淺談地下室外擋墻裂縫成因與防治措施

耿曉強(qiáng)， 李 想

(中國水利水電第十工程局有限公司， 四川成都 610072)

混凝土墻體容易受到溫度變化、混凝土收縮、施工原因和外力作用等因素，剪力墻結(jié)構(gòu)時常會出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，如不進(jìn)行有效處理，不但會影響到建筑物地下室的使用功能及使用壽命，而且也會影響到建筑物整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全。因此，如何澆筑地下室擋土墻混凝土有效控制裂縫形成就成為了建筑行業(yè)的施工難題。

1 工程概述

該工程位于西昌市小廟鄉(xiāng)袁家山村袁馬路，火車站到西昌煙廠路段中段位置，西昌為亞熱帶季風(fēng)氣候(或亞熱帶高原季風(fēng)氣候)，氣候特征是夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，屬于熱帶高原季風(fēng)氣候區(qū)，素有小“春城”之稱，日照充足、光熱資源豐富等特點(diǎn)。白天太陽輻射強(qiáng)，晝夜溫差大。項(xiàng)目占地面積約46 986.9m2，總建筑面積210 722.33m2，其中地下建筑面積51 777.41m2、地上建筑面積158 944.92m2，由10棟高層建筑以2棟酒店及商業(yè)裙房組成，地下設(shè)二層地下室，抗震設(shè)防烈度為9度。

2 墻體裂縫基本情況

剪力墻裂縫的形態(tài)一般分為橫、縱向、上寬、下窄和下寬上窄的、混凝土表面的、貫通的、斜向裂縫等。部分地下室外墻所產(chǎn)生的裂縫成因一般與所受的應(yīng)力及混凝土材料、溫度條件、施工工藝有關(guān)。墻體鋼筋數(shù)量多、密度小、混凝土標(biāo)號高，養(yǎng)護(hù)不到位都會產(chǎn)生裂縫，如果是力的作用點(diǎn)直接決定了墻體產(chǎn)生裂縫的去向以及形態(tài)。一般在0.2mm左右,少量在0.2mm以下，這些裂縫較有規(guī)律；形態(tài)比較豎直，而兩端尖細(xì)，在墻拆模時發(fā)現(xiàn)的裂縫，有外荷載引起的，還有施工工藝不正確產(chǎn)生的裂縫，混凝土溫度收縮時所引起的干縮裂縫及原材料本身所產(chǎn)生的裂縫等。

3 裂縫分類及原因分析

3.1 材料方面的分析

有的墻體設(shè)計(jì)厚度為400～450mm的屬于較厚的墻體時，為了降低混凝土水化熱，當(dāng)缺少礦渣水泥的情況下，現(xiàn)場混凝土攪拌站用普通硅酸鹽水泥。還有混凝土選用的石子和沙子含泥量過大，石子強(qiáng)度不夠，最大粒徑偏大，且骨料級配和粒形較差，原材料干燥吸水率過大，含有堿活性骨料等。水泥品種、用量配比選用不當(dāng)。而選用了礦渣硅酸鹽水泥、快硬水泥等收縮性較大的水泥。礦物摻合料比重偏大，超過膠凝材料的20 %以上，導(dǎo)致混凝土凝結(jié)力較低。外加劑的選擇不當(dāng)，未考慮到外加劑對混凝土水化熱及收縮性的影響問題。

3.2 設(shè)計(jì)方面的分析

墻體鋼筋制安保護(hù)層厚度過厚，地下室外墻豎向鋼筋設(shè)計(jì)為φ20@200,水平筋大于φ14，位置在豎筋的內(nèi)側(cè)時，地下室外墻外側(cè)豎向鋼筋保護(hù)層足有40mm，內(nèi)側(cè)有25mm，這樣從墻體外表面到抗收縮的水平筋的尺寸稍大的情況下，墻體素混凝土表面的保護(hù)層厚度，如地下室消防水池的墻體，其豎向鋼筋保護(hù)層的厚度要求為50mm，即從墻體表面到抗開裂的水平筋素混凝土厚度達(dá)到76mm左右。造成墻體表面存在著一層厚厚的素混凝土。當(dāng)混凝土澆筑完成后，水化熱在墻體內(nèi)部和墻體表面由于散熱情況不一樣，溫度也不一樣，內(nèi)部的溫度高、表面的溫度低、形成的溫度差，使混凝土墻體內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力時，混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，容易產(chǎn)生墻體裂縫的現(xiàn)象，而墻體的裂縫形成一般從表面向內(nèi)部發(fā)展的。

