地下室外墙砼裂缝分析与处理

地下室外墙砼裂缝分析与处理随着我国高层建筑的不断兴起，地下空间越来越多的得到利用，作为地下空间的维护结构地下室外墙，除了要承受结构荷载外，还要起到防止地下水渗漏的功能。由于设计因素、施工因素以及砼结构自身的某些特定的性能的影响，地下室砼外墙往往在结构成型后容易产生裂缝，这些裂缝短期内一般不会影响结构的安全度，但它的出现会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且长期下去会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。本文结合南通地区某工程的地下室墙体砼裂缝的处理案例，就地下室外墙砼裂缝的分析与处理谈谈自已的看法，供大家参考。一、裂缝现象描述某工程总建筑面积约49000㎡，由8幢小高层与多层群体建筑组成，整体地下室一层，建筑面积17141㎡，建筑高度为18.3—32.3m，地下结构采用桩-筏板基础，底板厚500—1350mm，底板混凝土强度等级为C40，抗渗等级为S8，外墙厚350mm，混凝土标号为C40、S8。沿外墙轴线，每隔8米设置一结构柱，砼浇筑完毕，养护两周拆模后，发现大部分外墙体每跨跨中部位出现垂直裂缝，且内外贯穿，裂缝数量较多，宽度一般≤0.3mm，少数有＞0.3mm的情况。二、裂缝的成因分析一般而言，产生砼裂缝的原因主要有以下几方面：施工操作引起的裂缝：如施工中脱模撞击、砼养护不到位等；物理因素引起的裂缝：如温、湿度变化，不均匀沉降，冻胀、干缩等；化学因素引起的裂缝：如钢筋锈蚀、化学反应膨胀等。我们采用排除法寻找产生该裂缝的原因，因为施工现场及周围环境没有任何化学侵蚀源，因此化学因素引起的裂缝也不能成立，接下来再来分析施工操作因素和物理因素：1、施工操作因素分析（1）混凝土浇捣施工前，业主、监理工程师和设计人员对钢筋、模板进行了严格的质量检查验收，所有的质量保证资料和相关的管理资料、施工方案均经过监理工程师严格审查批准（2）混凝土浇捣施工前，混凝土供应商将混凝土配合比及原材料质保资料报总包单位和监理工程师审核，经审核合格后方进行拌制供应施工。在混凝土拌制施工中，监理工程师和总包单位施工管理人员，不定时的深入混凝土泵站进行质量跟踪检查，结果均符合质量要求。（3）混凝土进入施工现场，均按规范要求进行了坍落度及搅拌质量的检查，在监理工程师的见证下，按施工规范的要求，现场制作了混凝土试块，经试验均符合设计及规范要求。。（4）混凝土浇捣采用“一个坡度、分层浇筑、循序渐进、一次到位”的浇筑工艺，分层厚度一般不超过80cm；采用振动棒垂直振捣，专人负责，不得漏振或过振，并设有专人看模，以防涨模。（5）混凝土养护：施工中采用18mm厚的大面积多层夹板作为墙体模板。养护采用带模养护7天，混凝土硬化达到一定强度后，及时松动对拉螺栓，让墙体模板与混凝土有点缝隙，在顶部浇水注入模板内，始终保证混凝土表面湿润，拆模后采用洒水湿润养护。将塑料管沿墙顶敷设，塑料管均匀布满洒水孔，一端与水龙头连接，使混凝土始终保持湿润状态，养护时间15天。（6）拆模后混凝土质量良好，混凝土表面光洁、平整、密实，未出现任何质量缺陷。由上述分析可知该工程地下室外墙裂缝与施工因素无直接关系。接下来再进行物理因素的分析：2、物理因素分析可能引起的砼裂缝物理因素主要有两方面：一是砼温度、湿度的变化，二是混凝土的冻胀、干缩变形等等。（1）砼出现温度裂缝的可能性分析：a.混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力，后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又在混凝土中出现拉应力，气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。b.许多混凝土的内部湿度变化较小或变化较慢，但表面湿度变化较大或发生剧烈变化。表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。c.在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力，但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此，很有可能出现温度裂缝。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用而引起裂缝。