淺談地下室外墻混凝土裂縫的預(yù)防與處理

丁 凱

隨著城市建筑業(yè)的高速發(fā)展，鋼筋混凝土的使用已經(jīng)成了其中一項不可或缺的重要組成部分，然而在鋼筋混凝土施工中，混凝土裂縫的問題頻頻出現(xiàn)，其產(chǎn)生的原因復(fù)雜，影響的因素繁多，是施工管理中令人頭疼的部分。找出原因，拿出措施，做好裂縫的預(yù)防與處理是我們每一位工程建設(shè)者所面臨的大問題，也是一項責(zé)任。首先我們需要對鋼筋混凝土裂縫有個全面的了解，嚴格講，完全無裂縫的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)幾乎沒有。通過多年的現(xiàn)場管理實踐，筆者對鋼筋混凝土的裂縫也有了大致的了解，下面以常見的地下室外墻混凝土裂縫為例，分幾個方面來簡單探討下這個問題。

1 裂縫情況總結(jié)

工程實踐中，地下室外墻混凝土的裂縫大多具有如下特點:1)裂縫出現(xiàn)時間早，屬于早期裂縫，一般在拆模1 d～2 d后出現(xiàn)，個別在未拆模時便存在，隨著混凝土強度增加裂縫出現(xiàn)逐漸穩(wěn)定，縫寬加大不多，少量裂縫在后期還會受混凝土的“自愈”影響而消失。2)裂縫出現(xiàn)具有規(guī)律性，屬于垂直于底板的豎向裂縫，多出現(xiàn)在墻的中部，兩端較少，或出現(xiàn)在暗柱、壁柱等剛度變化的地方。3)裂縫一般的長度接近墻高，寬度大小不一，多屬于0.1mm～0.5mm之間，中間寬，兩端受構(gòu)件約束逐漸變細至消失。4)裂縫大多數(shù)屬于貫穿性裂縫，少量屬于表層裂縫，但是在墻的內(nèi)外面對應(yīng)處存在裂縫。

2 裂縫產(chǎn)生的原因

根據(jù)地下室外墻混凝土裂縫的現(xiàn)狀調(diào)查可知，在外墻開裂時結(jié)構(gòu)并未開始承受外界荷載;同時在地下室結(jié)構(gòu)施工時，幾乎不存在什么沉降差問題，且沉降引起的開裂為45°斜裂縫;可見引起外墻開裂的主要因素是鋼筋混凝土的收縮變形。

對于地下室混凝土外墻而言，凝縮變形、冷縮變形、碳化收縮變形及混凝土自身收縮變形等與混凝土的干燥收縮變形對外墻收縮開裂的影響相比，都是次要的因素，可不必考慮。地下室鋼筋混凝土外墻開裂主要是由于混凝土在干燥收縮時受到鋼筋、邊界等約束后拉裂而產(chǎn)生的。因為混凝土在不受約束的狀態(tài)下自由收縮是不會導(dǎo)致開裂的，而一旦受到約束，情況就不一樣了。地下室外墻混凝土要收縮變形，而外墻的水平鋼筋、邊界條件卻約束限制混凝土的收縮，特別是邊界條件，施工中一般都采用每層地下室外墻一次性不間斷澆筑完畢，這樣澆筑后的外墻便形成了一個四邊或多邊形的閉合箍，對混凝土水平方向的收縮產(chǎn)生了巨大的約束，在混凝土中產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，而此時混凝土抗拉強度較小，當(dāng)約束拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強度時，就會引起混凝土的開裂。混凝土干燥收縮量越大，產(chǎn)生裂縫就越容易。

3 裂縫的預(yù)防

1)設(shè)計方面。首先，應(yīng)該合理設(shè)置建筑物的平面布置，減少約束度以及合理設(shè)置后澆帶，減少變形約束，這樣可以有效釋放混凝土的早期應(yīng)力應(yīng)變，減少開裂的機會。GB 50010-2002混凝土設(shè)計規(guī)范中規(guī)定:現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下室墻伸縮縫最大間距為20 m(露天)～30 m(室內(nèi)或土中)。但實際工程中地下室墻常超過此規(guī)定，后澆帶的設(shè)置受建筑物的影響大多考慮主次樓的沉降差，而并未考慮地下室長墻的開裂問題。其次，要合理設(shè)計混凝土的強度等級，因為隨著混凝土的抗壓強度提高，抗拉強度的提高卻很有限，即拉壓比降低，尤其是混凝土的極限拉伸強度幾乎不隨著抗壓強度的提高而提高;但高強混凝土的塑性收縮大，溫度收縮和自身收縮更大，特別是在高強預(yù)拌泵送混凝土對流動性及和易性的要求下，坍落度大、水泥用量多、水灰比大、砂率增多、骨料粒徑減小等等導(dǎo)致高強混凝土收縮率及水化熱更大，更加容易開裂;再次，不可忽視構(gòu)造設(shè)置，設(shè)置抗裂鋼筋的作用是非常明顯的，布置“細密筋”的抗裂鋼筋、增加鋼絲網(wǎng)片等能夠有效分散應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高抗拉性能。通過合理布置構(gòu)造鋼筋、提高配筋率、保證鋼筋保護層的合理厚度等構(gòu)造措施可以提高混凝土的抗拉強度和極限拉伸，減少開裂現(xiàn)象。

