地下室剪力墙温度裂缝的形成、预防及处理措施

■陈 良 ■珠海市成基商品混凝土有限公司，广东 珠海 519000

工程背景:某公司珠海项目总部，该工程地下四层，地上分为办公A、办公B、住宅A、住宅B，地下室剪力墙层高4.2 米、厚400mm、长度200 米、办公宽50 米、住宅宽30 米。办公A47 层，高度200 米，楼顶设有直升机停机坪。地下室混凝土强度等级有C40、C50、C55(C40 为外剪力墙混凝土标号，C50、C55 为承重外墙柱，而防止两承重外墙柱之间混凝土混浇，全部采用同外墙柱混凝土标号浇筑)，地下室底板从2014年6 月份开始浇筑，地下室剪力墙留有1 道施工缝(地下室剪力墙按照施工组织设计方案分为四次施工，每次施工间隔7 天)。为了赶工期，外贴地下室SBS 防水保温材料以及深基坑侧移的影响，提前拆了剪力墙外侧的模板，住宅A 负4 层C55 外墙剪力墙模板第三天拆除，拆除后出现竖向、两端尖中间宽的裂缝，3 -5 米/条，现场用手感触烫手;其他C40 外墙剪力墙的竖向裂缝相对少些。施工单位立即向商品混凝土公司发出整改通知，混凝土公司从控制水化热源入手、施工单位从工艺要求上进行改进，通过整改，地下室负3 层、负2 层、负1 层地下室外墙裂缝得到有效控制。

剪力墙混凝土竖向裂缝的成因。钢筋保护层厚度太厚，地下室外墙竖向钢筋设计Φ20@200，水平筋Φ16@200，位置在竖筋的内侧，地下室外墙外侧竖向钢筋的保护层为40mm，内侧为20mm，这样从外墙表面到抗收缩水平钢筋的尺寸分别为68mm、48mm，此尺寸为地下室外剪力墙墙体表面素混凝土的厚度。外剪力墙混凝土强度等级标号较高，水泥用量大，水泥水化释放热量大，当混凝土浇筑后，水化热在墙体内部和墙体表面散热不一样，内部温度高，表面温度底，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应力时，即产生裂缝。裂缝一般从表面向内部发展，而本工程负四层外剪力墙钢筋保护层太厚，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;另外，混凝土水化过程需要考虑到自身的收缩因素，综上所述因素助长了裂缝向内部发展，形成肉眼能见的贯穿性裂缝。

外墙剪力墙裂缝的危害:对有防水要求的外剪力墙，贯穿性裂缝将会腐蚀剪力墙内部的钢筋，甚至使得地下室产生积水。直接影响到建筑物使用功能，也大大降低了建筑物的耐久性。对此类裂缝应进行加固处理，在后续施工中更应采取相应的技术措施进行预防，有效控制地下室贯穿性裂缝的产生。

裂缝的预防措施有:设计上可采用墙体中水平筋直径和间距大。在一般情况下，对有防裂要的结构，设计上对钢筋的选用宜采用密和小的做法，可采用Φ14@100～150，必要时须征得设计单位的同意，方可进行钢筋等强度、等钢号的代换;材料上可掺加膨胀剂的抗渗混凝土在持续潮湿的地下室环境中能够补偿收缩，一般情况下，膨胀剂6%掺量的混凝土能达到无收缩效果，一般用于钢结构、设备基座等部位;8%掺量的混凝土能起到微膨胀的功能，大多数用于大体积混凝土以及水池剪力墙等部位，10%掺量的混凝土起到膨胀效果，一般用于后浇带、伸缩缝等部位。或者使用纤维混凝土，都能产生一定的抗裂能力，但是必须分清楚，混凝土抗渗标号与抗裂能力之间并没有必然的关系。另外混凝土剪力墙属于薄壁结构，宜从控制混凝土的水化热热源入手，优化混凝土配合比，在保证混凝土结构强度的前提下，降低配合比中的水泥用量或者采用中低热水泥品种生产。工艺构造上可采用后浇带代替伸缩缝，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。另外根据混凝土结构标准要求采取带摸浇湿养护7 天。浇筑混凝土24 小时后松开对拉螺栓，使模板离开墙体3 -5 公分进行洒水浇湿养护。目的避免混凝土表面温差过大而引起竖向裂缝，待温度降到合理范围再拆除模板。

