浅谈地下室连续墙裂缝成因与防治措施

浅谈地下室连续墙裂缝成因与防治措施摘要：房屋地下室混凝土结构渗漏一直威胁着工程的施工质量，应在设计和施工过程中采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，混凝土产生的裂缝现象极为普遍。有的裂缝会对结构产生有害影响,需要进行补强处理;有的裂缝引起的渗漏会严重影响工程的正常使用,需要进行防治处理。本文对地下室混凝土墙裂缝产生原因及预防控制进行了简要的阐述。随着城市的建筑用地逐步减少，为了提高建筑面积，在许多的建筑物底部都有地下室。地下室已成为建筑的一个重要组成，地下室作为建筑的基础备受关注，其质量的好坏直接关系到建筑物的安全。地下室出现质量问题将会对整个建筑物产生影响。因此，我们需要对地下室连续墙的裂缝进行合理的处理。一、地下室混凝土墙裂缝的特点地下室外墙混凝土裂缝一般于混凝土浇筑完毕后3d左右开始出现,其形状呈垂直状,从墙顶至墙底,裂缝宽度在0.1～0.5mm内,裂缝一般沿墙均匀布置,特别是在墙柱,柱与墙相交处等部位出现。1、横向裂缝少，绝大部分裂缝呈竖向，凡地下室墙墙长两端附近裂缝较少，墙长中部裂缝较多。2、裂缝数量较多，宽度一般不大，超过0.3mm宽的裂缝很少见，大多数缝宽度≤0.2mm。3、当地下室外部回土完毕后，裂缝会有少量的渗水或潮湿。4、每条裂缝绝大部分呈竖向形，且很大部分与墙高成正比，两端慢慢变细而消失。5、当温度突然变化很大，而混凝土又刚拆模在养护不到位的情况下，裂缝很容易出现。6、随着时间裂缝发展，数量增多，但缝宽加大不多，发展情况与混凝土是否暴露在空气中和暴露时间的长短有关。二、地下室连续墙裂缝成因混凝土材料是一种非匀质非连续的弹塑性材料，混凝土材料的裂缝是混凝土凝固成形后内部的初始缺陷、微裂缝，由于应力的作用使之扩展引起的。引起混凝土自身变形的主要因素有：温度变化和混凝土凝固过程中由于体积变化而产生的收缩。由于本工程裂缝产生时，结构尚未受荷载作用，且通过沉降观测结果地基并未变形，基本上可以确定该裂缝不属于结构性裂缝，因此可判定该裂缝属于非结构性裂缝。混凝土的泵送混凝土施工一般均采用混凝土泵送技术，因混凝土需达到泵送要求，其坍落度一般要求在14cm左右，其同一强度的混凝土相对于传统的半干硬性混凝土水泥掺量多，碎石粒小，水掺量多，这三大原因使混凝土产生裂缝的可能性大得多。1、钢筋保护层大。因地下室特殊环境的要求，其外围连续墙钢筋外围保护层要求大，一般为50mm左右，较厚的保护层使该部位混凝土收缩时不能获得钢筋的约束，形成裂缝，并可能进一步发展。2、部分设计配筋间距偏大。钢筋间距越大，产生裂缝的可能性就越大。3、墙体伸缩缝过长。现行《钢筋混凝土结构设计规范》规定地下室钢筋混凝土墙体设置伸缩缝的距离为30m，但因施工时伸缩缝不好处理，易造成其渗水的薄弱环节。一般工程都不愿意留设或少留设伸缩缝，导致伸缩缝间距远远超过规范要求。混凝土硬化干燥时其本身的收缩率为0.05%~0.06%，其收缩在长、宽、厚三个方向都产生，但长度方向的收缩量要比其他两个方向大得多，墙体长度越大，其累计收缩的量就越大，由此产生的相应力也越大，当墙体产生的力大于其强度时，在此部位会产生裂缝。4、底板对墙体的约束地下室底板混凝土较墙体混凝土要早些进行浇筑，其底板混凝土本身的收缩要早于墙体混凝土的收缩，当墙体混凝土收缩时，底板对此产生约束，从而使墙体产生拉应力，底板产生压应力。在两侧应力叠加下，当其超过混凝土抵抗强度时便形成裂缝。5、柱对墙体混凝土的约束与地下室外墙现浇墙连的柱，本身是墙体的一部分，但其钢筋的配设要远远大于墙体的钢筋，因而其钢筋对混凝土产生收缩的约束要比墙体的约束大得多，从而加大了墙体自身收缩约束强度，相应提高了墙中的应力，因而该部位更容易出现裂缝。6、地下室外墙连续墙混凝土浇筑后，其内外两侧的环境完全不同，外侧与大气相连，其混凝土表面温度易随着大气的变化而变化，墙体反复受到热冷变化而内侧已形成室内环境，变化较小，受二者环境差异的影响，使连续墙内外变化不一，且墙体越厚，差异越大，越易形成裂缝。