2)材料方面。實踐表面，由于材料使用不當(dāng)導(dǎo)致混凝土不良性狀的出現(xiàn)會加劇混凝土的收縮，所以在材料的選用上要注意以下幾方面:a.避免粗細集料含泥量過大，這會降低混凝土的抗拉性能。b.注意泵送混凝土的使用，地下室等大體積混凝土多采用泵送混凝土，為了保證混凝土的可泵性，工程中一般選用較小粒徑的粗骨料，或減少粗骨料的用量，增大砂率，粗骨料用量的減少和粗骨料粒徑的減小，會使混凝土的體積穩(wěn)定性下降，不穩(wěn)定性變大，從而增大了混凝土收縮。c.慎用高強混凝土，因為隨著高強混凝土的應(yīng)用，水泥的等級要求變高，細度越細，水泥用量越大，用水量增加，水灰比大等導(dǎo)致收縮及水化熱增加，同時降低了抗拉強度，混凝土的開裂變形也就越大。d.注意水泥品種的選用，水泥品種對混凝土的收縮影響較大，一般認為礦渣硅酸鹽水泥、快硬水泥等收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。e.注意混凝土外加劑、摻合料的選擇及用量，外加劑及摻合料種類繁多，大多數(shù)只有強度指標，缺乏對水化熱及收縮變形影響的長期實驗資料，一些外加劑嚴重增加收縮變形，有的甚至降低耐久性。

3)施工方面。因為施工不當(dāng)導(dǎo)致混凝土開裂的情況屢見不鮮，在工程管理中，筆者經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在相同的情況下，混凝土開裂的程度卻完全不同，這是由于混凝土的“非均質(zhì)性”對抗拉性能極其敏感。因此，強調(diào)認真施工，做好各項技術(shù)措施對減少混凝土開裂是十分必要的。a.應(yīng)在早晚或夜間澆灌混凝土，避免高溫入模，減少溫差。b.澆筑混凝土前應(yīng)充分濕潤模板，防止混凝土表面水分被模板吸收且得不到補充，引起混凝土的塑性收縮，產(chǎn)生裂縫。c.盡量避免混凝土因水分散失而引起的體積收縮變形，混凝土中的水和周圍的空氣處于某一平衡狀態(tài)，如果周圍介質(zhì)空氣的狀態(tài)發(fā)生變化，如溫度降低或溫度升高，混凝土就會發(fā)生干燥收縮。特別是坍落度大的混凝土含水率就大，易引起失水收縮產(chǎn)生裂縫。d.避免模板拆除過早，地下室墻體表面積較大，過早拆模容易導(dǎo)致表面水分喪失過快和降溫過快。模板在混凝土終凝后一定的時間內(nèi)可以起到很好的保溫保濕的作用，適當(dāng)延長拆模時間，有利于混凝土的強度和裂縫的控制。有些地區(qū)習(xí)慣澆灌混凝土后24 h就拆模并進行澆水養(yǎng)護，這種做法不僅達不到保溫作用，而且澆水導(dǎo)致更大的溫差，更不利于裂縫的控制，應(yīng)當(dāng)建議拆模時間延長至7 d。e.加強混凝土的養(yǎng)護工作，養(yǎng)護工作應(yīng)盡早進行，并適當(dāng)延長，但不宜過早采取松模澆水的做法，以免加劇溫差。在可能的情況下全面覆蓋塑料薄膜，保持養(yǎng)護期混凝土表面始終濕潤。

4 裂縫的處理

對于裂縫的處理應(yīng)首先確認裂縫性質(zhì)，對裂縫的出現(xiàn)時間、發(fā)展情況、位置以及裂縫的長度、寬度、深度、數(shù)量等應(yīng)有詳細認真的記錄，在裂縫穩(wěn)定的情況下再進行處理。對于地下室裂縫的處理宜優(yōu)先在迎水面進行處理，在防水施工前做好防水加強層及空鋪處理。在工程實踐中，對于一般的收縮裂縫，以下幾種處理方法可以取得較好的效果:

1)表面處理法。包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，未貫穿、深度未達到鋼筋表面的裂縫，不漏水或開裂已經(jīng)穩(wěn)定的裂縫。表面貼補法(土工?；蚱渌浪?適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。

2)填充法。用修補材料(一般使用環(huán)氧樹脂)直接填充裂縫，常常用來修補較寬的裂縫(≥0.4mm)。當(dāng)寬度小于0.4mm且深度較淺的裂縫;或是裂縫中有雜物，用灌漿法很難達到效果的裂縫，以及個別裂縫的簡易處理可采取開V形槽，然后作填充處理。

3)灌漿法。分高壓注入和低壓注入兩種方式，此法應(yīng)用范圍廣，對混凝土的細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

4)加固補強法。加固補強法與一般的裂縫處理不一樣，要求恢復(fù)建筑物因裂縫而導(dǎo)致承載力降低的情況，除封閉裂縫外還對結(jié)構(gòu)進行加強，應(yīng)有詳細的施工設(shè)計、措施，采取恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行處理，包括粘鋼法、預(yù)應(yīng)力法、斷面補強法等。

5 結(jié)語

通過上述分析我們可以知道，雖然地下室鋼筋混凝土外墻產(chǎn)生收縮裂縫是工程通病，但是在施工前根據(jù)工程的具體情況，制定預(yù)防措施，精心組織施工，是可以有效預(yù)防裂縫產(chǎn)生的;即使產(chǎn)生了裂縫也是能補救的，可以選擇合適的處理方案修補裂縫，以避免對建筑物的觀感及使用產(chǎn)生影響。

［1］ GB 50010-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］ 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.