明珠花園綜合樓工程地下室外墻裂縫及預(yù)防與控制措施

1、.明珠花園綜合樓工程地下室外墻裂縫的預(yù)防與控制措施秦文俊 郭慶華江蘇正太建設(shè)集團(tuán)股份有限公司摘 要 針對(duì)地下室側(cè)墻裂縫的的原因、影響、提出了預(yù)防及修補(bǔ)措施關(guān)鍵詞 混凝土 裂縫 預(yù)防 修補(bǔ)明珠花園綜合樓工程，北臨珠江路，南靠秦淮河，為一裙兩塔結(jié)構(gòu)，地下二層，裙房五層，塔樓十六層，總建筑面積21000平方米。地下室為人防工程，裙房用作電腦商場(chǎng)，塔樓為小型辦公用房（亦可作住宅）。01、02兩座塔樓沿裙房中間軸線對(duì)稱布置，裙房平面范圍為60200×27200mm，每個(gè)塔樓平面為25100×20800mm，兩塔樓相距10000mm。地下室外墻砼強(qiáng)度等級(jí)為C40，防水等級(jí)為S8，地下室

2、外墻厚度為350mm。在以往的地下室外墻砼施工過(guò)程中，我們?cè)诓鸪０搴蟀l(fā)現(xiàn)砼外墻隨著時(shí)間的推移，不斷出現(xiàn)不同數(shù)量、不同程度的豎向裂縫，早期裂縫一般出現(xiàn)在一個(gè)月內(nèi)，中期裂縫約在六個(gè)月內(nèi)，其中有些裂縫導(dǎo)致了砼外墻滲水，因此，如何控制裂縫也是地下室外墻砼施工的一個(gè)重要問(wèn)題。1、砼裂縫產(chǎn)生的原因1.1裂縫的特征經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察，我們發(fā)現(xiàn)地下室外墻裂縫主要位于：外墻轉(zhuǎn)角、兩柱的中間部位、墻柱結(jié)合部，而且?guī)缀跞珵樨Q向裂縫。1.2裂縫產(chǎn)生的原因在地下室施工期間，幾乎不存在什么沉降裂縫，而且沉降裂縫一般是45度方向的裂縫，因此，引起外墻開裂的主要因素應(yīng)為砼的收縮變形。砼的收縮變形主要有以下幾種：（1）自身收縮

3、。砼硬化過(guò)程中由于化學(xué)作用引起的收縮，是化學(xué)結(jié)合水與水泥的化合結(jié)果，也稱為硬化收縮。（2）塑性收縮。砼澆筑后4-15小時(shí)左右，水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水份急劇蒸發(fā)現(xiàn)象，引起失水收縮。（3）碳化收縮。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。碳化速度隨二氧化碳濃度的增加而加快，碳化收縮與干燥收縮共同作用而導(dǎo)致表面開裂和面層碳化。（4）干燥收縮（失水收縮）。水泥石在干燥和水濕的環(huán)境中要產(chǎn)生干縮和濕脹現(xiàn)象，最大的收縮是發(fā)生在第一次干燥之后。（5）溫度收縮。砼溫度下降時(shí)產(chǎn)生的線收縮。這種收縮的時(shí)間持續(xù)到砼內(nèi)外溫度基本平衡（一般在30天左右）后消失。砼澆筑初期是升溫階

4、段，處于塑性狀態(tài)，砼的彈性模量值很小，此時(shí)由于變形引起的溫度應(yīng)力一般忽略不計(jì)，但經(jīng)數(shù)日，砼的彈性模量的上升而顯著增大。針對(duì)地下室砼外墻而言，砼的干燥收縮和溫度收縮是裂縫產(chǎn)生的主要原因。2、砼裂縫的后果2.1裂縫的界限砼的裂縫是不可避免的，其微觀裂縫是本身物理力學(xué)性質(zhì)決定的，工程最常見的裂縫如：溫度裂縫、收縮裂縫等裂縫，一般都不危及結(jié)構(gòu)安全。根據(jù)砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）的規(guī)定：室內(nèi)潮濕環(huán)境下的砼結(jié)構(gòu)的最大裂縫寬度不得大于0.2mm。根據(jù)砼結(jié)構(gòu)加 固技術(shù)規(guī)范（CECS25-90）的規(guī)定：露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境下的砼結(jié)構(gòu)的最大裂縫寬度小于或等于0.3mm，仍屬基本滿足設(shè)計(jì)要求，不需加