3.3 溫度引起裂縫的分析

混凝土工程中一般內(nèi)外溫差變形除大體積混凝土外，在早期施工的水泥水化溫升問題中，施工人士對引起裂縫的現(xiàn)象未普遍引起重視，實(shí)際上施工中混凝土墻體也存在早期水泥水化溫升的現(xiàn)象，其溫度升高一般為15～25 ℃,對于氣溫較高的地區(qū)，比如四川省西昌市的氣候干燥，日間午后氣溫高，日溫差大，日照時間長，午后自然風(fēng)較大。晝夜溫差大，溫升隨時間變化的提升。當(dāng)混凝土模板拆除后，混凝土迅速降溫，尤其是表面降溫現(xiàn)象明顯較大，混凝土發(fā)生了收縮現(xiàn)象，并產(chǎn)生了內(nèi)外溫差應(yīng)力，由于混凝土早期強(qiáng)度過低，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差應(yīng)力大于混凝士的抗拉強(qiáng)度時，混凝土墻體表面容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

3.4 施工影響因素

在施工過程中,現(xiàn)場工人操作工藝不正確、操作方法不正確的情況下,都會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

(1)施工過程中措施控制不嚴(yán)格，質(zhì)量控制不到位，施工時振搗不夠或過度情況。

(2)在混凝土澆筑前由于沒有對模板灑水濕潤就倒入模盒內(nèi)，尤其是木模板混凝土澆筑中水份被模板吸收掉，容易造成混凝土水份損失引起收縮干裂。混凝土倒入模盒內(nèi)時溫度過高，而混凝土澆筑時間長地區(qū)氣候條件白天和夜間溫差過大。

(3)澆筑完成后拆除模板過早，導(dǎo)致混凝土水分損失過快和降溫過快的情況，所以收縮應(yīng)力就會增加。

(4)養(yǎng)護(hù)過程中不及時，不到位，沒有按照要求進(jìn)行覆蓋，水分流失過快，風(fēng)吹干裂，混凝土表面總處于干燥。這些都是施工原因?qū)е碌牧芽p產(chǎn)生，所以,在混凝土進(jìn)行施工的時候，必須按照規(guī)范要求及施工工藝和操作方法進(jìn)行，盡量不要出現(xiàn)施工過程操作失誤的情況，這樣能夠避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。

3.5 其他原因

雖然現(xiàn)場也對內(nèi)、外墻和柱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，但往往只淋在了板的頂面上，有時偶而也會對外墻外側(cè)模板淋一下，但水分很快順模板流下，對外墻的混凝土起不到養(yǎng)護(hù)作用，墻體工程施工時的氣溫較高，而外墻體澆筑混凝土后拆模時間較快，對墻體來說，養(yǎng)護(hù)完全不到位，模板拆除后，發(fā)現(xiàn)墻體2～3m之間就有一條收縮裂縫，這就是養(yǎng)護(hù)不到位造成的。

現(xiàn)場建有攪拌站，其操作人員業(yè)務(wù)水平不高，不夠?qū)I(yè)，存在設(shè)備計(jì)量不正確、擅自加大砂率；砂、石的現(xiàn)場含水量發(fā)生變化時，未請示現(xiàn)場施工員擅自進(jìn)行混凝土配合比調(diào)整?，F(xiàn)場攪拌站場地管理不善，場內(nèi)排水不暢，污染了砂石原材料，使得含泥量超標(biāo)，導(dǎo)致混凝土配比不符合要求，粗細(xì)骨料比例不對，致使墻體產(chǎn)生裂縫。

