淺析地下室擋土墻開裂原因

王 瑞 金

(南京南大工程檢測(cè)有限公司，江蘇 南京 210000)

1 工程概況

某工程為部分單建、部分附建式地下工程，平時(shí)使用功能為汽車庫，2-A軸線以北區(qū)域?yàn)槎尤朔赖叵率?上有地上建筑19F框剪結(jié)構(gòu)綜合樓(01幢)和12F框剪結(jié)構(gòu)綜合樓(02幢)；2-A軸線以南區(qū)域?yàn)橐粚悠胀ǖ叵率?，上有地上建?棟4層框架結(jié)構(gòu)辦公樓(03幢～11幢)。

2 裂縫檢測(cè)

2.1 裂縫實(shí)景

該工程3個(gè)區(qū)域擋土墻出現(xiàn)豎向裂縫，部分為貫穿裂縫。典型裂縫實(shí)景如圖1，圖2所示。

2.2 結(jié)構(gòu)檢測(cè)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該工程裂縫區(qū)域進(jìn)行整體傾斜測(cè)量，混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，鋼筋配置、保護(hù)層厚度及間距檢測(cè)，開裂區(qū)域頂板及底板相對(duì)高差進(jìn)行檢測(cè)，所檢區(qū)域混凝土強(qiáng)度符合規(guī)范要求，鋼筋保護(hù)層厚度及間距基本符合規(guī)范要求，開裂區(qū)域存在沉降差。

2.3 裂縫形態(tài)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該工程裂縫區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，3個(gè)區(qū)域均出現(xiàn)了互相平行的裂縫，下面以6-1軸～6-11軸/D-A軸墻板出現(xiàn)裂縫進(jìn)行描述和分析。典型裂縫形態(tài)及分布如圖3,圖4所示。

2.4 裂縫描述

1)圖3表示：6-1軸～6-11軸/D-A軸墻板和6-1軸～6-11軸/D-A軸～8-B軸頂板：墻板墻面出現(xiàn)3條裂縫L1，L2和L3，3條裂縫均為沿墻面互相平行的豎向裂縫，最大縫寬1.40 mm。

2)圖4表示：外墻面出現(xiàn)的2條裂縫是內(nèi)墻面裂縫的貫穿縫的外部形態(tài)，裂縫最大縫寬0.58 mm。這2條裂縫向頂板底面延伸出現(xiàn)2條裂縫L4和L5，裂縫最大縫寬0.38 mm。

3 不均勻沉降測(cè)量

通過對(duì)出現(xiàn)裂縫區(qū)域的擋土墻頂板及底板相對(duì)高差進(jìn)行測(cè)量，并選取3處典型沉降圖，反映沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。測(cè)量結(jié)果表明：

1)根據(jù)圖5，地下室6-1～6-11×D-A～8-C區(qū)域頂板不在同一平面上，D-A軸與8-C軸存在沉降差；

2)結(jié)合圖6，7-D～D-B區(qū)域外墻有明顯下沉；

3)結(jié)合圖7,2-F～2-E區(qū)域外墻相對(duì)于兩側(cè)有明顯下沉。

4 裂縫原因分析

4.1 水化熱影響

經(jīng)調(diào)查，該工程6-1軸～6-11軸×D-A軸墻板和6-1軸～6-11軸×D-A軸～8-B軸頂板區(qū)域：混凝土外墻長(zhǎng)度為30.4 m，墻凈高為4.6 m；7-D軸～D-B軸×D-6軸墻板頂板區(qū)域：混凝土外墻長(zhǎng)度為25.2 m，墻凈高為4.6 m；7-D軸～D-B軸×D-6軸墻板頂板區(qū)域：混凝土外墻長(zhǎng)度為25.2 m，墻凈高為4.6 m，這3處地下墻均屬于大體積混凝土澆筑施工。

經(jīng)調(diào)查該地下室施工所用商品混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，所用水泥為P.O42.5級(jí)水泥，該種水泥主要特征：早期強(qiáng)度高，水化熱高，不適用于大體積混凝土工程。水化熱高會(huì)使混凝土的內(nèi)部溫度明顯高于外部，易引起較大的溫度應(yīng)力，使混凝土內(nèi)微裂縫連通，形成影響安全和使用的結(jié)構(gòu)裂縫，嚴(yán)重影響混凝土的性能。

經(jīng)調(diào)查該工程施工時(shí)未采取減少水泥用量，使用冷凝水，使用冷石子等施工技術(shù)措施，就造成了上述3個(gè)區(qū)域出現(xiàn)因水化熱過高而進(jìn)行互相平行的豎向貫穿裂縫。

4.2 沉降降水影響

經(jīng)調(diào)查，該工程所處的地基土為淤泥質(zhì)土，工程設(shè)計(jì)為樁基礎(chǔ)，地下?lián)跬翂ο略O(shè)8 m一個(gè)單樁承臺(tái)，承臺(tái)間未設(shè)地基梁，擋土墻直接放在厚600 mm底板上，在該工程一側(cè)20 m處正在進(jìn)行一處深基坑工程。6-4～6-8區(qū)域外墻相對(duì)兩側(cè)有明顯下沉，不均勻沉降也導(dǎo)致該區(qū)域出現(xiàn)4條沉降縫；7-D～D-B區(qū)域外墻有明顯下沉，不均勻沉降也導(dǎo)致該區(qū)域出現(xiàn)3條沉降縫。2-F～2-E區(qū)域外墻相對(duì)于兩側(cè)有明顯下沉，不均勻沉降也導(dǎo)致該區(qū)域出現(xiàn)2條沉降縫。

5 建議

1)地下連續(xù)墻及核心筒等大體積混凝土工程，在選用水泥時(shí)可適當(dāng)考慮水化熱的不利影響，優(yōu)先選用低水化熱的水泥品種，如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥或中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥，不宜選用早強(qiáng)水泥、硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，水泥的鋁酸三鈣含量不宜大于8%等水化熱高的水泥品種(JTS 202—1—2010水運(yùn)工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)規(guī)程中的要求)。

2)地下連續(xù)墻及核心筒等大體積混凝土工程，在選用商品混凝土?xí)r可適當(dāng)考慮水化熱的不利影響，在不降低混凝土強(qiáng)度的前提下，可適當(dāng)降低水泥用量，拌制混凝土?xí)r優(yōu)先使用冷凝水及冷石子等措施，適當(dāng)降低混凝土出罐溫度。

3)地下連續(xù)墻及核心筒等大體積混凝土工程，施工時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，建議澆筑后立刻對(duì)表面進(jìn)行覆蓋，及時(shí)測(cè)量混凝土內(nèi)外溫度，夏季加強(qiáng)澆水降溫，冬季加強(qiáng)表面覆蓋，同時(shí)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)。

4)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮地質(zhì)情況對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響，避免不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)造成的損壞，如在地下室擋土墻下要設(shè)置混凝土地梁，減少地基土不均勻沉降造成的擋土墻開裂；設(shè)置變形縫或后澆帶，減少變形累加造成的應(yīng)力集中。

5)施工時(shí)綜合考慮施工基坑降水對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，施工前進(jìn)行周圍環(huán)境調(diào)查，采取合適的施工組織設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)不同工程間施工降水對(duì)工程的影響；施工中隨時(shí)關(guān)注周圍工程的施工進(jìn)度及可能對(duì)本工程的影響，合理調(diào)整施工方案，減少不利影響。