5、固。由此可見，地下室砼結(jié)構(gòu)的最大裂縫寬度應(yīng)小于0.3mm，在此范圍內(nèi)應(yīng)視為正常。2.2裂縫對(duì)建筑物的影響當(dāng)裂縫寬度在0.1-0.2mm左右，水頭壓力不大（水頭小于15-20m）容易出現(xiàn)自愈現(xiàn)象，這是由于砼中存在石灰礦物質(zhì)，當(dāng)外界水分通過(guò)裂縫向內(nèi)滲流時(shí)，水與砼裂縫處的石灰CaO化合形成氫氧化鈣Ca(OH)2,游離氫氧化鈣又是很容易溶于水的礦物質(zhì)，它必然沿著裂縫向室內(nèi)浸出，室內(nèi)空氣中存在CO2，與滲水帶出的氫氧化鈣結(jié)合形成碳酸鈣沉積在裂縫的表面和里面，滲漏減緩最后全部自封和自愈。當(dāng)裂縫寬度超過(guò)0.3mm時(shí)，雖然較低的壓力水對(duì)裂縫側(cè)壁進(jìn)行沖刷，氫氧化鈣與碳酸鈣都被水沖走而無(wú)法穩(wěn)定沉淀下來(lái)，裂縫漏水量

6、隨時(shí)間越來(lái)越大。滲水量的增大，必然影響地下室的正常使用，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致滲漏處鋼筋銹蝕，危害結(jié)構(gòu)安全。因此，在施工中我們應(yīng)嚴(yán)格控制寬度大于0.3mm的裂縫的產(chǎn)生，做好預(yù)防和補(bǔ)救措施。3、裂縫的預(yù)防與控制（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)在地下一層與地下二層之間增設(shè)暗圈梁一道，增設(shè)暗圈梁可以增加剪力墻的抗裂度，阻止裂縫向上延伸發(fā)展。調(diào)整水平鋼筋的直徑和間距，減少鋼筋直徑，加大鋼筋密度。根據(jù)我們以往的施工經(jīng)驗(yàn)，不僅水平鋼筋的疏密程序?qū)炷翂w開裂有很大影響，而且鋼筋的外形對(duì)開裂也有一定的影響，這是由于鋼筋對(duì)混凝土變形的抑制作用是通過(guò)鋼筋表面與混凝土之間的粘結(jié)力實(shí)現(xiàn)的。粘結(jié)力越大，抑制力越強(qiáng)。粘結(jié)力的大小與鋼筋表面積、

7、表面形狀、混凝土的強(qiáng)度和應(yīng)變大小等因素有關(guān)。地下室外側(cè)配筋12100，內(nèi)側(cè)為14200，全部采用螺紋鋼，因?yàn)楣鈭A鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度僅為螺紋鋼的60。同時(shí)，將水平鋼筋設(shè)置于豎向鋼筋外側(cè)。（2）設(shè)置砼后澆帶（后澆縫）由于本工程為一裙兩塔，我們?cè)谌狗恐休S線設(shè)置了一道寬度為1000的后澆帶，根據(jù)砼的收縮量，溫度及收縮變形在3-6個(gè)月內(nèi)達(dá)一半以上，此時(shí)進(jìn)行填充封閉效果最佳。在地下室砼施工后140天，我們采用UAE微膨脹砼對(duì)后澆帶進(jìn)行了封閉。在本公司施工的其他幾個(gè)地下室工程中，有的工程由于未設(shè)置后澆帶，我們則采用留置后澆縫的方法，該措施既經(jīng)濟(jì)，也能有效地防止外墻砼開裂。具體作法是：通過(guò)計(jì)算外墻鋼筋砼的收縮預(yù)估

