淺論超長建筑的裂縫處理與預(yù)防

（上海譽童建筑工程有限公司，上海 202154）

【摘 要】混凝土裂縫的產(chǎn)生是不可避免的，特別是超長建筑。有些裂縫是無害的，是不需要處理的，但大多數(shù)裂縫會影響建筑物的使用，而且會降低建筑物的壽命，這就需要進行修補封閉處理。文章結(jié)合實際案例，分析了裂縫產(chǎn)生的原因，從設(shè)計及構(gòu)造、施工質(zhì)量管理、材料控制、施工環(huán)境等多方面入手，提出超長建筑裂縫控制的若干方法和技術(shù)措施，給工程技術(shù)人員在設(shè)計、施工及科研等方面提供參考。

【關(guān)鍵詞】裂縫；超長建筑；處理；預(yù)防

【中圖分類號】TU755 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）04-0091-04

0 前言

建筑裂縫是不可避免的，具有普遍性，而裂縫是否產(chǎn)生危害取決于其類型、數(shù)量、寬度、穩(wěn)定性及產(chǎn)生的部位。裂縫的存在會降低建筑物的整體性、耐久性和抗震性，引起服務(wù)功能喪失（如滲漏、傳音、飾面損壞等），給使用者在感官上和心理上造成不良的影響。要處理裂縫，首先要了解建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性是否還滿足要求，其次要對建筑結(jié)構(gòu)進行檢測、鑒定，再次要對其可靠性做出正確評價，最后要進行維修處理和加固，以提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，延長其使用壽命。

1 宏觀裂縫和微觀裂縫

混凝土是膠凝材料膠結(jié)砂石骨料形成的一種非均質(zhì)多相復(fù)合材料，在相組成上，混凝土包括水泥石、骨料和骨料-水泥石界面過渡區(qū)3部分。所謂裂縫，實際上是同相連續(xù)性或不同相之間黏結(jié)性的中斷或破壞。這種連續(xù)性的中斷或破壞，按照尺度可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。

1.1 微觀裂縫

微觀裂縫指肉眼觀察不到的微小裂紋，裂縫寬度小于0.05 mm?；炷林杏幸韵?種常見的微觀裂縫。黏著裂縫：骨料與水泥石黏結(jié)面上的裂縫，也叫界面裂縫，主要沿骨料周圍出現(xiàn)；水泥石裂縫：指水泥漿中的裂縫，出現(xiàn)在骨料與骨料之間；骨料裂縫：指骨料本身的裂縫。

1.2 宏觀裂縫

微觀裂縫不斷發(fā)展就呈現(xiàn)為宏觀裂縫，裂縫寬度大于或等于0.05 mm。

2 引起裂縫的原因

裂縫產(chǎn)生的原因很多，總體上歸納為兩大類。

2.1 結(jié)構(gòu)性裂縫

結(jié)構(gòu)性裂縫（也稱受力裂縫）是由外荷載引起的裂縫，裂縫的寬度及分布與外荷載有關(guān)，預(yù)示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在其他嚴重問題。

2.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫

非結(jié)構(gòu)性裂縫是由不均勻變形引起的，如溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性、結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)）、模板變形、基礎(chǔ)不均勻沉降、鋼筋銹蝕等因素引起的結(jié)構(gòu)變形受到限制時，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力達到混凝土抗拉強度極限值時，就會引起裂縫。裂縫一旦出現(xiàn)，變形得到釋放，拉應(yīng)力消失。

3 案例分析

3.1 項目概況

上海某地下汽車庫，鋼砼結(jié)構(gòu)、筏板基礎(chǔ)，分為1#和2#地下室，其中1#地下室的建筑面積為10 623 m2，尺寸為68.5 m×130.5 m，2#地下室的建筑面積為18 124 m2，尺寸為225.8 m×（88.1～130.5）m。地下室外墻過長，未設(shè)置永久伸縮縫，后澆帶設(shè)置數(shù)量太少。先施工1#地下室（春冬季施工），后施工2#地下室（夏秋季施工）。2#地下室滲漏現(xiàn)象較普遍，主要是頂板滲漏較嚴重；外墻裂縫數(shù)量較多，部分有滲漏；裂縫寬度為0.1～0.3 mm。

3.2 裂縫產(chǎn)生的原因

（1）地下室外墻超長，長墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度和收縮變形，在高度方向是自由的，但卻受到底板的約束，在長墻承受降溫和收縮作用時，產(chǎn)生收縮變形，引起豎向裂縫（如圖1所示）。

