某超长地下室墙体裂缝成因分析与防治技术

王 俊， 孔亚美

(许昌学院 土木工程学院，河南许昌 461000)

某超长地下室墙体裂缝成因分析与防治技术

王 俊， 孔亚美

(许昌学院 土木工程学院，河南许昌 461000)

某超长地下室墙体一期施工后出现大量裂缝，从设计角度和施工方案方面分析了裂缝成因，就后浇带设置间距、地下室墙体的配筋方式、混凝土骨料选择及施工组织等方面提出了改进建议，并在地下室墙体二期及后续施工时采用改进方案实施，裂缝数量及宽度得到明显控制.对墙体裂缝采用反应粘技术进行处理，经试水及后期使用检验，表明裂缝处理效果良好，满足了地下室的使用性能.

超长地下室；墙体裂缝；成因分析；防治技术

1 工程概况

某三甲医院地下室为150 m×169.6 m，总建筑面积143 858 m2，自然地面下埋深约5.7 m.纵向两道沉降后浇带将整个建筑物划分成三个施工区域，分别是病房楼、门诊楼、医技楼区段.一区地下室部分为超大型停车场，二区、三区部分为医院特殊防辐射构筑物，如伽马刀室等.病房楼高25层，总高度为98.35 m，门诊楼、医技楼部分分别为5层，高度为21.2 m.横向两道伸缩后浇带将三个区域划分成9个施工段，地下室总体平面图如图1所示，一区段病房楼区域主楼及地下室平面分布如图2所示.

图1 地下室总体平面图

图2 一区段地下室平面图

一区地下室施工完成后，地下室墙体拆模时发现墙体表面出现大量裂缝，裂缝间距及数量远超施工预期.本文结合现场裂缝情况，从设计、施工方面分析了裂缝成因，并在二区、三区施工时对墙体配筋及混凝土材料选配方案进行了改进，结果表明调整方案后墙体裂缝有明显改善.对一区已经出现的大量密集裂缝进行了观测，待裂缝发展稳定后采用反应粘技术进行处理，经过试水及后期使用检验，表明裂缝处理效果良好，能满足地下室的使用性能.可供类似工程参考.

2 裂缝成因分析与工程应用

2.1 裂缝情况

一区地下室墙体拆体模后发现大量裂缝，地下一层裂缝达50多条，裂缝方向基本呈垂直分布，裂缝间距约3～7 m不等.裂缝长度从距地面400 mm至板底约600 mm，全长3.5 m左右；裂缝宽度采用40倍带光源读数显微镜观测大部分在0.1～0.3 mm之间，局部裂缝达0.45 mm，少量裂缝贯通外墙.墙体裂缝分布现场图及示意图如图3所示.

图3 墙体裂缝图及处理后现场图注：左为现场图；中为示意图；右为处理后现场图.

2.2 裂缝成因分析

地下室墙体裂缝大多是由温度应力引起的，或是早期干缩及由于拆模后未能及时回填而造成的后期干缩而引起裂缝[1].本工程裂缝数量属于非常规情况，根据墙体配筋、混凝土材料、施工时气候条件及裂缝的分布区域、裂缝方向、后期发展情况进行了现场勘察分析.由于裂缝出现较早，即在混凝土浇灌初凝后不久就发生，属于早期裂缝，它的出现与基础沉降、上部荷载均无关.调研结果表明，裂缝主要是由于墙体混凝土所受拉应力过大，而墙体配筋方式及混凝土骨料选择方面也会产生以上问题，具体原因包括以下几个方面.

2.2.1 设计方面

(1)后浇带间距.建筑物设计时应考虑建设方对建筑物的具体要求，未设置伸缩缝.《高层建筑混凝土结构技术规程》指出，当地下室长度超过伸缩缝最大间距时，可每隔30～40 m设置贯通顶板、顶部及墙板的施工后浇带.从图1中看出，本案例的后浇带间距均远大于规范要求.

(2)后浇带处钢筋施工要求.伸缩后浇带主要是为了解决大体积混凝土和超长结构收缩变形而设置的.它的作用在于减少混凝土收缩应力，但不能减少温度应力，提高对温度应力的耐受能力.工程中关于温度后浇带处钢筋的处理方法有两种：一是钢筋不断，但须弯折；二是钢筋断开，然后搭接，以便两部分混凝土各自收缩.而本工程中后浇带处的钢筋未有采取应有措施.

(3)地下室墙体配筋.地下室外墙墙体配筋竖向为直径16的三级钢，间距为150 mm；水平方向直径12的三级钢，间距为150 mm；暗柱间距为8.4 m.为了提高暗柱对混凝土温度应力的约束，以及提高内部配筋对混凝土收缩裂缝的控制，可对竖向钢筋和暗柱间距均可以作出相应调整改进.

2.2.2 施工方面

(1)施工期为秋季，地下室外墙为350 mm厚C40防水砼，墙体厚、混凝土强度高、水泥用量大、昼夜温差大、拆模早等均会造成温度应力过大或干缩裂缝加剧.

