超過一定范圍，溫度應(yīng)力接近常數(shù)，其后，溫度收縮應(yīng)力與長度無關(guān)。五、處理方法與工程實例目前常用的地下室混凝土墻裂縫的處理方法有以下四類。有的工程采用兩種方法同時使用，效果良好。 5.1 外表涂抹法 常用材料有環(huán)氧樹脂類、氰凝、聚氨酯類等?；炷镣獗響?yīng)堅實、清潔，有的外表根據(jù)材料要求還要求枯燥。以涂抹環(huán)氧樹脂類為例，其處理要點是先清潔需處理的外表，然后用丙酮或二甲苯或酒精擦洗，待

13、枯燥后用毛刷反復(fù)涂刷環(huán)氧漿液，每隔35min涂一次，至涂層厚度到達lmm左右為止。國外曾報道用這種處理方法的環(huán)氧漿液滲入深度可達1684mm，能有效防止?jié)B漏。 5.2 外表涂刷加玻璃絲布法 目前常用的有聚氨酯涂膜或環(huán)氧樹脂膠料加玻璃絲布。以前者為例，其施工要點如下。將聚氨酯按甲乙組分和二甲苯按1:1.5:2的重量配合比攪拌均勻后，涂布在基層外表上，要求涂層厚薄均勻，涂完第一遍后一般需要固化5h以上，根本不粘手時，再涂以后幾層。一般涂45層，總厚度不小于1.5mm。假設(shè)加玻璃絲布，一般加在第2至第3層間。例如，江蘇省某高校地下室墻裂縫，經(jīng)設(shè)計院確認不影響結(jié)構(gòu)平安，采用外表粘貼環(huán)氧玻璃絲

14、布法處理，效果較好。處理時應(yīng)注意玻璃絲布宜用非石蠟型，否那么應(yīng)做脫蠟處理。環(huán)氧樹脂膠結(jié)料應(yīng)經(jīng)試配合格前方可使用。被處理外表應(yīng)堅實、清潔、枯燥均勻涂刷環(huán)氧打底料，凹陷不平處用膩子料修補填平，自然固化后粘貼玻璃絲布13層。 5.3 充填法 用風(fēng)鎬、鋼釬或高速旋轉(zhuǎn)的切割圓盤將裂縫擴大，形成V形或梯形槽，清洗干凈后分層壓抹環(huán)氧砂漿或水泥砂漿、瀝青油膏、高分子密封材料或各種成品堵漏劑等材料封閉裂縫。當(dāng)修補的裂縫有結(jié)構(gòu)強度要求時，宜用環(huán)氧砂漿填充。 5.4 灌漿法 灌漿材料常用的有環(huán)氧樹脂類、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝和水溶性聚氨酯等。其中環(huán)氧類材料來源廣，施工較方便，建筑工程中應(yīng)用較廣；甲基丙烯酸甲酯粘度低，可灌性好，擴散能力強，不少工程用來修補縫寬0.05mm的裂縫，補強和防滲效果良好。環(huán)氧樹脂漿液和甲基丙烯酸酯類漿液配方可參考?混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?CECS25:90。灌漿方法常用以下兩類：一類是用低壓灌入器具向裂縫中注入環(huán)氧樹脂漿液，便裂縫封閉，修補后無明顯的痕跡；另一類