地下室外墙及楼板早期裂缝产生的原因及处理措施

卢 刚

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030006)



地下室外墙及楼板早期裂缝产生的原因及处理措施

卢 刚

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030006)

探讨了混凝土温度应力对裂缝的影响，结合某地下室外墙与楼板裂缝的产生形式，分析了裂缝发展的原因及机理，提出了预防裂缝产生和已有裂缝的处理方法，从而降低裂缝产生的概率。

混凝土，表面裂缝，温度应力，地下室外墙

0 引言

随着人们生活水平的不断提高，建筑工程领域对建筑施工质量的要求也不断提高。混凝土浇筑完毕后易在混凝土表面或内部产生裂缝，其表面裂缝影响外观质量及混凝土构件的耐久性，内部裂缝影响混凝土构件的承载力，如何能避免或减少表面裂缝及内部裂缝的产生及发展，是建筑工程施工人员关心的话题。混凝土浇筑完毕后，由于受自身水化反应影响及外界环境温度影响，易使混凝土构件产生膨胀或收缩，当混凝土材料所受的温度应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土构件易在受力较为薄弱或截面较小位置开裂，从而产生相应的温度裂缝及收缩裂缝。

当所浇筑的混凝土构件长度越长时，混凝土产生的温度及收缩应力也越大，从而产生开裂的概率也越大。但在浇筑跨度较大的构件或长度较长的构件时，不能在构件中部设置伸缩缝，而为达到温度应力及收缩应力的释放，需采用后浇带的方法，将上述应力进行释放。在混凝土结构中使用后浇带的临时释放应力的方法，可避免结构中出现永久性分隔缝的现象。但在部分工程实例中，由于混凝土拌合物的早期应力过大，尽管设置后浇带，但由于后浇带的位置设置的不当，从而造成在混凝土构件中依然存在温度应力的现象。因此本文结合相关的工程案例及温度应力下混凝土构件开裂的理论结合进行分析，并研究处理类似温度裂缝的相应方法。

1 工程概况

某工程为地下1层、地上32层的框剪结构办公综合楼，建筑总高度约为83 m。该楼地下1层层高6.2 m，地下1层外墙为混凝土剪力墙，东西向长约180 m，南北向长约20 m，混凝土强度等级为C40P6抗渗混凝土。设计图纸中，该楼地下1层位置共有一条后浇带及两条施工缝，施工时均为按图施工。地下1层混凝土外墙浇筑时间为2014年8月～9月，浇筑时使用连续浇筑法进行浇筑施工，浇筑完成后对其进行正常养护。浇筑完成一周后进行拆模，自9月15日至9月20日左右，该楼所浇筑的混凝土外墙及楼板等部位开始出现裂缝，且裂缝数量逐渐增多，多数剪力墙及楼板的自然轴线间距内的裂缝数量从两条左右发展至十条左右，裂缝发展后的最大宽度约为0.2 mm，裂缝的发展形态多数为中间宽、上下窄。

2 裂缝发展原因分析

施工项目部了解到该楼出现的情况后，随即委托第三方检测机构对地下1层外墙中出现的裂缝进行原因分析检测，得到裂缝产生的因素及原因。

2.1 开裂因素

1)浇筑混凝土时正值夏季，白天温度较高，且剪力墙模板受温度及日晒影响，导致混凝土入模温度较高，且浇筑时施工方也并未对混凝土及模板进行降温处理；

2)浇筑时所使用的混凝土强度等级为C40，混凝土中的水灰比较小，且运输过程中由于室外温度较高，混凝土拌合物中的水分散失严重，导致混凝土拌合物中的水灰比进一步减小，导致混凝土内产生的水化热更大；

3)施工方对剪力墙浇筑完成后随即对混凝土梁板进行浇筑，导致地下1层内部形成一个封闭的独立空间，日晒所产生的高温及混凝土自身水化热的扩散，导致室内热量向外散失较慢；

4)尽管养护时，施工方分配专人对所浇筑的混凝土进行浇水养护，但由于室外温度及日晒时间较长，混凝土表面的水分散失较快，因此不能保证混凝土构件的多数表面在养护期间长时间处于潮湿状态。

2.2 开裂原因及机理分析

王铁梦的研究得到混凝土任意时间的收缩应变与时间及其他因素的关系如下：

εy(t)=3.24×10-4·M1·M2…Mn·(1-e-bt)。

其中，εy(t)为任意时间下的应变值；t为浇筑后时间，d；b为经验系数，一般情况时取值为0.01，养护条件较差时为0.03；M1·M2…Mn为非标准条件下的修正系数。

经过计算，得到该地下室混凝土浇筑后第25天时的收缩应变值为1.64×10-4，收缩当量温差通过计算为16.4 ℃。混凝土的绝热升温可通过Tmax=WQ0(1-e-mt)/Cγ计算得到。一般情况下，混凝土内部的水化热产生量最大的时间为混凝土浇筑后3 d，因此此时的Tmax=35.8 ℃。混凝土浇筑完成后，构件两侧的水化热散失较快，而混凝土中部的水化热散失速度较慢，此时混凝土构件内的水化热分布状态呈抛物线形，混凝土构件内外温差值达14 ℃，小于混凝土的绝热升温的温差。根据调查得到，该批次混凝土浇筑时的室外温度为25 ℃，出现裂缝时当天的室外温度为17 ℃，外界温度相对降低了8 ℃。混凝土的综合温差为室内外温差与收缩当量温差及均匀温差的累加而得到，根据计算得到该地下室外墙中的综合温差为37.4 ℃。

