建筑工程地下室外墻裂縫成因及防治分析

地下室外墻裂縫一直是建筑工程施工無(wú)法完全杜絕的問(wèn)題，對(duì)建筑工程地下室外墻裂縫的成因及防治分析也必然成為建筑行業(yè)經(jīng)常性探討的話題之一。結(jié)合在建項(xiàng)目地下室外墻裂縫的分析和處理，為后續(xù)施工工程發(fā)生類似狀況提供參考。

建筑工程； 地下室外墻； 裂縫

TU746.3B

［定稿日期］2023-04-18

［作者簡(jiǎn)介］沈陽(yáng)（1992—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)榻ㄖこ淌┕ぁ?/p>

1 工程概況

本文以阜南縣某學(xué)校新校區(qū)建設(shè)項(xiàng)目7#綜合樓地下室外墻為研究對(duì)象，該項(xiàng)目位于安徽省阜南縣鹿城鎮(zhèn)，總建筑面積為178 432.74 m2，共有16個(gè)單體工程及配電房。7#綜合樓建筑高度39.9 m，地下1層，地上10層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為下柱墩及筏板基礎(chǔ)，持力層為②層黏土加粉質(zhì)黏土，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式為甲級(jí)，地下室防水等級(jí)為一級(jí)，抗浮等級(jí)為甲級(jí)，抗震等級(jí)為二級(jí)。地下室墻柱使用C40P6抗?jié)B混凝土根據(jù)后澆帶劃分施工段分段澆筑。地下室鋼筋混凝土外墻施工完成，拆模后發(fā)現(xiàn)外墻局部多處出現(xiàn)豎向裂縫。

2 裂縫檢測(cè)結(jié)果及危害

發(fā)現(xiàn)裂縫后，使用KC-F800型混凝土裂縫缺陷綜合測(cè)試儀對(duì)地下室外墻裂縫寬度及深度檢測(cè)。經(jīng)對(duì)7#綜合樓1/B-C軸、1-2/A軸地下室外墻裂縫現(xiàn)狀（寬度及深度）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。被測(cè)1/B-C軸地下室外墻裂縫寬度在0.10～0.20 mm之間，裂縫深度在3～35 mm之間；被測(cè)1-2/A軸地下室外墻裂縫寬度在0.08～0.30 mm之間，裂縫深度在5～65 mm之間。裂縫沿長(zhǎng)度方向呈現(xiàn)兩端較細(xì)往中間逐漸變寬的形狀特點(diǎn)。裂縫多數(shù)為相互平行的垂直裂紋，少部分為傾角小于30°的斜裂紋。一些拆模后短時(shí)間就出現(xiàn)的細(xì)裂紋經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，裂紋逐漸變深變大。

根據(jù)以往工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，外墻裂縫一直是建筑工程地下室施工的主要問(wèn)題，對(duì)裂縫的控制是地下室鋼筋混凝土外墻施工的重難點(diǎn)。地下室滲水、漏水現(xiàn)象是建筑工程地下室施工中存在的共性問(wèn)題，而產(chǎn)生滲漏問(wèn)題的主要根源就是結(jié)構(gòu)裂縫。地下室滲漏問(wèn)題嚴(yán)重影響了地下室的正常使用。伴隨地下水等有害成分滲入裂縫，也會(huì)降低混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。裂縫更易造成結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的銹蝕，混凝土剝離現(xiàn)象發(fā)生，引起結(jié)構(gòu)整體性破壞，從而加劇外墻開裂，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。本項(xiàng)目是學(xué)校項(xiàng)目也是重點(diǎn)的民生建設(shè)工程，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題也會(huì)造成校方及相關(guān)方對(duì)本項(xiàng)目工程質(zhì)量的信任度下降，可能引起糾紛造成不良影響。

3 裂縫成因分析

引起外墻裂縫的因素錯(cuò)綜復(fù)雜。施工設(shè)計(jì)上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題會(huì)引起結(jié)構(gòu)裂縫，比如：后澆帶位置等結(jié)構(gòu)布置不合理，配筋率不足，配筋不合理甚至結(jié)構(gòu)計(jì)算取值不準(zhǔn)確漏項(xiàng)等。而且因地基或地質(zhì)條件變化使得地基不均勻沉降也會(huì)造成建筑物墻體的沉降裂縫。再者混凝土凝結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生大量水化熱，使得混凝土外墻里表溫差過(guò)大，造成混凝土構(gòu)件出現(xiàn)溫度裂縫。還有混凝土的配合比設(shè)計(jì)、原材料及外加劑選用、生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程等不符合要求直接影響混凝土性能同時(shí)也會(huì)引起混凝土結(jié)構(gòu)開裂。

地下室外墻裂縫出現(xiàn)后，項(xiàng)目部在組織檢測(cè)的同時(shí)安排人員加強(qiáng)裂縫變形監(jiān)測(cè)，并運(yùn)用“智慧工地”系統(tǒng)對(duì)地下室施工過(guò)程復(fù)盤分析，結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)分析出裂縫誘因。