7、混凝土养护不到位也是造成裂缝的一大原因8、（1）未有效保持墙体混凝土表面温度，一般墙体混凝土浇筑完第二天即将模板拆除，混凝土表面随大气温度变化而变化，而混凝土内部因水化热的释放其温度较高，二者的温差将可能引起裂缝的产生。（2）混凝土养护未到位，不能保证混凝土水化所需的正常水分，墙体属于竖向结构，其水分保持加之其内侧模板支撑的影响，养护更加困难。三、工程实例1、工程概况某高层住宅小区，地处新城区中心，临近海岸线，该工程由五栋59.5m高层住宅组成，为剪力墙结构，总建筑面积为106181.4m2，其中地上19层，建筑面积为90700m2；地下一层，为整体地下室，建筑面积为15481.4m2。地下室为连续剪力墙结构，地下水资源丰富且水位高；剪力墙厚300mm，采用强度等级C35抗渗等级P8的商品混凝土，地下室底板面标高-5.05m。2、地下室剪力墙混凝土裂缝的特点根据开发商的需要，5#楼先行施工。在5#楼地下室南侧剪力墙混凝土浇筑后，为加快模板周转使用，养护5d便开始拆模。拆模时发现南侧墙上存在细小裂缝，裂缝的间距不尽相同（间距约2~4m），墙中、上部裂缝较多，沿剪力墙的墙长两端柱子附近的裂缝较少，裂缝中部宽尾端逐渐变细，宽度大多不超过0.2mm，个别大于0.3mm宽但未超过0.4mm，走向无规律性，大多数裂缝为竖向。3、地下室剪力墙混凝土裂缝的防治措施为尽量减少地下室剪力墙裂缝，可采取以下技术措施进行防治：（1）原材料的控制：水泥宜选用强度较高（可减少水泥用量）、水化热较低的水泥，有利于防裂。砂、石骨料应选用中、粗砂，保证石子级配良好，且砂含泥量严格控制在3%以内。严格控制外加剂的品种及用量，外加剂选用减水率较高的高效减水剂以及性能优越的膨胀剂（泵送混凝土还应掺入缓凝剂），最好选用复合型外加剂，满足多种性能要求，又方便施工。（2）优化配合比设计，调整混凝土各组分，改善混凝土性能：严格控制水灰比，控制在0.5以下，水灰比的降低，将会提高混凝土的弹性模量；在保证混凝土质量的前提下，尽量降低水泥、砂含量，提高石子用量；采用补偿收缩混凝土，在混凝土中掺入适量的膨胀剂，使混凝土产生微量膨胀来补偿其产生的收缩；控制混凝土坍落度在120~140mm之间。（3）重视配筋对裂缝控制的作用：根据地下室剪力墙裂缝多呈竖向裂缝的特点，将外墙水平钢筋进行优化，采用小直径、间密距的钢筋排布方法对钢筋进行等强度代换，有利于剪力墙抗裂性能的提高。而竖向钢筋按此方法进行等强度代换亦可提高混凝土的横向抗裂性能。通常工程施工中把水平钢筋放在竖向钢筋的内侧，造成水平钢筋到混凝土表面的厚度超过50mm，过厚的混凝土保护层易使混凝土产生竖向裂缝，因此可将水平钢筋放在竖向钢筋的外侧，减少竖向裂缝的产生。素混凝土厚度超厚时，可适当增设温度钢筋，能有效地提高混凝土的抗裂性能。（4）加强施工过程的质量控制：根据施工时的气温，控制混凝土施工的入模温度，减少混凝土的水化热温升，特别是夏季炎热天气下需要采取措施降温；分层浇筑混凝土，分层高度不超过500mm。当混凝土（特别是预拌混凝土，其早期水化快、水化热发展快、拌合物保水性强、泌水小）振捣密实后，应尽早覆盖养护、及时浇水；缩短浇水养护间隔时间、适当延长养护时间，这样既可减少内外部的温差，又可保证早期湿养护和后期养护的最佳效果。针对昼夜温差大，可采取在内外模板外覆盖草帘的措施、配备碘钨灯以备温差较大或寒流来临时夜间使用，加强保温与保湿。适当延长剪力墙混凝土的拆模时间，拆模时内、外模应协调一致，保证墙板内外侧变形一致。拆模时不马上移走模板，让模板拆开一条缝隙再浇水养护一段时间，从而改善混凝土的养护环境以达到控制墙体裂缝的目的。