3 处理方法

由于这些裂缝属于温度变形裂缝，且多数为表面裂缝，若不对其进行处理易导致混凝土内部钢筋提前锈蚀，不能起到良好保护层的作用，影响混凝土构件乃至混凝土结构的耐久性能。因此鉴于上述机理，第三方检测单位与相应的加固处理公司为此类裂缝提供了相应的处理方法[2-4]：

1)由于地下室外墙中出现的温度应力裂缝数量较多，因此宜采用新型双组分溶剂型聚氨酯防水涂料在地下室外墙的内外侧进行涂刷，避免水分进入混凝土内部影响混凝土构件的耐久性；

2)对地下室外墙及楼板开裂处粘贴150mm宽涤纶布条，粘贴完毕后在涤纶布条表面及接缝处继续涂抹聚氨酯防水涂料进行加强处理；

3)对墙板的施工缝位置如第二条所述粘贴300mm宽的涤纶布条，并对其表面涂抹聚氨酯防水涂料，做相应的加强处理；

4)对地下室外墙中支模时留下的穿墙螺栓孔，使用100mm×100mm宽的涤纶布条进行上述加强处理；

5)针对墙板中裂缝宽度大于0.2mm的裂缝进行开凿填缝处理，开凿宽度约20mm，开凿深度约15mm，使用环氧树脂砂浆进行填补密封，填补后依然采用150mm宽的涤纶布条进行相应的加强处理。

自该楼2015年建成后使用至今，地下1层外墙及楼板裂缝并未继续发展，且未再出现新裂缝，也并未出现漏水现象，证明上述处理有效。

4 预防措施

地下室外墙中往往设置附墙柱，因此在对该部位进行施工时，预留后浇带会增加施工的难度及防水的效果。后浇带一般用于具有较大的柔性水平柱的框架结构中，而针对具有防水功能的地下室外墙则不适用。

公式σmax=-Eat证明：混凝土构件中的最大应力与构件长度无关，因此最大应力与混凝土构件的伸缩缝间长度也无关。本工程直接的验证了该公式的正确性，说明混凝土构件中的最大应力与约束有关，而本工程中的附墙柱与基础底板的连接属于刚性约束，且接近于理想约束，以至于地下室外墙出现大量的收缩裂缝。因此附墙柱的应用，不仅不能阻止裂缝的产生及发展，相反会产生大量的收缩裂缝。细微裂缝的产生，不会对构件的耐久性、防水性及承载力造成影响，相反还起到了应力释放的效果，使之使用期间处于稳定状态。

对地下室进行混凝土浇筑施工时，往往是通过一体式进行浇筑，造成地下室成为相对独立的密闭空间。浇筑完混凝土后，地下室内混凝土的水化热及相对湿度散失较慢，且远高于室外的混凝土，易导致地下室内部混凝土表面出现收缩裂缝，待室内外温差较大时，又使表面收缩裂缝变为贯穿裂缝。因此当条件允许时，宜将地下室外墙与楼板分别进行浇筑，相对减少地下室混凝土内部水化热的产生量，减小裂缝产生的概率。或采取相应的通风措施，将地下室内部的热量与水蒸气进行抽排，达到降低室内温度及湿度的效果。

高温下浇筑混凝土所产生的裂缝概率远高于低温下浇筑，因此当夏季进行混凝土浇筑施工时，宜将浇筑时间设定为夜间施工，以减小因相对温差比较大而导致混凝土表面产生收缩裂缝的概率。

5 结语

通过对某工程中地下室外墙及楼板中出现的裂缝原因及机理进行分析，得到对此类裂缝的处理措施，并提出减小此类裂缝产生的概率的具体措施及原因，为以后地下室混凝土工程施工提供相应的技术参考。

[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] 兰碧清.地下室底板大体积混凝土温度裂缝控制[J].广东建材,2017(1):35-37.

[3] 郭进平.超长混凝土结构温度裂缝及控制技术[J].工程建设与设计,2016(17):146-147,150.

[4] 陈雅静.大体积混凝土温度裂缝产生的原因及控制措施探讨[J].科技创新导报,2016(17):25-26.

Causes and treatment measures of early cracks in basement wall and floor

Lu Gang

(ShanxiSijianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The paper explores the influence of the concrete temperature stress on cracks, analyzes the reasons and mechanism for the crack development by combining with the formation of the cracks on external walls and floors of some basement, and points out the treatment to prevent the cracks and the development of the existing crack joints, so as to lower the changes of the cracks.

concrete, surface crack, temperature stress, external walls of basement

1009-6825(2017)14-0089-03

2017-03-06

卢 刚(1978- )，男，工程师

TU755.7

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