浅谈地下室外墙混凝土裂缝的预防与处理

2011-08-15丁凯

山西建筑 2011年26期

丁凯

随着城市建筑业的高速发展，钢筋混凝土的使用已经成了其中一项不可或缺的重要组成部分，然而在钢筋混凝土施工中，混凝土裂缝的问题频频出现，其产生的原因复杂，影响的因素繁多，是施工管理中令人头疼的部分。找出原因，拿出措施，做好裂缝的预防与处理是我们每一位工程建设者所面临的大问题，也是一项责任。首先我们需要对钢筋混凝土裂缝有个全面的了解，严格讲，完全无裂缝的钢筋混凝土结构几乎没有。通过多年的现场管理实践，笔者对钢筋混凝土的裂缝也有了大致的了解，下面以常见的地下室外墙混凝土裂缝为例，分几个方面来简单探讨下这个问题。

1 裂缝情况总结

工程实践中，地下室外墙混凝土的裂缝大多具有如下特点:1)裂缝出现时间早，属于早期裂缝，一般在拆模1 d～2 d后出现，个别在未拆模时便存在，随着混凝土强度增加裂缝出现逐渐稳定，缝宽加大不多，少量裂缝在后期还会受混凝土的“自愈”影响而消失。2)裂缝出现具有规律性，属于垂直于底板的竖向裂缝，多出现在墙的中部，两端较少，或出现在暗柱、壁柱等刚度变化的地方。3)裂缝一般的长度接近墙高，宽度大小不一，多属于0.1mm～0.5mm之间，中间宽，两端受构件约束逐渐变细至消失。4)裂缝大多数属于贯穿性裂缝，少量属于表层裂缝，但是在墙的内外面对应处存在裂缝。

2 裂缝产生的原因

根据地下室外墙混凝土裂缝的现状调查可知，在外墙开裂时结构并未开始承受外界荷载;同时在地下室结构施工时，几乎不存在什么沉降差问题，且沉降引起的开裂为45°斜裂缝;可见引起外墙开裂的主要因素是钢筋混凝土的收缩变形。

对于地下室混凝土外墙而言，凝缩变形、冷缩变形、碳化收缩变形及混凝土自身收缩变形等与混凝土的干燥收缩变形对外墙收缩开裂的影响相比，都是次要的因素，可不必考虑。地下室钢筋混凝土外墙开裂主要是由于混凝土在干燥收缩时受到钢筋、边界等约束后拉裂而产生的。因为混凝土在不受约束的状态下自由收缩是不会导致开裂的，而一旦受到约束，情况就不一样了。地下室外墙混凝土要收缩变形，而外墙的水平钢筋、边界条件却约束限制混凝土的收缩，特别是边界条件，施工中一般都采用每层地下室外墙一次性不间断浇筑完毕，这样浇筑后的外墙便形成了一个四边或多边形的闭合箍，对混凝土水平方向的收缩产生了巨大的约束，在混凝土中产生较大的拉应力，而此时混凝土抗拉强度较小，当约束拉应力大于混凝土抗拉强度时，就会引起混凝土的开裂。混凝土干燥收缩量越大，产生裂缝就越容易。

3 裂缝的预防

1)设计方面。首先，应该合理设置建筑物的平面布置，减少约束度以及合理设置后浇带，减少变形约束，这样可以有效释放混凝土的早期应力应变，减少开裂的机会。GB 50010-2002混凝土设计规范中规定:现浇钢筋混凝土地下室墙伸缩缝最大间距为20 m(露天)～30 m(室内或土中)。但实际工程中地下室墙常超过此规定，后浇带的设置受建筑物的影响大多考虑主次楼的沉降差，而并未考虑地下室长墙的开裂问题。其次，要合理设计混凝土的强度等级，因为随着混凝土的抗压强度提高，抗拉强度的提高却很有限，即拉压比降低，尤其是混凝土的极限拉伸强度几乎不随着抗压强度的提高而提高;但高强混凝土的塑性收缩大，温度收缩和自身收缩更大，特别是在高强预拌泵送混凝土对流动性及和易性的要求下，坍落度大、水泥用量多、水灰比大、砂率增多、骨料粒径减小等等导致高强混凝土收缩率及水化热更大，更加容易开裂;再次，不可忽视构造设置，设置抗裂钢筋的作用是非常明显的，布置“细密筋”的抗裂钢筋、增加钢丝网片等能够有效分散应力集中现象，提高抗拉性能。通过合理布置构造钢筋、提高配筋率、保证钢筋保护层的合理厚度等构造措施可以提高混凝土的抗拉强度和极限拉伸，减少开裂现象。

