地下室底板剪力墙混凝土裂缝的成因防治及处理措施

冯万万

摘要：本文针对高层建筑地下室底板、剪力墙混凝土的裂缝成因进行了内外因素综合分析,提出了防止、大体积、大构件混凝土裂缝的设计与施工的相关技术措施,并对混凝土裂缝的提出了修补处理方法,从而预防大体积、大构件混凝土裂缝的缺陷事前控制。

关键词:大体积、大构件混凝土;裂缝缺陷;预防与修补

中图分类号：TV331文献标识码： A

一、该工程地下室墙体裂缝浅析

1.1 材料分析

1.1.1 掺合料的总掺量过多。该工程地下室墙体设计厚度为400mm,属大厚度混凝土墙体,为了降低水化热,在买不到矿渣水泥的情况下,商品混凝土公司在普通硅酸盐水泥中,掺合了水泥用量的14％的粉煤灰和9％的磨细矿渣。按建设厅关于《住宅工程钢筋混凝土现浇面板裂缝控制技术导则》的通知规定,粉煤灰或矿粉掺量不得大于水泥用量的15％,两者合掺时不得大于水泥用量的20％。从理论上讲,粉煤灰取代部分水泥可以降低水泥的水化热升温,有助于减少混凝土的温度收缩和干燥收缩。但本工程除了掺入粉煤灰之外,还掺入了磨细矿渣,掺合料的总掺量过多。掺合后的标准稠度需水量较大,但保持水分的能力较差,泌水性较大,使混凝土的干缩性增大。

1.1.2 配置C40和C50混凝土的单方水泥用量过大。本工程的C40混凝土,在扣除取代掺合料后的水泥用量还需373d/m3。由于水泥用量多,导致混凝土多余水分增大。混凝土失水后,收缩也加大。

1.1.3 混凝土用水量多。该工程地下室混凝土采用泵送混凝土,坍落度较大为140mm。由于坍落度大,用水量多,其结果也增大了混凝土的收缩,增大了墙体开裂的可能性。

二、设计方面的分析

2.1 钢筋保护层厚度太厚。地下室外墙竖向钢筋设计为Φ20@200,水平筋为Φ16,位置在竖筋的内侧,地

下室外墙外侧竖向钢筋保护层要求为40mm,内侧为20mm,这样从墙体外表面到抗收缩的水平筋的尺寸分别为68mm和48mm,此尺寸为地下层外墙体表面素混凝土的厚度,特别是地下室水池的墙体,其竖向钢筋保护层的厚度要求为50mm,即从墙体表面到抗开裂的水平筋素混凝土厚度达到78mm。造成墙体表面存在着一层厚厚的素混凝土。当混凝土浇注后,水化热在墙体内部和墙体表面由于散热不一样,温度也不一样,内部温度高,表面温度低,形成温度梯度,使混凝土墙体内部产生压应力,表面产生拉应力,拉应力超过混凝土的抗拉强度时,即产生裂缝。裂缝一般是从表面向内部发展,而本工程地下室墙体钢筋保护层太厚,超出混凝土结构设计规范表9.2.1的规定,又没有对保护层采取有效的防裂构造措施,客观上助长了表面收缩裂缝向墙体内部发展,本工程地下剪力墙的裂缝应该与钢筋保护层厚度太厚分不开。

2.2 墙体中水平筋直径和间距大。在一般情况下,对有防裂要求的结构,设计上对钢筋的选用是采用密和小的手法,本工程若采用Φ14@100～150,防裂效果可能更好。

2.3 用后浇带代替伸缩缝。后浇带代替伸缩缝,其间距应符合混凝土结构设计规范表9.1.1的要求。表中规定现浇式地下室墙类结构,室内或土中最大间距为30米,露天为20米。而本工程地下室后浇带的划分原则,只考虑设置在受力和变形最小的部位,即主楼与裙搂交接处。后浇带的间距超过表中的规定距离。该工程地下室面积大,达到7145.8m2。需要等地下结构全部施工完毕,结构验收合格,外墙防水经试水验收合格后,方可回填土方。总之,地下室墙体暴露时间过长,更应该注意伸缩缝的最大间距问题。

三、其它方面的分析

3.1 养护不到位、不及时。现场的施工顺序是先绑扎外墙及内部剪力墙、柱的钢筋、立模板、安装地下顶板、梁的模板、浇筑墙、柱的混凝土,再绑扎顶板、梁（包括外墙的暗梁）的钢筋,验筋后浇筑,浇筑顶板、梁混凝土,待顶板梁的混凝土浇筑12小时后开始进行养护。虽然在绑扎顶板及梁的钢筋时,对内、外墙和柱进行养护,但往往只淋墙柱的顶面,有时也对外墙外侧模板淋一下,但水分很快顺模板流下,对外墙体的混凝土起不到养护作用。等到顶板、梁混凝土浇筑12小时后松开外墙板的对拉螺栓,养护水可以从板顶流向外墙板外侧面,这时最少离外墙体浇筑混凝土的时间已有四天以上,而外墙体的内侧面,由于顶板的立柱、支撑林立,无法养护,该墙体工程施工时的几天气温较高,气温近30℃;该外墙体浇筑混凝土后第十天拆模,对墙体来说,这十天的养护完全不到位,模板拆开后,发现墙体1～2米之间就有一条收缩裂缝,这是侧墙面无养护到位的例证。

