地下室外墙混凝土裂缝成因分析及防渗措施.pdf

地下室外墙混凝土裂缝成因 分析及防渗措施 Ca u s e An a l y s i s a n d An t i S e e p a g e M e a s u r e s f o r Ba s e me n t Ex t e r n a l W a 1 l Co n c r e t e Cr a c k s 陈 康王洪涛 上海市第一建筑有限公司上海2 0 0 1 2 0 摘 要 ： 随着我国城市建设的不断发展，建筑物地下室墙体混凝土裂缝渗水现象也越来越普遍 。为此 ，介绍了某 民用建 筑地下室工程墙体 、顶板混凝土裂缝出现后采取的控制措施及相对应 的修补方法 ，取得了一定的实效，可供今后类似 工程参考。 关键词： 地下室外墙 混凝土裂缝 成因分析 渗水 修补措施 中图分类号： T U 7 6 1 1 + 1 文献标识码 B 【 文章编号】1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 3 2 5 0 2 1 工程概 况 某工程总建筑面积 5 1 0 0 0 m z ， 其 中地下室建筑面积为 1 8 0 0 0 m 2 ， 地上建筑面积约为 3 3 0 0 0 m ， 地下室 1 层 ， 上部 结构 5 层 ， 局部 6 层 。整个工程基坑为矩形 ， 长度方 向约为 1 6 0 m ， 宽约为 1 1 0 M 。 本工程采用桩承台 一筏板基础 ， 上部 结构均为钢筋混凝土框架结构。地下室外墙厚 4 0 0 m m ， 墙 高分为 5 5 5 m 、 6 7 0 m 。 墙外侧主筋为 西2 2 m m l O 0 m m， 内 侧 主 筋 为西1 6 m m 1 5 0 m M ，水 平 钢 筋 为 1 4 m m 1 5 0 m m， 且沿墙保护层 内居中设置 了 4 m m 1 5 0 m m双 向 抗裂钢筋， 地下室混凝土等级为 C 4 0抗渗 S 8 ， 并掺入 8 的 Y F - 3膨胀剂及聚丙乙烯纤维。 2裂缝 出现的原 因及分析 2 1 裂缝的分布及数量 由于地下室外墙 混凝土保 护层内居 中设置 了抗裂钢 筋 ， 故早期拆模后没有发现裂缝 ， 只有表面有部分细微的收 缩裂缝。 经过 8 个月的观察周期以后 ， 我们发现地下室外墙 有较多处裂缝 ， 裂缝处有渗水情况。 经统计裂缝共 2 5 处 ， 其 中 0 1 m m0 2 m m有 8条 ，其余 1 7 条大多数裂缝宽度在 O 2 m m0 6 m m之间( 贯穿裂缝 ) ， 全部是 由上而下的竖 裂纹 ， 裂缝长度在 3 m 4 m ， 部分 裂缝 出现在柱 子与墙交 接处 4 0 0 m m6 0 0 m m处。 2 2 原 因分 析 a ) 根据历年来同类工程的经验观察和实践 ， 大体积混 作者简介 ：陈 康( 1 9 6 7 一 ) ， 男 ， 本科 ， 高级工程师 ， 公 司副总经理。 作者地址： 上海市福山路 3 3 号( 2 0 0 1 2 0 ) 。 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 3 0 9 凝土绝热温升可达到 5 0 c c 。地下室外墙虽然不属于大体 积混凝土 ， 但也存在绝热温升的情况 ， 加之本工程地下室结 构施工在冬季进行 ， 施工完成后拆模过早， 而南京地区该年 冬季最低气温达到了 一 7 c c ，从而引起 了外墙混凝土结构 的裂缝。 b ) 水泥水化后会产生体积缩小， 由此形成孔缝。当孔 缝体积达到一定数量级后，会明显降低混凝土的抗拉强度 和极限拉伸变形值。 由于技术水平 ， 目前无法配置出符合设 计强度的低 水泥 用量混凝土 ， 因此 ， 在本工程 中， C 4 0混凝 土内水泥 用量达到 2 9 8 k g m 。 ( 用量较高 ) ， 导致混凝土孔隙 体积量增加， 这是裂缝产生的原因之。另外 ， 在冬季干燥 环境下，混凝土结构孔隙中的水分蒸发产生的干燥收缩也 是导致地下室外墙产生裂缝的原因。 C ) 本工程地下室混凝土中添加了聚丙乙烯纤维及微 膨胀 2种外加剂，应可以明显抑制混凝土内部收缩应力引 起的裂缝 ， 但在实际情况中， 多数混凝土搅拌站的抗裂纤维 为手工添加， 添加量和均匀程度无法精确控制， 因此在本工 程 中， 根据观察 ， 现场泵送 混凝土中抗裂纤维分布不均 ， 部 分纤维呈团状 ， 反而大大降低了外墙混凝土结构的抗裂性。 另外 ， 混凝土内加入的微膨胀剂有早期抗裂的性能 ， 但其必 须充分水化才能达到本身的膨胀指标 ，因此在水泥水化过 程中对水分含量要求也较高 ，一般要求掺微膨胀剂的混凝 土的保湿养护期应不少于 2周。 