4、加强混凝土的养护温度高施工时，混凝土中水分会蒸发过快，易出现脱水现象，使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶，缺乏足够的粘结力，从而会在混凝土表面出现片状或粉状剥落，影响混凝土的强度，此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，其中水分过快的蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，影响混凝土的整体性，耐久性，防水能力下降，因此浇筑完毕12h以后开始养护，养护采用草帘覆盖，并洒水保持润湿，养护时间不少于14d，后浇带养护时间不少于28d，混凝土养护至其强度达到1、2Nmm2以上，才准在其上行走或安装模板支架。5、地下室剪力墙裂缝的处理1、清理裂缝(1)较宽裂缝，沿裂缝深度凿除裂缝表层混凝土，以露出新鲜混凝土为宜，对其它所有要处理的裂缝，沿缝凿成2～4mm，宽4～6mm的V型槽，并凿毛裂缝内混凝土表面。(2)对外露钢筋进行除锈处理，对锈断的原钢筋进行焊接替换。(3)剔除缝口表面的松散杂物，用气压为0.2MPa以上的压缩空气清除槽内浮尘。(4)向较宽裂缝(宽度)1.5cm)内灌满小石子，要求密实。(5)沿缝长范围内用丙酮进行洗刷，擦清表面。2、埋设灌浆嘴清缝处理后，用胶泥骑缝埋设、粘贴灌浆嘴，灌浆嘴的间距沿缝长依缝的宽窄以35～40cm为宜，原则上宽缝可稀、窄缝可密，但每一条裂缝至少须各有一个进浆孔和排气孔。3、封缝对压浆区域的裂缝，无论缝宽大小，应同时封闭，以防裂缝相互贯通而跑气跑胶。沿缝长先涂一层基液，待胶泥初凝后，再抹上一层胶泥，并除气泡抹平，待胶泥初凝后，表面用基液涂刷二层。4、密封检查(气检)封缝材料固化后，沿缝涂刷一层肥皂水，并从灌浆嘴中通入气压为0.2MPa的压缩空气，检查缝的密封效果。对漏气部位进行补封处理。5、灌浆(1)灌浆材料配制：根据现场施工的实际情况，进行化学灌浆的配置，灌浆材料均由双组分组成，按照配比将甲乙组分混合在一起，用搅拌器搅拌均匀后即可使用。灌浆材料配制后宜在二个小时内用完，故配制材料以一次性用量为宜。(2)启灌之前，先接通管道，打开所有灌浆嘴上阀门，用气压为0.2MPa以上的压缩空气将管道及裂缝吹干净。灌浆顺序自上而下，由一端向另一端依次连续进行。灌浆压力以0.2～0.4MPa为宜，压力逐渐升高，防止骤然加压使裂缝扩大。6、灌注操作程序(1)接通管道；(2)将配制好的胶浆注入灌浆罐；(3)打开储气瓶阀门，调节压力；(4)打开灌浆罐通向灌浆嘴的阀门；(5)待相邻灌浆嘴冒浆后关闭此嘴的阀门，以下依次进行；(6)当出浆率小于0.1L/min时，持压5～10min后，即可停止该缝的压浆，关闭压浆嘴阀门。进行灌浆封闭的缝要进行取芯抽样或开孔内窥镜检查，以保证灌浆封闭质量。7、宽度小于0.10mm的裂缝进行封闭处理对于宽度小于0.10mm的裂缝，无论其裂缝大小，在进行裂缝的灌浆过程时，一并封闭，不需要做处理。对外表颜色较深的原封缝物均要清除干净，重新采用107胶或801建筑胶水泥浆(混白水泥)刮抹，要求颜色与原混凝土表面颜色相近，外观平整。对于裂缝较多，布置工作面的现场，采用气泵-灌浆罐进行灌浆。对于裂缝不多，或工作面较小的情况下，采用便携式灌浆泵进行灌浆。四、裂缝的防范措施1、合理的配筋墙体的配筋尽量考虑到小而密，一般来说，墙体的水平和立筋均按100mm间距布置较为合理，其钢筋截面大小根据计算而定，另外对于50mm厚的钢筋保护层，有条件的可在其内加设一层细铁丝网，这样裂缝发生的可能性会大大降低。2、合理安排施工段尽量根据规范要求留设后浇带，混凝土的收缩大部分集中在初期，如留设后浇带，墙体两边可自由收缩，裂缝产生的可能性减少，混凝土大部分收缩完成后，再进行后浇带封闭。另外施工时可采取跳段施工的方法进行混凝土浇筑，这样可以避免后浇带施工，建议每段施工20m左右。3、完善混凝土配合比（1）优先采用水化热低的水泥。（2）采用配好的硬质岩石、碎石。（3）采用粗砂，含泥量少。（4）掺入适当的粉煤灰和膨胀剂，都可以降低混凝土的水化热，粉煤灰能加强混凝土的和易性和可泵性，膨胀剂能补偿混凝土的收缩。（5）延长混凝土的初凝时间，防止混凝土水化热初期集中出现，因混凝土初期强度低易出现裂缝，如将水化热推迟出现和延期出现，会减少裂缝。（6）在混凝土满足泵送的前提下，尽可能减少混凝