四、地下室剪力墙裂缝的综合处理实例

地下室回填土施工前，对地下室剪力墙进行检查并做渗水试验，对发生渗水部位裂缝进行分析，属于一般性裂缝，需进行封堵处理。在迎水面将其标出，以原裂缝为中心线凿成倒八字槽，清除槽口及两旁的疏松物和污垢灰尘，除去表面油污，用高压水冲除浮灰，干燥后用环氧树脂堵漏剂进行封堵处理，然后按设计要求进行涂膜防水层、保护层施工。地下室回填完后，检查未发现有渗漏现象发生。

但回填土施工完不久一次暴雨后，在2#楼地下室剪力墙外墙内侧⑤~⑥轴处发现一处竖向缝渗水现象，位于墙高中部，高度约2m。凿除抹灰层进行检查分析渗漏部位应为原有贯穿性裂缝，可能原先封堵处理不妥、剪力墙迎水面防水局部处理不当或回填时局部防水层被破坏，暴雨后地下水压力增加，地下水经缝隙渗透进来而产生渗漏，须对此部位重新进行封堵处理。此时地下室外侧已回填完毕，无法从外侧进行处理，只能从内侧处理。起先采用抹面堵漏法进行处理，但处理效果不好，几天后再次发生渗水现象。考虑此部位存在一定的水压力，拟采用综合整治法进行处理：先对缝隙进行混合型环氧基树脂注浆封堵，再结合BW遇水膨胀橡胶止水条进行处理，以确保剪力墙不再渗水。剪力墙裂缝处理示意图如图1所示，处理方法如下：

图1剪力墙裂缝处理示意图

（1）凿除该部位抹面堵漏法施工的抹灰层，凿面为宽出裂缝四周约300mm。

（2）采用WEP湿固化型环氧基树脂结构注缝胶进行注浆封堵处理：

①正对渗水裂缝口对钢筋保护层混凝土进行打凿，凿成上窄下宽的倒八字槽型，用钢丝轮清除缝口及缝口两旁的灰尘和污垢；②每隔100mm左右埋设灌浆嘴（一般设置在裂缝交叉、转折、转弯、端部处），出气孔埋在裂缝端部20mm左右，以便观察灌浆效果；③沿缝长用WSS密封材料进行密封，密封厚度2mm左右，宽度100mm，封好的缝表面应光滑、平整，边缘与混凝土紧贴；④待密封胶达到强度后沿缝涂抹一层肥皂水，把中间间隔1m的的注浆孔用螺栓（不宜过长，以不突出墙面5mm为宜）缠生胶带堵住，向未封堵的灌浆嘴通入压缩空气，检查其密封性；⑤从下至上进行灌浆，当出气孔出浆后，再把它作为进浆孔进行灌注，依次进行，下部的进浆孔用缠生胶带的螺栓加以密封，直至整条缝灌完为止。待浆液达到强度后，方可进行拆除、清理。一般的剪力墙裂缝可以用此方法进行封堵处理，效果好、便于施工且较为经济。

（3）注浆法处理完毕后，在缝隙周围距离150mm处，凿出椭圆形（减少止水条安装时转角处设置接头） 宽20mm×深18mm的沟槽。选用 20mm×30mmBW 型止水条，沟槽清理安装前用风机以扫干净沟槽内的各种杂物和灰尘，不宜用水冲洗，如用水冲洗，必须待水凉干后方可安装止水条。粘贴、固定止水条，止水条安装时可将接头部位处理成45°，用厂家提供的专用胶粘结接头缝进行搭接，用水泥钉钉牢；并对松动处用水泥钉固定，水泥钉间距不宜大于150mm。

结语

通过对设计、施工、材料、商品混凝土配制等方面加以重视，可避免常发生于地下室剪力墙混凝土的裂缝问题；而对已发生的地下室剪力墙裂缝从室外迎水面进行处理更简单有效，在地下室回填土施工时，应妥善安排工序并注意文明施工，确保地下室剪力墙外侧已施工完的防水层不被破坏，减少发生渗漏的可能性。当墙体出现裂缝后，应及时分析并进行有效处理问题，才能保证建筑的耐久性与安全性。

参考文献：

[1]建筑施工手册（4版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.[2]GB50108-2008，地下工程防水技术规范.

[3]颜昌文，等.地下室外剪力墙裂缝事故分析与补强[J].广东土木与建筑.2001（01）.