4 裂縫的預(yù)防措施

4.1 加強(qiáng)混凝土原材料質(zhì)量控制

混凝土是由水泥、砂、石、水組成，有的混凝土摻和摻合料及外加劑。項(xiàng)目物資部應(yīng)對混凝土的原材料進(jìn)行控制必須符合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。水泥在投入使用前，必須持有生產(chǎn)廠家的合格證外，還需做強(qiáng)度、凝結(jié)時間、安定性等常規(guī)檢測檢驗(yàn)，必須檢驗(yàn)合格后才能投入使用。不同品種的水泥分別存儲或堆放，不可以混用施工。在鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)施工中，嚴(yán)禁使用含氯化物的水泥。普通混凝土優(yōu)先選用細(xì)度模數(shù)2.4～2.6之間的中砂，泵送混凝土用砂對0.315mm篩孔的通過量不宜小于15 %，且不大于30 %；對0.16mm篩孔的通過量不應(yīng)小于5 %。石子一般選用粒徑4.75～40mm的碎石或卵石，泵送高度超過50m時，碎石最大粒徑不宜超過25mm；卵石最大粒徑不宜超過30mm。石子進(jìn)場后應(yīng)做強(qiáng)度壓碎值試驗(yàn)、篩分試驗(yàn)、針片狀含量試驗(yàn)、含泥量試驗(yàn)、視比重試驗(yàn)。

4.2 加強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量控制

地下室混凝土澆筑施工應(yīng)嚴(yán)格對泵送混凝土的坍落度進(jìn)行測量及控制，一般控制在140～160mm之間。做好混凝土施工前準(zhǔn)備，并對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，和商品混凝土站實(shí)驗(yàn)員取得聯(lián)系，確保混凝土坍落度，嚴(yán)禁往混凝土運(yùn)輸車內(nèi)注水。在高溫天氣采取降溫及相關(guān)質(zhì)量控制措施，使得混凝土入模溫度低于30 ℃。對墻體高厚、混凝土量大的部位應(yīng)采取分層澆筑方法，控制混凝土的振搗，振搗時間應(yīng)控制在20～30s，避免漏振或者過振情況。上下層混凝土必須進(jìn)行二次振搗，在振搗上層混凝土的同時，應(yīng)將振動棒插入下層混凝土約50mm部位進(jìn)行振搗，使得兩層混凝土經(jīng)振搗后能夠緊密地咬合，從而避免施工冷縫的現(xiàn)象。

4.3 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)控制

地下室部位混凝土應(yīng)帶模保濕養(yǎng)護(hù)，安排專人進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。待混凝土完全硬化后可將模板松動，以保證養(yǎng)護(hù)水淋至混凝土表面，也充分利用了模板的保溫效果，使混凝土表面保持一定的溫度，防止因內(nèi)外溫差過大而出現(xiàn)裂縫。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到75 %時再拆除模板，模板拆除后應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。

5 墻裂縫的處理措施

混凝土的微細(xì)裂縫是目前混凝土工程在施工中產(chǎn)生的基本質(zhì)量通病現(xiàn)象,微細(xì)裂縫比較不易修復(fù)。當(dāng)裂縫寬度小于0.3mm時,往裂縫里面進(jìn)行灌漿處理不易，灌入高強(qiáng)度砂漿修復(fù)困難。其次,有一些裂縫已經(jīng)被水浸泡過后，裂縫的內(nèi)部產(chǎn)生碳酸鈣結(jié)晶體將裂縫封堵,無法進(jìn)行灌注。因此,針對無法灌注修復(fù)的裂縫,需要采取封閉的辦法進(jìn)行處理。

裂縫處理:對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查,對于表面細(xì)小裂縫0.2mm以內(nèi)的可不處理，裂縫寬度大于0.2mm的，將其鑿開左右各2.5cm,深1cm左右，再用清水沖洗干凈后保濕24h，用1∶2的水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)不少于7d。

滲水處理:先將滲水點(diǎn)鑿成“V”型口，清除雜物并用清水沖洗干凈后，采用“901速效堵漏劑”用水調(diào)和填滿“V”型口中，并灑水加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)不少于7d。

6 結(jié)束語

混凝土施工裂縫影響了建筑的使用功能和結(jié)構(gòu)耐久年限。采用了有效的措施防止裂縫的發(fā)生，從原材料選擇到施工設(shè)計(jì)、施工工藝進(jìn)行細(xì)致的考慮，當(dāng)裂縫發(fā)生時根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況的裂縫嚴(yán)重程度進(jìn)行及時處理措施，避免裂縫擴(kuò)大發(fā)展，影響建筑物的質(zhì)量和使用。