（2）地下室頂板混凝土結(jié)構(gòu)超長產(chǎn)生溫度裂縫，施工時樓板堆載過早引起變形，導(dǎo)致開裂滲漏（如圖2所示）。

（3）地下室頂板與主體結(jié)構(gòu)交接高低跨處由于應(yīng)力集中，滲漏點較多。

（4）后澆帶未按要求在結(jié)構(gòu)澆筑完2個月后施工，施工單位提前施工，引起頂板滲漏。

（5）頂板鋼筋保護層厚度不夠，局部露筋，混凝土局部振搗不充分，振搗不密實，導(dǎo)致滲漏。

（6）2#地下室施工時間主要在炎熱天氣，結(jié)構(gòu)長期暴露在烈日下，混凝土澆筑后沒有按要求養(yǎng)護，過早拆模使混凝土溫差加大，出現(xiàn)收縮裂縫。

（7）后澆帶處沒有完全清理干凈，支撐系統(tǒng)也不到位，地下室頂板沿后澆帶處有明顯的滲漏痕跡。

（8）現(xiàn)場施工中，混凝土水灰比控制不穩(wěn)定，坍落度要求為160 mm，由于商品混凝土運輸距離較遠，出廠混凝土坍落度大，實際坍落度有時達200 mm，導(dǎo)致混凝土收縮增加，產(chǎn)生裂縫的可能性加大。

3.3 裂縫處理

根據(jù)現(xiàn)場裂縫的情況，采取以下處理方法。

（1）對頂板、高低跨等位置，采用壓力注漿法，灌注彈性化學(xué)堵漏漿液至砼縫，堵漏后再用防滲層封閉修補處理。

（2）對地下室外墻等干縮裂縫補漏，采用壓力注漿法（如圖3所示），灌注改性環(huán)氧樹脂補強漿液補強，再用防滲層封閉處理。

（3）對穿墻孔、結(jié)構(gòu)裂縫較寬處，采用充填法（如圖4所示），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，鑿除蜂窩結(jié)構(gòu)及疏松結(jié)構(gòu)，直至見到堅硬的混凝土基層，表面用水清洗干凈后分層壓抹環(huán)氧砂漿封閉裂縫。

4 裂縫預(yù)防及建議

4.1 設(shè)計及構(gòu)造方面

（1）在建筑及使用功能允許的情況下，沿超長部位應(yīng)盡量多地設(shè)置永久的伸縮縫，伸縮縫的長度最好不超過150 m。

（2）采用適宜的混凝土強度等級，樓板及梁宜采用C25，地下室外墻宜采用C30，地下室的其他構(gòu)件宜采用C35。

（3）混凝土構(gòu)件的厚度：樓板厚度不宜小于100 mm，屋面板厚度不宜小于120 mm；對剪力墻結(jié)構(gòu)，外墻厚度宜大于160 mm，地下室外墻厚度宜大于250 mm。

（4）鋼筋能起到控制裂縫擴展和減少裂縫寬度的作用，適當(dāng)配筋能夠提高混凝土的極限拉伸。采用雙層雙向配筋，配筋配細、配密，也可以在2根粗鋼筋中配置幾根細筋以提高抗裂度，提高極限拉伸；對一些易裂的構(gòu)件，如地下室外墻，沿迎水面5 cm的保護層內(nèi)附加水平向鋼筋網(wǎng)片φ6@150，提高抗裂能力，增大梁側(cè)面腰筋的配筋量，同時加密處理，以防止梁側(cè)出現(xiàn)裂縫。

（5）樓板鋼筋宜采用熱軋鋼筋，不宜選用冷軋帶肋鋼筋和冷軋扭鋼筋，當(dāng)鋼筋直徑大于或等于10 mm時，宜采用HRB335級鋼筋，而不宜采用HPB235級鋼筋。

（6）為防止因地基變形引起裂縫，設(shè)計中應(yīng)同時考慮地基處理和結(jié)構(gòu)選型，不同的地基處理有不同的結(jié)構(gòu)與之相適應(yīng)。①一種設(shè)計原則是“放”，即把建筑物設(shè)計得剛度很小，這樣建筑物就能適應(yīng)地基的變形，地基反應(yīng)力分布接近外荷載分布。路面、飛機跑道、地基中的管道都可以視為柔性結(jié)構(gòu)，但一般建筑物相對于地基來說都是剛度相當(dāng)大的結(jié)構(gòu)，為了達到“放”的目的，根據(jù)建筑物的高低差、荷載差及地基條件，把建筑物以沉降縫分為許多單元，其內(nèi)力大為削弱，這樣就可達到“放”的目的。②另一種設(shè)計原則是“抗”，即把建筑物設(shè)計得剛度很大而不設(shè)置沉降縫，這樣不均勻沉降很小，地基反應(yīng)力分布與荷載分布差別很大（端部集中），沉降小而結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力增大。

