地下室剪力墻溫度裂縫的形成、預(yù)防及處理措施

■陳 良 ■珠海市成基商品混凝土有限公司，廣東 珠海 519000

工程背景:某公司珠海項(xiàng)目總部，該工程地下四層，地上分為辦公A、辦公B、住宅A、住宅B，地下室剪力墻層高4.2 米、厚400mm、長度200 米、辦公寬50 米、住宅寬30 米。辦公A47 層，高度200 米，樓頂設(shè)有直升機(jī)停機(jī)坪。地下室混凝土強(qiáng)度等級(jí)有C40、C50、C55(C40 為外剪力墻混凝土標(biāo)號(hào)，C50、C55 為承重外墻柱，而防止兩承重外墻柱之間混凝土混澆，全部采用同外墻柱混凝土標(biāo)號(hào)澆筑)，地下室底板從2014年6 月份開始澆筑，地下室剪力墻留有1 道施工縫(地下室剪力墻按照施工組織設(shè)計(jì)方案分為四次施工，每次施工間隔7 天)。為了趕工期，外貼地下室SBS 防水保溫材料以及深基坑側(cè)移的影響，提前拆了剪力墻外側(cè)的模板，住宅A 負(fù)4 層C55 外墻剪力墻模板第三天拆除，拆除后出現(xiàn)豎向、兩端尖中間寬的裂縫，3 -5 米/條，現(xiàn)場用手感觸燙手;其他C40 外墻剪力墻的豎向裂縫相對少些。施工單位立即向商品混凝土公司發(fā)出整改通知，混凝土公司從控制水化熱源入手、施工單位從工藝要求上進(jìn)行改進(jìn)，通過整改，地下室負(fù)3 層、負(fù)2 層、負(fù)1 層地下室外墻裂縫得到有效控制。

剪力墻混凝土豎向裂縫的成因。鋼筋保護(hù)層厚度太厚，地下室外墻豎向鋼筋設(shè)計(jì)Φ20@200，水平筋Φ16@200，位置在豎筋的內(nèi)側(cè)，地下室外墻外側(cè)豎向鋼筋的保護(hù)層為40mm，內(nèi)側(cè)為20mm，這樣從外墻表面到抗收縮水平鋼筋的尺寸分別為68mm、48mm，此尺寸為地下室外剪力墻墻體表面素混凝土的厚度。外剪力墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)號(hào)較高，水泥用量大，水泥水化釋放熱量大，當(dāng)混凝土澆筑后，水化熱在墻體內(nèi)部和墻體表面散熱不一樣，內(nèi)部溫度高，表面溫度底，形成溫度梯度，使混凝土墻體內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉應(yīng)力時(shí)，即產(chǎn)生裂縫。裂縫一般從表面向內(nèi)部發(fā)展，而本工程負(fù)四層外剪力墻鋼筋保護(hù)層太厚，超出混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表9.2.1 的規(guī)定，又沒有對保護(hù)層采取有效的防裂構(gòu)造措施;另外，混凝土水化過程需要考慮到自身的收縮因素，綜上所述因素助長了裂縫向內(nèi)部發(fā)展，形成肉眼能見的貫穿性裂縫。

外墻剪力墻裂縫的危害:對有防水要求的外剪力墻，貫穿性裂縫將會(huì)腐蝕剪力墻內(nèi)部的鋼筋，甚至使得地下室產(chǎn)生積水。直接影響到建筑物使用功能，也大大降低了建筑物的耐久性。對此類裂縫應(yīng)進(jìn)行加固處理，在后續(xù)施工中更應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行預(yù)防，有效控制地下室貫穿性裂縫的產(chǎn)生。

裂縫的預(yù)防措施有:設(shè)計(jì)上可采用墻體中水平筋直徑和間距大。在一般情況下，對有防裂要的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)上對鋼筋的選用宜采用密和小的做法，可采用Φ14@100～150，必要時(shí)須征得設(shè)計(jì)單位的同意，方可進(jìn)行鋼筋等強(qiáng)度、等鋼號(hào)的代換;材料上可摻加膨脹劑的抗?jié)B混凝土在持續(xù)潮濕的地下室環(huán)境中能夠補(bǔ)償收縮，一般情況下，膨脹劑6%摻量的混凝土能達(dá)到無收縮效果，一般用于鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備基座等部位;8%摻量的混凝土能起到微膨脹的功能，大多數(shù)用于大體積混凝土以及水池剪力墻等部位，10%摻量的混凝土起到膨脹效果，一般用于后澆帶、伸縮縫等部位?；蛘呤褂美w維混凝土，都能產(chǎn)生一定的抗裂能力，但是必須分清楚，混凝土抗?jié)B標(biāo)號(hào)與抗裂能力之間并沒有必然的關(guān)系。另外混凝土剪力墻屬于薄壁結(jié)構(gòu)，宜從控制混凝土的水化熱熱源入手，優(yōu)化混凝土配合比，在保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，降低配合比中的水泥用量或者采用中低熱水泥品種生產(chǎn)。工藝構(gòu)造上可采用后澆帶代替伸縮縫，其間距應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表9.1.1 的要求。表中規(guī)定現(xiàn)澆式地下室墻類結(jié)構(gòu)，室內(nèi)或土中最大間距為30 米，露天為20 米。另外根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)要求采取帶摸澆濕養(yǎng)護(hù)7 天。澆筑混凝土24 小時(shí)后松開對拉螺栓，使模板離開墻體3 -5 公分進(jìn)行灑水澆濕養(yǎng)護(hù)。目的避免混凝土表面溫差過大而引起豎向裂縫，待溫度降到合理范圍再拆除模板。