2)材料方面。实践表面，由于材料使用不当导致混凝土不良性状的出现会加剧混凝土的收缩，所以在材料的选用上要注意以下几方面:a.避免粗细集料含泥量过大，这会降低混凝土的抗拉性能。b.注意泵送混凝土的使用，地下室等大体积混凝土多采用泵送混凝土，为了保证混凝土的可泵性，工程中一般选用较小粒径的粗骨料，或减少粗骨料的用量，增大砂率，粗骨料用量的减少和粗骨料粒径的减小，会使混凝土的体积稳定性下降，不稳定性变大，从而增大了混凝土收缩。c.慎用高强混凝土，因为随着高强混凝土的应用，水泥的等级要求变高，细度越细，水泥用量越大，用水量增加，水灰比大等导致收缩及水化热增加，同时降低了抗拉强度，混凝土的开裂变形也就越大。d.注意水泥品种的选用，水泥品种对混凝土的收缩影响较大，一般认为矿渣硅酸盐水泥、快硬水泥等收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。e.注意混凝土外加剂、掺合料的选择及用量，外加剂及掺合料种类繁多，大多数只有强度指标，缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料，一些外加剂严重增加收缩变形，有的甚至降低耐久性。

3)施工方面。因为施工不当导致混凝土开裂的情况屡见不鲜，在工程管理中，笔者经常发现在相同的情况下，混凝土开裂的程度却完全不同，这是由于混凝土的“非均质性”对抗拉性能极其敏感。因此，强调认真施工，做好各项技术措施对减少混凝土开裂是十分必要的。a.应在早晚或夜间浇灌混凝土，避免高温入模，减少温差。b.浇筑混凝土前应充分湿润模板，防止混凝土表面水分被模板吸收且得不到补充，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。c.尽量避免混凝土因水分散失而引起的体积收缩变形，混凝土中的水和周围的空气处于某一平衡状态，如果周围介质空气的状态发生变化，如温度降低或温度升高，混凝土就会发生干燥收缩。特别是坍落度大的混凝土含水率就大，易引起失水收缩产生裂缝。d.避免模板拆除过早，地下室墙体表面积较大，过早拆模容易导致表面水分丧失过快和降温过快。模板在混凝土终凝后一定的时间内可以起到很好的保温保湿的作用，适当延长拆模时间，有利于混凝土的强度和裂缝的控制。有些地区习惯浇灌混凝土后24 h就拆模并进行浇水养护，这种做法不仅达不到保温作用，而且浇水导致更大的温差，更不利于裂缝的控制，应当建议拆模时间延长至7 d。e.加强混凝土的养护工作，养护工作应尽早进行，并适当延长，但不宜过早采取松模浇水的做法，以免加剧温差。在可能的情况下全面覆盖塑料薄膜，保持养护期混凝土表面始终湿润。

4 裂缝的处理

对于裂缝的处理应首先确认裂缝性质，对裂缝的出现时间、发展情况、位置以及裂缝的长度、宽度、深度、数量等应有详细认真的记录，在裂缝稳定的情况下再进行处理。对于地下室裂缝的处理宜优先在迎水面进行处理，在防水施工前做好防水加强层及空铺处理。在工程实践中，对于一般的收缩裂缝，以下几种处理方法可以取得较好的效果:

1)表面处理法。包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，未贯穿、深度未达到钢筋表面的裂缝，不漏水或开裂已经稳定的裂缝。表面贴补法(土工模或其他防水片)适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

2)填充法。用修补材料(一般使用环氧树脂)直接填充裂缝，常常用来修补较宽的裂缝(≥0.4mm)。当宽度小于0.4mm且深度较浅的裂缝;或是裂缝中有杂物，用灌浆法很难达到效果的裂缝，以及个别裂缝的简易处理可采取开V形槽，然后作填充处理。

3)灌浆法。分高压注入和低压注入两种方式，此法应用范围广，对混凝土的细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

4)加固补强法。加固补强法与一般的裂缝处理不一样，要求恢复建筑物因裂缝而导致承载力降低的情况，除封闭裂缝外还对结构进行加强，应有详细的施工设计、措施，采取恰当的方法进行处理，包括粘钢法、预应力法、断面补强法等。