8、，并將其與砼極限變形值相比較，根據(jù)比較結(jié)果，在外墻澆筑時(shí)，每隔一段距離設(shè)一垂直后澆縫，垂直后澆縫一般設(shè)在應(yīng)力可能集中的外墻轉(zhuǎn)角附近，且又要便于以后施工。后澆縫距離一般 30米左右為適宜，施工縫寬度一般采用800mm左右，后澆縫處的防水構(gòu)造措施同地下室工程后澆帶，即在后澆縫處加設(shè)一道防水卷材附加層，并且后澆縫的砼采用高一等級(jí)有微膨脹砼澆筑。根據(jù)施工特點(diǎn)，垂直后澆縫砼的澆筑時(shí)間宜在外墻砼澆筑后15天-28天。澆筑時(shí)新舊交接處應(yīng)鑿毛、清理、澆水濕潤(rùn)處理。（3）采用合理的澆筑方法采用薄層連續(xù)澆筑方法，確保砼澆筑振搗均勻密實(shí)。因地下室側(cè)墻高度高，配筋又密，施工時(shí)振搗比較困難，嚴(yán)禁從一部分一次澆到頂，讓混

9、凝土自由流平，再移動(dòng)鋪料管再澆下一段。（4）調(diào)整配合比結(jié)構(gòu)，降低砼收縮量a）通過(guò)摻用高效減水劑，減少砼的單位用水量，從而減少砼中多余水份的蒸發(fā)，達(dá)到降低砼的收縮量的目的。b）摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰，可以減少干燥收縮（5）加強(qiáng)地下室外墻砼的早期合理養(yǎng)護(hù)。砼干縮隨齡期增長(zhǎng)而減少，而大部分干縮發(fā)生在早齡期，而早齡期砼抗拉強(qiáng)度低。因而，砼易在早齡期發(fā)生干縮裂縫。為此，加強(qiáng)砼早期濕養(yǎng)護(hù)，可以推遲產(chǎn)生收縮的時(shí)間。這樣也可以減少干縮裂縫。在砼澆筑24小時(shí)后，松開外墻兩側(cè)模板，但不拆除，進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)；這樣能起到保濕作用。拆模后，在砼外墻上覆蓋一層草袋，使用噴淋管進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，即用直徑100的塑料管沿外墻布置，管上鉆上若干

10、小洞，接上水源后，形成自動(dòng)噴淋，使砼外墻保持濕潤(rùn)狀態(tài)，從而減少裂縫。（6）在地下室外墻防水做完后，及時(shí)進(jìn)行回填砂或土。因?yàn)樯昂屯寥谰辛己玫墓卤Ｋ阅?，是混凝土較佳的養(yǎng)護(hù)介質(zhì)，并能減少外墻板與大氣的溫度和濕度差異過(guò)大而形成的收縮應(yīng)力，可有效防止砼后期裂適的擴(kuò)展。4、裂縫的處理由于地下室外墻是要承受一定的水壓且常在潮濕環(huán)境中的結(jié)構(gòu)，其允許的裂縫寬度為0.3mm。因此對(duì)于大于0.3mm的裂縫應(yīng)進(jìn)行修復(fù)處理，裂縫修補(bǔ)材料我們主要采用氰凝灌漿料。氰凝灌漿料的工作原理，以過(guò)量的異氰酸酯在一定條件下與羥基的聚醚反應(yīng)，生成低聚氨酯，并與表面活性劑、乳化劑、催化劑配合生成漿液。漿液不遇水是穩(wěn)定的，遇水發(fā)生放出C02氣體，使?jié){液膨脹，并向四周滲透擴(kuò)散，因而有較大的滲透半徑和凝固體積比。具有因結(jié)體穩(wěn)定性高、有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨、耐酸堿、耐老化、使用壽命長(zhǎng)。修補(bǔ)方法主要有：外表層處理法，灌漿法和填充法。4.1外表層處理法外表層處理法是針對(duì)微細(xì)裂縫（裂縫寬度小于0.2mm），采用氰凝材料涂刷于地下室外墻裂縫表面，達(dá)到恢復(fù)其防水性及耐久性的修補(bǔ)方法。外表層處理法的施工要點(diǎn)是：先用鋼絲刷將混凝土表面刷毛，清除表面附著污物，用水沖洗干凈，干燥后用氰凝材料嵌補(bǔ)混凝土表面缺損，最后將外墻全部涂覆一遍，達(dá)到多道