（1）高溫天氣施工造成混凝土干縮變形縫產(chǎn)生。7#樓地下室外墻澆筑時(shí)間是8月，悶熱干燥的氣候環(huán)境加劇了混凝土的收縮。夏季氣溫高，水泥水化反應(yīng)快，初凝時(shí)間變短，甚至于會(huì)出現(xiàn)“冷縫”等質(zhì)量問(wèn)題。加之水分蒸發(fā)快引起塌落度損失，混凝土凝結(jié)會(huì)釋放大量的水化熱，混凝土?xí)騼?nèi)部較大的干縮力產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，而出現(xiàn)裂紋。

（2）混凝土材料配比原因引起的裂縫。為了增加泵送混凝土的和易性，配比時(shí)砂率偏大，增加了水泥的用量，使混凝土凝結(jié)時(shí)收縮大。商品混凝土中膨脹劑的配比使用量較少，且存在以次充好現(xiàn)象，不能抵消收縮，從而出現(xiàn)裂紋。

（3）施工工藝及施工措施不當(dāng)引起的裂縫?；炷聊０逶跐仓拔醇皶r(shí)充分進(jìn)行澆水濕潤(rùn)，加之天氣炎熱模板水分蒸發(fā)快，模板吸收混凝土中水分，造成混凝土表面塑性裂縫。澆筑振搗時(shí)局部出現(xiàn)過(guò)振，引起砂漿富集，造成混凝土外墻開裂?；炷敛鹉：箴B(yǎng)護(hù)不及時(shí)，未能在拆模后及時(shí)安裝多孔PVC淋水管，人工澆水養(yǎng)護(hù)存在遺漏疏忽，引起外墻裂縫。

4 裂縫處理及防治措施

4.1 裂縫處理措施

7#綜合樓是墻體拆模后不久發(fā)現(xiàn)的裂縫，地基沉降量極小并較均勻，排除結(jié)構(gòu)沉降產(chǎn)生裂縫的可能。對(duì)綜合樓地下室設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗裂驗(yàn)算，符合規(guī)范滿足要求。通過(guò)對(duì)裂縫檢測(cè)及監(jiān)測(cè)結(jié)果和其他資料分析研究，7#綜合樓地下室外墻裂縫是混凝土收縮裂縫，不影響結(jié)構(gòu)安全性，但滲水現(xiàn)象比較嚴(yán)重，影響地下室的使用功能，必須進(jìn)行堵漏防滲處理。具體的處理措施和要求如下。

4.1.1 無(wú)害裂縫處理

地下室外墻的允許裂縫寬度為0.05 mm，因?yàn)榈叵率彝鈮σ恢碧幱诔睗竦沫h(huán)境中，對(duì)于縫寬小于0.2 mm且無(wú)滲漏現(xiàn)象的細(xì)微裂縫，可以判定為無(wú)害裂縫。對(duì)于無(wú)害裂縫的處理方法為：無(wú)害裂縫治理原則上只進(jìn)行表面修補(bǔ)，在混凝土出現(xiàn)裂縫的表面涂刷一層無(wú)機(jī)防水涂料。用彈性涂膜防水材料、聚合物水泥膏及滲透性防水劑等涂刷后不得開裂，粘結(jié)力強(qiáng)，耐水性好且不易老化。涂刷前將混凝土外墻表面刷毛并清理表面的附著物，沖洗干凈后使用環(huán)氧膠泥等材料填補(bǔ)外墻表面缺損。對(duì)于裂縫分部較多且較集中的墻面，應(yīng)當(dāng)選擇整面涂刷，對(duì)于分布稀少的裂縫可采用騎縫涂刷。

4.1.2 有害裂縫處理

當(dāng)?shù)叵率一炷镣鈮α芽p寬度大于0.2 mm及縫寬小于0.2 mm但有滲漏發(fā)生、貫穿結(jié)構(gòu)層的應(yīng)當(dāng)作為有害裂縫處理。

4.1.2.1 有害裂縫的處理原則

（1）混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)變形處于穩(wěn)定狀態(tài)，裂縫無(wú)發(fā)展，才能治理有害裂縫。（2）裂縫處理與防水處理相結(jié)合，裂縫處理與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性處理相結(jié)合。（3）在治理裂縫過(guò)程中，不得破壞原結(jié)構(gòu)。（4）方案合理、選材得當(dāng)、施工可靠、管理到位。

4.1.2.2 鉆孔注漿法

（1）清理混凝土裂縫進(jìn)行表面鉆孔：孔要深而細(xì)，鉆斜孔。

（2）選用注漿壓力不小于40 MPa高壓電動(dòng)注漿機(jī)。

（3）采用R1型堵漏材料封堵注漿嘴，防止注漿料從注漿嘴周圍滲出；做壓水試驗(yàn)，檢查注漿嘴孔口有無(wú)滲漏水和提供裂縫注漿進(jìn)漿壓力，試壓不得小于4～8 MPa；注漿時(shí)，采用正壓與負(fù)壓并舉的方式進(jìn)行；注漿時(shí)進(jìn)漿壓力從低到高、直到壓力穩(wěn)定、進(jìn)漿壓力發(fā)生突變時(shí)，停止注漿，相隔8 h后進(jìn)行二次注漿、注漿方法與第一次注漿方法相同。