裂縫的處理措施，我司技術(shù)員現(xiàn)場觀察分析:水池墻體長時(shí)間處于地下水位以下，有部分微小裂縫隨著混凝土自身游離氧化鈣溶于水形成氫氧化鈣，當(dāng)遇到空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣，體積發(fā)生微膨脹，堵住微小裂縫，顏色變白。

對于非結(jié)構(gòu)性裂縫或者裂縫較小的裂縫可采用表面處理方法進(jìn)行處理，對于裂縫寬度較大的裂縫進(jìn)行壓力灌漿處理。

(1)對于0.1mm 以下的裂縫，考慮到在地下水位以下自身愈合能力，不做處理。0.1mm-0.2mm 的裂縫采用裂縫砂漿修補(bǔ)法修補(bǔ)，具體操作如下:

①首先將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，或者鑿成深度為15 -20mm，寬度為100 -200mm 的V 型槽;②先用鋼絲刷刷干凈并灑水濕潤，再用同標(biāo)號(hào)水泥油涂刷一遍，然后用1:2.5 的同標(biāo)號(hào)水泥砂漿刮涂2 -3 層，總厚度控制在10 -20mm;③修補(bǔ)后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期過后用砂輪打磨;④用白水泥內(nèi)摻普通水泥調(diào)成水泥漿，用油刷刷漿蓋面。

(2)壓漿法是將裂縫構(gòu)造成封閉的空腔，預(yù)留注漿孔，借助專用壓力灌漿設(shè)備將灌漿材料壓入縫隙并使之填滿的方法。

施工工藝流程:灌漿前裂縫處理--埋設(shè)灌漿嘴--封縫--灌漿-清理-檢查

①灌漿前的裂縫表面處理.清除裂縫表面的灰塵、浮渣、松散物等污物，然后用毛刷簪酒精、丙酮等有機(jī)物溶劑，把裂縫兩側(cè)30 -50mm處擦洗干凈并保持干燥;②埋設(shè)灌漿嘴。在裂縫交叉處、較寬處、端部裂縫貫穿處埋設(shè)灌漿嘴，埋設(shè)間距:短縫300 -500mm，長縫500 -800mm;③埋設(shè)時(shí)，先在灌漿嘴底部抹一層厚約2mm 的膠泥(現(xiàn)場用結(jié)構(gòu)膠和水泥配置)將灌漿嘴的騎縫粘貼在預(yù)定位置上;④結(jié)構(gòu)膠泥封縫。沿裂縫兩側(cè)寬度30 -50mm 的范圍內(nèi)抹一層厚度1 -2mm 結(jié)構(gòu)膠泥。抹膠時(shí)應(yīng)防止小孔和氣泡，要刮平整，保證封閉可靠;⑤待結(jié)構(gòu)膠泥有一定強(qiáng)度后進(jìn)行裂縫封閉后壓氣試漏，檢查封閉效果;⑥現(xiàn)場按照不同的漿材配方及配制方法配制灌漿料。漿液一次配制數(shù)量，需以漿液的凝固時(shí)間以及灌漿速度來確定;⑦灌漿是施工工序關(guān)鍵工序之一，應(yīng)確保灌漿質(zhì)量:a.灌漿機(jī)具、器具及氣管應(yīng)在灌漿前進(jìn)行檢查，運(yùn)行正常方可使用。接通管路，打開所有灌漿嘴上的閥門，用壓縮空氣將裂縫及孔道吹干凈;b.根據(jù)裂縫區(qū)域大小，可采用單孔灌漿或區(qū)域灌漿。在一條裂縫上，灌漿可一端向另一端;c.灌漿時(shí)應(yīng)待下一個(gè)排氣嘴出漿時(shí)立即關(guān)閉轉(zhuǎn)芯閥，如此順序進(jìn)行，灌漿壓力一般采用0.2MPa;⑧待縫內(nèi)漿液達(dá)到初凝時(shí)，可以拆下灌漿嘴，用結(jié)構(gòu)膠泥封閉;⑨灌漿結(jié)束后應(yīng)檢查灌漿質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)補(bǔ)救。

總之，剪力墻溫度裂縫對樓層結(jié)構(gòu)影響不大，但對建筑物的使用功能有較大影響，應(yīng)及時(shí)處理。處理完成后尚需對裂縫部位做好記錄，定期復(fù)查，看裂縫是否繼續(xù)擴(kuò)大、灌漿是否飽滿，如果裂縫出現(xiàn)擴(kuò)大應(yīng)重新分析，重新處理。