（2）混凝土出现干缩变形裂缝的可能性分析混凝土硬化后，多余水分将蒸发而混凝土内部留下许多毛细孔，造成混凝土的体积减少，同时在混凝土的水化过程中也会引起混凝土的体积发生收缩，当混凝土本身的收缩量达到一定程度时就会出现裂缝。综合上述分析，该工程地下室外墙裂缝产生的主要原因为温度裂缝和干缩裂缝共同作用的结果，结合裂缝宽度、长度现象，该裂缝短期内对结构安全度不会有影响，无需进行结构补强，主要从如何防止地下水渗漏方面考虑处理方案。三、裂缝的处理方案与处理效果根据不同的裂缝情况，针对性的采用了不同的处理方法：1、裂缝宽度小于0.3mm的竖向或斜向裂缝均采用环氧水泥进行封闭，封闭层骑缝涂抹，涂抹宽度30mm，厚度2mm，长度延伸出缝端30mm。在涂抹环氧水泥封闭层以前，混凝土表面用钢丝刷清理，采用压缩空气或皮老虎吹干净，表面必须处于干燥无油渍状态，如有油渍需用丙酮或甲苯擦干净。环氧水泥由环氧树脂、苯二甲酸二丁脂、乙二胺及普通硅酸盐水泥所组成，其配置方法如下：先将环氧树脂加热熔化，按比例秤出苯二甲酸二丁脂倒入环氧树脂中搅拌均匀，然后将混合料倒入事先按比例秤量好的水泥（滑石粉）中，搅拌均匀存放在能密封的容器内待用，使用时取出半成品，加入按比例的硬化剂乙二胺，搅拌均匀即可使用，配置后的成品宜在30分钟内用完。2、裂缝宽度等于或大于0.4mm的竖向或斜向裂缝，采用压力灌环氧树脂浆液粘合补强：（1）表面处理：用小锤、钢丝刷及砂布将沿裂缝封闭范围200mm宽的混凝土表面碎屑、浮渣、铁锈及油污等清除干净，粘贴灌浆嘴子的地方采用棉丝蘸丙酮或甲苯擦洗，待封闭的表面必须处于干燥及无油渍状态。（2）粘贴灌浆嘴子和裂缝封闭：a.环氧树脂浆液是通过嘴子压入缝隙的，嘴子的布置距离视裂缝宽度而定，缝宽度大时，嘴子距离可稍大些，一般为300—500mm，在缝端均应布置嘴子，当裂缝有纵横交错时，在交叉处必须布设嘴子，贯通构件截面的裂缝，两端均应布设，其位置应上下相互错开。b.先用铅笔在裂缝上画出布设嘴子的位置，用小鸭嘴（泥刀）把环氧树脂刮在已用丙酮或甲苯擦干净的嘴子底盘上，厚度约1~2mm，并静置15—20分钟后，把嘴子按贴在所确定的位置上，同时把嘴子底盘周围用环氧水泥封闭，嘴子之间的裂缝也用环氧水泥骑缝抹成20—30mm宽、2mm厚的封闭带。c.表面局部封闭：沿裂缝宽200mm范围内采用环氧沥青漆或环氧腻子封闭，以防止在灌浆过程中由于混凝土为多孔性材料，在裂缝两侧一定范围出现渗漏现象。早期采用的是环氧沥青封闭，后来采用了环氧腻子材料，因为这种材料配制及操作比较方便，防渗性能与环氧沥青相当。（3）试气：a.试气目的是为了吹净残留在缝隙内的尘土，检查裂缝贯通程度以便灌浆时掌握进浆情况，检查封闭质量，是否有漏气现象。b.试气压力应先小后大，一般可控制在0.3~0.4Mpa，试气时吹净缝隙内的尘土后，堵塞除进气嘴以外的其余嘴子，用肥皂水或洗涤剂水满刷封闭层表面，如有漏气会出现冒泡现象，漏气处如果只发泡不冲破，一般不会在灌浆时产生渗漏，否则应采用环氧水泥或环氧腻子堵补，待硬化后再进行试气，直到无冲破封闭层的漏气现象才可进行灌浆。c.为检查裂缝畅通与否，在试完是否漏气后，把堵塞嘴子的塞子逐个取下，观察通气程度，如果裂缝较长，嘴子较多，可换进气嘴分段检查通气情况。d.试气这道工序非常重要，必须重视，否则在没有保证封闭层质量及不掌握各嘴子间畅通情况下，灌浆时一旦出现漏浆或进浆不畅，将会造成灌浆失败而无法补救。（4）灌浆：a.配置好的环氧浆液倒入灌浆罐后，盖上进料口，检查各管路接头，保证无漏气漏浆发生，打开储气罐出气阀门，借助压缩空气把浆液顶住输浆管，通过输浆管把浆液由嘴子压入混凝土缝隙内，当进浆嘴子邻近的嘴子冒浆后，立即用塞子堵住，继续灌浆，待最后一个嘴子冒浆堵上塞子后，需恒压5—10分钟才可撤下进浆嘴子上的输浆管。b.在灌浆过程中，当相邻嘴子冒浆而相隔远的嘴子不冒浆时，应将进浆嘴子换到另一嘴子，采用接力方式逐渐施灌，灌浆应由下而上，不可倒行逆施。灌浆压力视裂缝宽度而定，0.4mm以上裂缝，施灌压力一般为0.15~0.2MPa，压力应先小后大，进浆宜缓慢，不应急促进浆，防止进浆太快造成缝隙中浆料短路而影响灌浆质量。c.浆液配置成为成品后，宜在1小时内用完，否则粘度增大，进浆困难。如果裂缝有粗有细，宜先灌细缝，剩下的浆液再灌粗缝。灌浆24小时后可把嘴子垫木块敲下，把残存在钢嘴内外的环氧树脂硬化物用明火烧除擦净后，可重复使用。对所有砼外墙裂进行的上述处理后，该工程进行了外防水层的施工，目前该工程室外回填土已完成，基坑内已停止降水，经施工单位与监理共同的检查，未发现有渗漏现象，裂缝处理效果很好。