地下室剪力墻裂縫成因分析及防治措施

程廣金

【摘 要】裂縫是目前許多建筑地下室剪力墻時(shí)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，若處理不當(dāng)，則會影響到建筑整體的質(zhì)量安全。為此，本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了剪力墻裂縫現(xiàn)象的特征，重點(diǎn)就裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并提出有效的裂縫防治措施和滲漏處理措施，以供類似工程參考。

【關(guān)鍵詞】裂縫；成因；防治；滲漏處理

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，高層建筑數(shù)量日益增加，人們對地下空間的需求越來越大，地下室的層數(shù)也隨之增加，剪力墻結(jié)構(gòu)逐漸應(yīng)用于地下室的建設(shè)當(dāng)中。地下室剪力墻除了要承受結(jié)構(gòu)荷載外，還要起到防滲漏和圍護(hù)的作用，但由于受到溫度變化、混凝土收縮、施工不當(dāng)和外力作用等因素的影響，地下室剪力墻結(jié)構(gòu)在混凝土澆筑后容易產(chǎn)生裂縫，不僅影響到地下室的使用功能和使用壽命，而且對建筑的整體質(zhì)量安全造成極大的威脅，嚴(yán)重情況很可能引起財(cái)產(chǎn)的損失和人員的傷亡。因此，如何有效避免地下室剪力墻裂縫的產(chǎn)生成為了目前業(yè)界人士急需解決的難題之一。本文通過分析剪力墻裂縫產(chǎn)生的原因，提出一些有效的措施，盡可能避免混凝土裂縫的產(chǎn)生，確保建筑的質(zhì)量安全。

1.工程概況及剪力墻施工情況

某綜合體大型建筑，地下室剪力墻長度單邊最長為150m，全長500m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，抗?jié)B等級為S10，坍落度為120±30mm，施工場地狹小，為深基坑工程，深度16m，地下室防水等級Ⅱ級。地下室的外墻施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求進(jìn)行澆筑混凝土。施工時(shí)為夏季，氣溫較高，最高溫度為38℃，最低溫度為18℃，沒有采取特別措施對混凝土剪力墻進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.裂縫產(chǎn)生的現(xiàn)狀、位置

2.1豎向裂縫

大多數(shù)豎向裂縫多數(shù)出現(xiàn)在墻體中部，寬度較小，一般為0.1～0.8mm，在水頭不大的情況下部分寬度在0.1～0.2mm的裂縫出現(xiàn)自愈現(xiàn)象。

2.2斜裂縫

斜裂縫沿結(jié)構(gòu)呈對稱分布狀態(tài)，為貫通性裂縫，工程實(shí)例中的斜裂縫在裙房封頂后出現(xiàn)，然后向上延伸，開始時(shí)裂縫寬度擴(kuò)展大約0.1～0.2mm/月，塔樓封頂后裂縫寬度不再擴(kuò)展，并有愈合態(tài)勢，最終裂縫保持在1mm左右，結(jié)合地基沉降觀測，認(rèn)為是地基不均勻沉降引起的。

2.3水平裂縫

通常出現(xiàn)在頂板或底板交界處及底板上約500mm鋼板止水帶處，是由于振搗不密實(shí)或施工縫處理不符合施工規(guī)范引起的貫通性裂縫，施工完成后裂縫寬度未發(fā)生變化。

2.4干縮裂縫

在施工拆除模板后出現(xiàn)不均勻分布在混凝土表面，為非貫穿性裂縫。

3.裂縫成因分析及防范措施

3.1裂縫成因分析

（1）溫度引起的混凝土裂縫，是高層地下室墻體裂縫出現(xiàn)的主要原因之一。水化熱引起的溫度溫差以及晝夜溫差導(dǎo)致墻體產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形，當(dāng)溫度應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變大于混凝土的極限拉應(yīng)變時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。裂縫一般產(chǎn)生在混凝土的受拉薄弱點(diǎn)或者約束應(yīng)力最大處，一般地下室外墻兩端的約束應(yīng)力較小，而墻中部約束應(yīng)力較大，所以大部分豎向裂縫集中在墻體中部。