裂缝的处理措施，我司技术员现场观察分析:水池墙体长时间处于地下水位以下，有部分微小裂缝随着混凝土自身游离氧化钙溶于水形成氢氧化钙，当遇到空气中的二氧化碳发生化学反应生成碳酸钙，体积发生微膨胀，堵住微小裂缝，颜色变白。

对于非结构性裂缝或者裂缝较小的裂缝可采用表面处理方法进行处理，对于裂缝宽度较大的裂缝进行压力灌浆处理。

(1)对于0.1mm 以下的裂缝，考虑到在地下水位以下自身愈合能力，不做处理。0.1mm-0.2mm 的裂缝采用裂缝砂浆修补法修补，具体操作如下:

①首先将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或者凿成深度为15 -20mm，宽度为100 -200mm 的V 型槽;②先用钢丝刷刷干净并洒水湿润，再用同标号水泥油涂刷一遍，然后用1:2.5 的同标号水泥砂浆刮涂2 -3 层，总厚度控制在10 -20mm;③修补后加强养护，养护期过后用砂轮打磨;④用白水泥内掺普通水泥调成水泥浆，用油刷刷浆盖面。

(2)压浆法是将裂缝构造成封闭的空腔，预留注浆孔，借助专用压力灌浆设备将灌浆材料压入缝隙并使之填满的方法。

施工工艺流程:灌浆前裂缝处理--埋设灌浆嘴--封缝--灌浆-清理-检查

①灌浆前的裂缝表面处理.清除裂缝表面的灰尘、浮渣、松散物等污物，然后用毛刷簪酒精、丙酮等有机物溶剂，把裂缝两侧30 -50mm处擦洗干净并保持干燥;②埋设灌浆嘴。在裂缝交叉处、较宽处、端部裂缝贯穿处埋设灌浆嘴，埋设间距:短缝300 -500mm，长缝500 -800mm;③埋设时，先在灌浆嘴底部抹一层厚约2mm 的胶泥(现场用结构胶和水泥配置)将灌浆嘴的骑缝粘贴在预定位置上;④结构胶泥封缝。沿裂缝两侧宽度30 -50mm 的范围内抹一层厚度1 -2mm 结构胶泥。抹胶时应防止小孔和气泡，要刮平整，保证封闭可靠;⑤待结构胶泥有一定强度后进行裂缝封闭后压气试漏，检查封闭效果;⑥现场按照不同的浆材配方及配制方法配制灌浆料。浆液一次配制数量，需以浆液的凝固时间以及灌浆速度来确定;⑦灌浆是施工工序关键工序之一，应确保灌浆质量:a.灌浆机具、器具及气管应在灌浆前进行检查，运行正常方可使用。接通管路，打开所有灌浆嘴上的阀门，用压缩空气将裂缝及孔道吹干净;b.根据裂缝区域大小，可采用单孔灌浆或区域灌浆。在一条裂缝上，灌浆可一端向另一端;c.灌浆时应待下一个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀，如此顺序进行，灌浆压力一般采用0.2MPa;⑧待缝内浆液达到初凝时，可以拆下灌浆嘴，用结构胶泥封闭;⑨灌浆结束后应检查灌浆质量，发现缺陷及时补救。

总之，剪力墙温度裂缝对楼层结构影响不大，但对建筑物的使用功能有较大影响，应及时处理。处理完成后尚需对裂缝部位做好记录，定期复查，看裂缝是否继续扩大、灌浆是否饱满，如果裂缝出现扩大应重新分析，重新处理。