某高层住宅地下室剪力墙早期裂缝鉴定与处理

陈振伟

(江阴市建筑设计研究院有限公司，江苏无锡 214400)

混凝土是脆性材料，由于成型缺陷、气温变化、温度应力、外荷载作用以及化学腐蚀等很容易产生裂缝。裂缝使混凝土结构的刚性和强度降低、外观损伤并影响耐久性。由于开裂，加剧混凝土碳化，导致钢筋锈蚀、体积膨胀及有害物质侵蚀的情形也不少。已有研究及工程实践表明:剪力墙出现裂缝的概率很高，直接控制裂缝较难。因此，探讨裂缝的产生原因，进而提出相应的抗裂和提高耐久性的措施，在工程实际中具有现实意义。

1 工程概况

某市人才公寓楼是一地上18层、地下1层的剪力墙结构，建筑面积为6 830．9 m2;该地下室墙厚300，底板厚180，墙长不等，层高为2．7 m，标准层层高为2．9 m，建筑物最高高度为57．95 m。剪力墙分布平面图如图1所示。地下1层剪力墙混凝土强度等级为C45，防水等级P6，垂直分布筋为10@200，水平分布筋为10@200。

图1 剪力墙分布平面图

地下室的剪力墙施工严格按照设计和施工规范要求进行浇筑混凝土。施工时为夏季，气温较高，没有采取特别措施对混凝土剪力墙进行养护。

2 裂缝产生的现状、位置

2．1 裂缝的发现

2012年6月6日，开始施工地下室剪力墙，浇筑混凝土时气温在21℃ ～27℃，有小雨。浇筑混凝土至首层梁底，终凝后1 d拆模，拆模2 d后出现竖向裂缝，典型裂缝如图2所示。

图2 典型裂缝示意图

2．2 裂缝分布特点

经现场检查，地下室周边剪力墙裂缝特征汇总如下:

剪力墙裂缝数量较多，裂缝多呈直线形，周边外墙上大约每6 m～8 m，出现竖向微型裂缝现象。且裂缝长度长短不一，少数裂缝断续，多数裂缝贯穿至墙底，呈竖直走向;从墙面骑缝钻取芯样看，裂缝形态为中间粗上下两端细，并逐渐消失。墙面最大裂缝宽度约0．26 mm。

3 施工质量评定

3．1 混凝土强度检测

本次我院共抽取15个构件，每个构件钻取2个芯样，共钻取30个芯样进行混凝土抗压强度检测。检测结果表明，15个剪力墙构件混凝土抗压强度代表值均大于45 MPa(混凝土设计强度等级为C45)。

3．2剪力墙配筋

本次我院共随机抽取15个构件，采用钢筋探测仪对剪力墙构件的配筋间距和钢筋直径规格进行抽样检测。检测结果表明，剪力墙钢筋配置符合设计图纸要求。

3．3 混凝土中f-CaO对混凝土质量影响检测

1)现场检查。

现场检查了水泥生产厂家、进货日期、批号及数量;了解查明混凝土的浇筑日期及部位;检查裂缝、脱皮、疏松等现象。

2)构件抽样及加工。

从上述被抽取的构件中，从中选取6个构件，将每个构件中钻取的2个混凝土芯样分别加工成2个厚度为10 mm薄片试件和2个高径比为1．0的芯样试件。芯样加工质量符合CECS03技术要求。

3)试样检测。

主要有薄片煮沸和芯样试件检测。计算芯样试件强度变化的百分率。

本次所检沸煮薄片和芯样试件外观无明显变化，结合沸煮前后芯样试件抗压强度变化情况，未发现f-CaO对混凝土质量有影响。

4 裂缝产生的原因分析

根据我院对该工程的设计、施工资料的核查和现场检查、检测结果，裂缝产生的原因汇总如下。

4．1 材料方面

我院主要从混凝土的配合比、强度等级、骨料质量做了大量的分析，发现:由于该混凝土中水泥用量较大，再加上粉煤灰，则每立方米混凝土中粉料用量接近500 kg。因此，水泥水化放热量大，容易形成收缩和早期裂缝。

4．2 施工措施方面

施工措施主要包括混凝土搅拌质量和混凝土养护质量两个方面。搅拌过程中，混凝土的实际用水量很难符合配合比的要求。另外，施工中当遇到泵送阻力较大，网筋较密及浇筑施工较慢时，随意加水现象时有发生。尤其在开始泵送和即将结束泵送时，为了保证顺利泵送及清洗混凝土泵，都要大量加水，使泵出的浆体或混凝土中的含水量大大超标。如果没有良好的保温、保湿措施以至降温降湿过快，混凝土中的应力来不及松弛，同样在早期会因混凝土表面裂缝向构件纵深发展而产生贯穿性裂缝。

4．3 结构抗裂措施的实施

设计中要求采用缩小配筋间距到150 mm，掺膨胀剂、抗裂纤维的防治方法;经现场调查，实际施工中未掺膨胀剂、抗裂纤维。

4．4 设计及其他方面

设计人员对泵送混凝土的性能考虑不够，对墙体只考虑结构强度的要求，一般不作抗裂验算。只是套用现行规范进行设计，而忽略了泵送混凝土在硬化过程中的收缩率和徐变较大的特点。水平向的钢筋间距设计偏大，如果将间距改为100 mm后，则墙体裂缝会大量减少或没有裂缝。

同时，我们需要考虑混凝土筏板对墙体的极大约束。施工时，筏板基础先施工，待浇筑墙体混凝土时，厚大的基础筏板混凝土已浇筑一个多月，因此墙体下部混凝土的收缩，受到了收缩已基本完成的混凝土筏板的极大约束，这样就容易在墙体中出现与水平方向约成45°的拉应力，随着收缩的发展，其拉应力逐渐加大，当超过其抗拉强度时，就会造成混凝土开裂。

5 处理建议

该工程剪力墙的裂缝，主要为温度变化导致混凝土收缩所致，裂缝宽度除个别较宽外，均在0．3 mm和0．3 mm以下，虽不会危及结构安全，但大多数属于贯穿性裂缝，将影响结构的正常使用和耐久性，因此应进行处理。

1)对剪力墙裂缝进行持续观察，如后续不再发展，进行表面封闭处理;如后续继续发展，需要进行加固处理，常规处理方法一般是用环氧树脂浆液进行表面封缝或者用开V形槽灌微膨胀水泥浆液修补，但二者均属于脆性材料，当混凝土收缩时，修补表面易出现裂纹，从而出现渗水现象，导致修补失败。为此选用结晶型防水材料进行裂缝加固处理。

2)对后续剪力墙混凝土施工，建议适当调整配合比，减少混凝土收缩率，加强混凝土拆模后的养护措施。

3)按照设计图纸要求，对地下室顶板、剪力墙参加膨胀剂和抗裂纤维，减少混凝土收缩裂缝。

6 结语

1)严把材料关，尽管现在都使用商品混凝土。从多起的裂缝事故中可以看出，一般不用早强水泥，选用不加任何掺合料的普通水泥或硅酸盐水泥为宜。

2)对收缩较大的现浇混凝土长墙而言，采用适当的混凝土强度等级，配置适当而合理的构造钢筋;施工前按所采用的水泥品种及外加剂种类修改按常规编制的混凝土施工技术方案及养护模式;浇筑混凝土时，应振捣密实而不过振或漏振，进行合理的二次抹压，根据施工当时的温湿度及日照状况实时覆盖，确保混凝土处于湿润状态，避免阳光直射，确保足够的浇水养护至关重要。

3)希望设计人员应根据现场的实际情况提出合理的防裂措施。

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