（2）混凝土收縮引起的裂縫。當(dāng)混凝土在空氣中硬化時(shí)，將在較長時(shí)間內(nèi)不斷縮小體積，混凝土中水泥用量越大，混凝土的收縮和干縮必然也越大?；炷猎谥苽溥^程中，水泥和摻合料與水拌合后體積膨脹，但在入模成型后，隨著混凝土水化作用的發(fā)生，混凝土中的部分水分被吸收、部分水分被蒸發(fā)，體積有一定的縮小。干縮量與水泥用量、水灰比的大小有關(guān)。水泥用量多、水灰比大的混凝土其收縮亦大。

（3）“后澆帶”設(shè)置不合理。后澆帶是一種臨時(shí)性混凝土收縮變形縫，是在施工期間保留的一種特殊的施工縫，設(shè)置后澆帶是解決超長混凝土收縮變形的一種重要措施，通過設(shè)置后澆帶可以取消結(jié)構(gòu)中永久性的伸縮縫。如果后澆帶設(shè)置間距過大，容易引起混凝土開裂。

（4）外力作用引起墻體裂縫。由于受力而產(chǎn)生的，影響結(jié)構(gòu)的安全和使用功能，主要原因是設(shè)計(jì)不合理、施工順序不當(dāng)或者墻板混凝土受到外部約束，主要表現(xiàn)在以下方面：①地基基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，造成墻體和梁板產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫，工程實(shí)例中的斜裂縫屬于此類裂縫。②不按規(guī)范要求設(shè)置沉降縫或后澆帶。③結(jié)構(gòu)布置不合理，基礎(chǔ)各個(gè)部位剛度分布不均勻，使各個(gè)部位變形不均勻不協(xié)調(diào)。④外部的約束也會引起墻板出現(xiàn)不規(guī)則的斜裂縫，由于施工場地狹小，有時(shí)把地下室基坑的圍護(hù)樁，作為地下室墻板的外模。

3.2防治措施

（1）嚴(yán)格保證混凝土原材料的質(zhì)量，水泥優(yōu)選收縮小或微膨脹性水泥，不宜采用高強(qiáng)度等級或早強(qiáng)水泥；宜用水化熱較低，收縮率不大的水泥；合理選取骨料，優(yōu)選線膨脹系數(shù)小、彈性模量低、表面清潔級配良好的骨料，使其有較小的空隙率及表面積，適當(dāng)加大粗骨料粒徑，提高砂的細(xì)度模數(shù)，最好通過加大磨細(xì)摻合料摻量來減少水泥的用量，降低水化熱，減少干縮，從而減小了混凝土裂縫的開展。根據(jù)工程特點(diǎn)，摻入復(fù)合型的緩凝減水劑。

（2）控制泵送混凝土坍落度，嚴(yán)格控制混凝土用水量，減少混凝土的收縮，在施工現(xiàn)場澆注混凝土?xí)r，嚴(yán)禁在商品混凝土中加水。

（3）混凝土澆注時(shí)，為減少混凝土的水化熱溫升，采取下列措施：①降低混凝土入模溫度，控制混凝土出盤溫度，通過用草袋或麻袋包裹混凝土輸送管道并澆水降溫來降低混凝土入模溫度。②地下室外墻混凝土應(yīng)分層連續(xù)澆筑，每層澆筑高度應(yīng)控制在500mm左右，振搗混凝土不能漏振、過振，振搗時(shí)間宜在20～30S左右，振搗間距400～500mm，避免產(chǎn)生混凝土不密實(shí)和離析現(xiàn)象的產(chǎn)生。③做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，前期可帶模保溫、保濕養(yǎng)護(hù)7d，拆模后保濕養(yǎng)護(hù)至14d。夏季施工，縮短帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

（4）優(yōu)選膠合板作模板來加強(qiáng)保溫效果，帶模養(yǎng)護(hù)，拆模后仍要注意采取保溫措施。地下室外墻防水層施工完畢后立即回填，利用回填土保溫保濕；要掌握氣溫變化規(guī)律，及時(shí)了解氣象預(yù)報(bào)，在氣溫驟降前采取預(yù)防措施。