4.2 材料控制

（1）水泥品種：含堿量越高，水泥細度越細，收縮值越大，因此應(yīng)盡量選用含堿量低、細度大的水泥。

（2）骨料：盡量增大骨料的最大粒徑，降低砂率，提高砂的細度模數(shù)，以減少混凝土的收縮；嚴格控制骨料的粒徑和含泥量，砂石含泥量不大于2%。

（3）加入外加劑：①摻加減水劑和適量的粉煤灰以減少沉縮量，促進工作性和流動性。②加入纖維，提高混凝土的抗拉強度，減少微裂縫的產(chǎn)生和擴展，提高混凝土的變形能力和抗沖擊性。③加入混凝土膨脹劑，使混凝土水化后產(chǎn)生適度的體積膨脹，抵消由于收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力；而且在凝結(jié)硬化過程中，膨脹結(jié)晶體在混凝土內(nèi)部起到填充、切斷毛細空隙的作用，使混凝土更加密實。

4.3 環(huán)境因素

盡量避免在高溫、大風(fēng)、大雨（如果是南方的綿綿細雨，反而對混凝土澆筑有利）、冬季天氣施工。如果無法避免，必須采取相應(yīng)的養(yǎng)護、防風(fēng)、防雨及保溫措施。

4.4 施工控制

（1）施工過程中，每隔40～50 m增設(shè)1道0.8 m寬的后澆帶，后澆帶應(yīng)在其兩側(cè)混凝土齡期達到42 d后再施工，后澆帶采用強度等級高一級的補償收縮混凝土澆筑，養(yǎng)護時間不少于28 d。

（2）混凝土澆筑前對模板應(yīng)充分濕潤，以利于保濕和散熱；避免過長時間的混凝土攪拌。

（3）加強混凝土施工中的質(zhì)量管理：①計量準(zhǔn)確，坍落度抽檢工作要加強，不能流于形式；坍落度不足時，嚴禁隨意加水，以保證混凝土組成和配比保持不變。②澆筑前，模板應(yīng)淋水濕潤，振搗過程中加強過程管理，振搗密實，振搗時間以5～15 s/次為宜。③凝固時間不宜過快，柱、墻、深梁與板等變截面結(jié)構(gòu)宜分層次澆筑。④混凝土下料不應(yīng)太快。⑤如果在高溫季節(jié)澆筑，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┚從?，炎熱氣溫和日曬能促進混凝土失水。⑥在混凝土澆筑1～2 h后，對混凝土進行二次振搗，表面拍打振實，終凝前及時抹光。

（4）根據(jù)測溫記錄和氣象預(yù)報確定拆模時間，保證混凝土內(nèi)外溫差不超過25 ℃，溫度陡降不超過10 ℃。

（5）必須明確混凝土養(yǎng)護的基本要求（掛麻布淋水，保持混凝土表面持續(xù)濕潤，養(yǎng)護時間不少于14 d）。

（6）大體積混凝土施工必須制定相應(yīng)的施工措施。

4.5 針對地下室墻板的施工措施

（1）有效控制外墻的厚度和模板定位：M14高強螺栓配蝶型螺母作對拉螺桿，間距為45 cm×45 cm。

（2）混凝土澆筑：分層澆筑厚度≤30 cm，加快混凝土熱量散發(fā)，使熱量分布均勻；混凝土坍落度控制在（14±2）cm內(nèi)。

（3）拆模：混凝土強度達到1.2 MPa（一般是24 h左右）后，立即連續(xù)拆除全部模板（太早拆除會損傷混凝土，太晚拆除模板則拼縫處砼的水分易蒸發(fā)，并形成風(fēng)縫，引起冷縫），在拆除模板的同時涂刷2遍混凝土養(yǎng)護液。這樣做的目的有3點：①在混凝土表面形成養(yǎng)護防護膜，有效防止砼內(nèi)的水分過早揮發(fā)散失，使混凝土表面及內(nèi)部同時得到養(yǎng)護，阻隔了外界氣體的侵入，又減少了砼的早期收縮。②立即拆除全部模板，防止模板與砼之間由于空氣流動而出現(xiàn)的干縮。③立即拆除全部模板，以利于混凝土散熱，防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生裂縫。

（4）加強帶、后澆帶及施工縫必須清理干凈后方能進行下一步澆筑工作。

5 結(jié)語

根據(jù)大量的工程實踐和工程材料的研究，建筑結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的，但其有害程度是可以控制的。建筑結(jié)構(gòu)的裂縫問題是十分復(fù)雜的，它涉及巖土、結(jié)構(gòu)、材料、施工、環(huán)境等多專業(yè)、多學(xué)科。裂縫控制應(yīng)該防患于未然，先預(yù)防裂縫，防不住的再堵，堵不住的再排，重點在預(yù)防。實踐證明，只要設(shè)計與施工緊密配合，是完全可以預(yù)防和控制裂縫的。

參 考 文 獻

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]

【作者簡介】馬俊，男，江蘇江都人，本科，上海譽童建筑工程有限公司工程師，從事建筑工程施工管理工作。