（4）最后一次注漿約48 h后（一般3 d），再進(jìn)行注漿檢查，注漿檢查的壓力達(dá)10 MPa不進(jìn)漿，注漿成功。

（5）拆管封管、注漿結(jié)束，檢查封堵防漏效果。注漿材料選擇要求：可灌性好，在有水或潮濕基面上有牢固的粘結(jié)力，強(qiáng)度高耐久性好，抗?jié)B抗裂性好、不收縮、無(wú)溶解物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染、防腐蝕性好，施工方便、工期短、高效快捷。

4.2 裂縫防治措施

地下室混凝土外墻裂縫存在較大危害，防治混凝土裂縫一直沒(méi)有十分成熟完美的技術(shù)措施，為了減少裂縫的產(chǎn)生及降低危害，保證混凝土外墻結(jié)構(gòu)的安全性，發(fā)揮地下室應(yīng)有的使用功能，應(yīng)當(dāng)采取有效的裂縫控制手段。

4.2.1 施工前材料選取、配比設(shè)計(jì)控制

優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，選擇低水化熱的水泥，選擇緩凝時(shí)間合適的減水劑，使用粉煤灰等摻合料減少水泥的用量。在水灰比和水膠比保持不變的情況下，通過(guò)減少混凝土水泥用量和膠凝材料的總使用量，可大大降低混凝土的溫升，從而減少溫度應(yīng)力，降低水化熱峰值以降低混凝土的收縮。同時(shí)也通過(guò)選擇優(yōu)質(zhì)的膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土從塑性、彈塑性到水化硬化的收縮。嚴(yán)格控制骨料的含泥量，含泥量及泥塊含量直接影響混凝土的抗拉強(qiáng)度和收縮程度，含泥量過(guò)大會(huì)降低混凝土的抗拉強(qiáng)度，加劇混凝土結(jié)構(gòu)收縮開裂。 此外通過(guò)在商品混凝土中加入合成的阻裂纖維來(lái)對(duì)混凝土的抗裂性也有很好的效果。

4.2.2 按照?qǐng)D紙規(guī)范及技術(shù)交底組織安排施工

澆筑時(shí)盡量降低混凝土的澆筑溫度。夏季澆筑時(shí)間選擇在傍晚進(jìn)行。采取噴水霧等措施降低混凝土的入模溫度。澆筑時(shí)嚴(yán)禁向罐車內(nèi)加水，塌落度過(guò)大會(huì)振搗會(huì)出現(xiàn)浮漿容易產(chǎn)生收縮裂縫?；炷恋娜肽８叨瓤刂? m以內(nèi)且要分層振搗，不能漏振或過(guò)振，同時(shí)混凝土的布料選擇要均勻，過(guò)度聚集會(huì)引起局部塑性收縮的產(chǎn)生。對(duì)預(yù)留的管道洞口部位要確認(rèn)是否振搗密實(shí)，必要時(shí)使用工具進(jìn)行二次振搗。

4.2.3 澆筑完成后養(yǎng)護(hù)控制

混凝土外墻澆筑完成后用濕毛氈覆蓋墻頂表面，混凝土終凝后松開對(duì)拉螺桿使墻體表面與模板分開微小縫隙，并安排人員專門負(fù)責(zé)及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)。地下室墻體是立式結(jié)構(gòu)，造成混凝土的養(yǎng)護(hù)保濕的困難，為了保證地下室外墻的質(zhì)量，不能過(guò)早拆模，在墻體頂部安裝多孔PVC淋水管，持續(xù)小水慢淋養(yǎng)護(hù)保持混凝土墻體表面濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。通過(guò)養(yǎng)護(hù)防止混凝土外墻的收縮變形來(lái)確保混凝土水化反應(yīng)的順利進(jìn)行，使混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和抗裂性。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)7#綜合樓地下室外墻裂縫的原因分析控制，后期本項(xiàng)目地下車庫(kù)工程施工在裂縫的預(yù)防取得了較好的效果?；炷僚浔仍O(shè)計(jì)到原材料的優(yōu)化提高了混凝土的抗裂性能，強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、緩拆模、優(yōu)化澆筑工藝流程等質(zhì)量控制措施在保證了地下室外墻混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，很好地預(yù)防和控制了裂縫產(chǎn)生。地下室混凝土裂縫的成因錯(cuò)綜復(fù)雜，設(shè)計(jì)、施工、材料選擇等方面控制措施，可以有效地預(yù)防和控制裂縫的出現(xiàn)。

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