(2)混凝土强度在评定时，采用的是28 d强度作为评定标准，粉煤灰掺量相对较少，是造成水泥水化热过大的根本原因.从现场抽调混凝土配合比及商品混凝土供应厂家现场踏勘来看，发现所采用的石子粒径过小[5,6].

3 裂缝预控与处理

3.1 后续工程裂缝控制方案调整

根据上述所分析的原因，在该工程二区、三区的地下室墙体施工时进行如下改进.

(1)对后浇带处的底板及墙体钢筋采用折线型通过，并同时要求底板部位每隔一根钢筋增加了一根加强筋，加强筋长度为伸缩缝宽度加两倍的有效锚固长度.

(2)墙体配筋进行了代换处理，将原先的直径16间距150 mm的钢筋按等级别代换为直径12间距为110 mm.

(3)对地下室部分混凝土配合比进行调整，将原先28 d强度作为评定标准的配合比调整为60 d强度评定标准的配合比(表1)，降低了混凝土中水泥用量，有效控制了水泥水化热，降低温度应力的影响，并可有效降低成本.

(4)对混凝土中粗骨料粒径12～16 mm调整至20～22 mm规格.

将以上措施在二区、三区的地下室墙体中应用结果表明，地下室墙体裂缝数量明显减少，二区、三区的裂缝数量基本符合正常预期情况.表明改进方案合理有效.

表1 C40 P6混凝土配合比 (kg/m3)

3.2 已有墙体裂缝处理方案

一区地下室裂缝经过观察，后期裂缝开展不大，待裂缝发展稳定后，在地下室外围回填土之前，对裂缝进行处理.裂缝处理时采用的是CPS反应粘技术(Chemical Bonding and Physical Crosslinking Synergism，简称CPS).这种技术可使防水卷材与水泥凝胶或现浇混凝土发生化学交联与物理卯榫的协同作用，同步反应粘结到混凝土基层上，长在混凝土上，形成一层牢固不可逆的界面反应密封层(类似涂料层)，起到涂料和卷材防水的双重功效，杜绝窜水现象发生，实现金方位密封可靠的防水效果.

施工工艺为：基层清理、修补、润湿→节点密封、附加增强层→配制水泥素浆→弹线试铺→撕开卷材底部隔离纸→刮涂水泥素浆→卷材铺贴(滚铺法、抬铺法)→辊压排气→卷材搭接、收头密封→成品养护及保护→检查修补→质量验收[7-9].

4 结论

(1)地下室墙体裂缝对其后期使用性能影响很大，影响因素众多，设计工作者应从配筋、后浇带间距控制等方面切实做到“防”、“控”结合.

(2)施工中要在骨料选择、后期养护，拆模时间等方面进行优化调整.

(3)由于裂缝处理后将会被隐蔽，采用该技术严格遵照施工工艺要求，施工过程中监理单位、施工单位要切实得到控制，处理完成后及时组织回填，避免墙体长期暴露在大气中.

[1] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2] 中华人民共和国行业标准.高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2002)(2010修订版)[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[3] 李惠强.高层建筑施工技术[M].北京:机械工业出版社,2005.

[4] 王 俊,李荷香.炎热气候条件下筏板基础大体积混凝土防裂分析[J].施工技术,2013,2:41-44.

[5] 董 颇,王 俊.高层建筑施工[M]郑州:黄河水利出版社,2013.

[6] 中华人民共和国国家标准.大体积混凝土施工规范(GB50496-2009)[S].北京:中国计划出版社,2009.

[7] 中华人民共和国国家标准.地下工程防水技术规范(GB50108-2008)[S].北京:中国计划出版社,2008.

[8] 中华人民共和国行业标准.地下工程渗漏治理技术规程(JGJ/T212-2010)[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[9] 中华人民共和国国家标准.地下防水工程质量验收规范(GB50208-2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

责任编辑：卫世乾

Origin Analysis of an Over-length Basement Wall Cracks and Technologies of Prevention and Controlling

WANG Jun， KONG Ya-mei

(SchoolofCivilEngineering,XuchangUniversity,Xuchang461000,China)

A mass of cracks appear after the 1st phase construction of an over-length basement. From the angle of design and construction scheme, the causes of cracks are analyzed. We have put forward improvement suggestions on the set of intervals of post-poured strip, reinforcement methods of basement walls, choosing the concrete aggregate as well as construction organization and the number and width of cracks are obviously controlled after improvement schemes are applied in the 2nd phase and following process of construction. In dealing with wall cracks by taking reactive adhesive technology, the result shows that these cracks are controlled effectively by water test and later use and the use performance of basement is well-met.

over-length basement; wall cracks; cause analysis; prevention and control technology

2014-05-09

河南省高等学校青年骨干教师资助项目(2014GGJS-116)；河南省高等学校重点项目(15A560009)许昌市科技攻关重点项目(2127)

王 俊(1975—)，男，河南光山人，副教授，国家注册管理工程师，博士后，研究方向：混凝土结构基本理论及施工质量控制技术.

1671-9824(2016)02-0115-04

TU375.1

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