（5）合理設(shè)置后澆帶。不得任意突破設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于伸縮縫最大間距的規(guī)定。應(yīng)滿足文獻(xiàn)的要求：“位于氣候干燥地區(qū)、夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫作用下的結(jié)構(gòu)，可按照使用經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)減小伸縮縫間距”。

4.滲漏的處理措施

地下工程按滲漏程度可以分為無潤水、潤水、滲水、漏水、噴水5種，滲漏水的形式可分為“點(diǎn)”式、“線”式、“面”式3種，在本工程中主要出現(xiàn)“點(diǎn)”式和“線”式漏水形式。

（1）“點(diǎn)”式漏水的處理措施。由于地下水位較低，滲漏較慢，采用措施如下：以漏水點(diǎn)為圓心剔成喇叭口，先用快速堵劑堵水，再用膨脹水泥砂漿抹平。

（2）“線”式漏水的處理措施。裂縫處于地下室混凝土外墻，堵漏時(shí)外部土方已經(jīng)回填，且由于地下水位相對較高，屬于潮濕縫，裂縫寬度約為0.8～2mm，根據(jù)裂縫的部位及周圍的工作條件。裂縫開放的寬、長、深度，貫穿情況采用堵漏措施如下：①鑿槽。墻體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、裂縫深度為0.4m，故決定采用騎縫灌漿。沿裂縫將混凝土鑿成“V”形槽，裂縫槽口寬為100～120mm。②埋設(shè)漿嘴。裂縫剔成V型槽，然后將漿嘴埋入裂縫（涌水）最寬處，漿嘴間距根據(jù)裂縫大小、走向、漏水情況而定，裂縫漿嘴間距取40Cm，兩面埋設(shè)漿嘴，交錯(cuò)布設(shè)。③封縫。漿嘴埋沒后，進(jìn)行封縫：先用快速堵漏劑分段堵水，再用膨脹水泥砂漿抹平。封縫的目的是防止壓漿時(shí)漿液外漏，以提高灌漿壓力，使?jié){液壓到裂縫深部，從而保讓灌漿質(zhì)量。需要注意的是裂縫封縫前要先把水引走，再用水泥砂漿抹平。④壓水檢查。封縫后養(yǎng)護(hù)數(shù)天等砂漿有一定強(qiáng)度后，進(jìn)行壓水檢查，確保漿嘴與裂縫暢通，檢查封縫是否牢固密實(shí)，并尋求灌漿參數(shù)。壓水檢查的壓力應(yīng)符合灌漿設(shè)計(jì)壓力，壓水時(shí)觀察裂縫是否方漏水現(xiàn)象，如有漏水，則重新封補(bǔ)。⑤配料。⑥灌漿。壓漿前把其余漿嘴及排水嘴的閥門打開，壓漿時(shí)，一開始即達(dá)到設(shè)計(jì)灌漿壓力，注意觀察漿嘴排水情況，待有純漿排出，即把閥門關(guān)閉。灌漿按照自下而上（直縫），自一端向另一端（橫縫），循序漸進(jìn)。⑦結(jié)束灌漿標(biāo)準(zhǔn)。在正常壓漿情況下，進(jìn)漿量逐漸減少到0.01L/mm左右，再繼續(xù)壓注數(shù)分鐘，即可結(jié)束灌漿。⑧封孔。灌漿后3～7d，查清楚漿嘴內(nèi)的漿液確已凝結(jié)后用壓水方法檢查灌漿效果。如止漏效果良好，把漿嘴上的閥門取下來，將露出混凝土面的漿嘴用鋼鋸鋸去，再用水泥砂漿抹平。

5.結(jié)束語

剪力墻出現(xiàn)裂縫和滲漏的現(xiàn)象對建筑的危害是巨大的，若不進(jìn)行有效的處理，很可能造成不可挽回的后果。因此，施工管理人員有高度的責(zé)任心，實(shí)時(shí)對地下室剪力墻進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫，則應(yīng)該制定應(yīng)急措施，結(jié)合工程勘察、建筑設(shè)計(jì)、后期維護(hù)方面的情況，采取合理的方法控制裂縫進(jìn)一步發(fā)展，盡可能避免裂縫的產(chǎn)生，從而發(fā)揮出建筑的綜合效益。

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