而在本工程中， 地下室外墙 施工完成 4 d 5 d即拆除 了墙体模板 ， 且地下室施工阶段 位于冬季 ， 此时空气干燥 ， 加快 了混凝土内水分的逸出， 使 微膨胀剂未充分发挥作用，因此一部分外墙混凝土结构裂 缝 由此引起。 d )部分 出现在柱子与墙交 接处 4 0 0 m m6 0 0 m m范 围内的裂缝 ， 是 由于柱子与墙体形成一体时， 两者的配筋率 建 筑 施 工第3 4 卷第4 期 3 2 5 在设计过程中没有考虑协调整体受力 ， 故在后期混凝土收 缩及上部荷载受力后外墙与柱子附近容易出现裂缝。 e )由于地下室外墙高度高 、 钢筋配筋率较大 ， 便于混 凝土浇筑施工， 但使混凝土坍落度过大。同时， 个别区域在 实际混凝土振捣过程中不按照操作规程进行振捣，也是结 构裂缝出现的原 因。 f ) 地下室外墙结构完成后没有及时进行回土施工 ， 长 期暴露在外受冬夏气候变化影响 ， 使结构产生裂缝。 3 墙面裂缝渗水的几种修补方法 3 1 高压灌浆 高压灌浆堵漏是 目前施工现场最常见的施 工方 法之 一 ，其利用机械的高压动力 ， 将化学灌浆材料注入混凝土 裂缝中， 使其与裂缝 中的水分迅速反应形成膨胀体 ， 最终与 裂缝充分结合来达到止水堵漏的作用。其具体施工方法如 下 ： a ) 现场钻孔前 ，应根据裂缝长度及渗漏情况后最终 确定灌浆间距。 b ) 灌浆间距确认后沿裂缝 4 5 。方向进行钻孔，钻孔 完成后安装止水针头 ， 并利用专业机械灌浆处理。 C )灌浆完成后将溢 出的化学材料进行清除 ， 并用快速 水泥将注浆口进行封堵。 为了保证堵漏效果 ， 还需用渗透结 晶型防水涂料进行加固涂刷。 其施工工艺流程为 ： 裂缝基层 清理一确定漏水点现场钻孔一止水针头埋设施工一高压灌 浆施工一观察补漏点一拆除止水针头一封堵注浆 口一防水 涂料加固施工。 此种修补方式经过现场多次观察及论证 ，只适用于修 补一般状况下的渗水点、 细小裂缝( 不贯穿裂缝 ) ， 对于贯穿 裂缝的封堵效果不明显 ， 但速效止水效果较快。 如施工过程 中注浆压力控制不好， 极其容易让裂缝继续延伸。 3 _ 2 水泥基渗透结晶型材料( 赛柏斯 ) 修补 “ 赛柏斯” 是一种新型的防水堵漏产 品， 其利用 自身的 化学性能 ， 以水为载体 ， 能很快使水流阻断， 并迅速产生晶 体 ， 充分与混凝土裂缝结为整体 ， 从而封 闭裂缝。 对于混凝土出现裂缝的部位 ， 先观察其裂缝走向， 逐一 凿除裂缝表面 的粉刷 层后 ，再开 “ 几 ”形槽 ( 1 O m m x 1 5 m m ) ，待对梯形槽进行凿毛处理且清除表面悬浮物后 ， 用清水冲洗干净 ，冲洗后其表面应无灰尘 ， L B ,-J - 尚可进行 “ 赛柏斯” 嵌缝施工。 具体施工方法为 ： 将 “ 赛柏斯” 粉料与水的调和 比按照 容积 比来调和 ， 涂刷时用 5 份料和 2 5 份水调和 ； 在 U 形槽 中先涂刷“ 赛柏斯” 浓缩剂浆料 ， 待 1 5 h 后用“ 赛柏斯 ” 浓 缩剂半干料团夯实 ， 夯实完成后继续 用“ 赛柏斯 ” 浓缩剂浆 料涂刷 ， 用量不变 ， 一般要求涂 刷 2 道 ， 即在第 1 层涂料达 到初步 固化( 约 1 h 2 h ) 后 ， 进行第 2 道涂料涂刷 ， 若第 1 3 2 6 I 2 o 1 2 4 B 砌 I函 道涂料干燥过快时， 应浇水湿润后再进行第 2 道涂料涂刷 ： “ 赛柏斯” 涂层施工完毕后 ， 须检查涂层是否有暴皮现象 ， 如 有则需清除暴皮部位 ， 并进行基面再处理后 ， 再次用“ 赛柏 斯” 涂刷。 经观察 ， 此种裂缝渗水修补方法效果较明显 ， 原裂缝渗 水处基本再无出现渗水现象。经统计 ，现场宽 0 2 m m一 0 6 m m的裂缝有 1 5 处 ， 其中 1 4 处已修补成功 ， 1 处尚有潮 湿现象， 裂缝渗水修补成功率在 9 0 g 以上。其可适用于潮湿 环境下施工 ， 但施工操作顺序较繁杂 ， 施工速度较慢。 3 3 环氧砂浆修补 环氧砂浆主要是以环氧树脂为主剂，配 以促进剂等一 系列助剂， 经混合固化后形成一种高强度、 高粘结力的固结 体 ， 具有优异的抗渗、 抗冻 、 耐盐、 耐碱、 耐弱酸、 防腐蚀性能 及修补加固性能 ，适用于建筑物的梁、柱等重要部位 的裂 缝、 混凝土构筑物表面的蜂 窝、 漏洞和露筋等的缺 陷处理。 由于本工程较 多重要部位是由于没有振捣密实而产生 的裂 缝渗水 ， 且本工程情况特殊 ， 故对该区域的裂缝采取相对可 靠环氧砂浆进行裂缝封堵。 其具体施工方法为 ： 按配 比要求配制环氧砂浆 ， ( 不宜 多配 ， 满足 1 次使用要求为准 ) ； 在使 用环氧树脂砂浆前 ， 必 须先将混凝土的表面凿毛且将孔洞表面处灰尘 、浮渣及松 散层等清洗干净 ，露出混凝土本体，并用风机将接触面吹 干， 再进行修补 ； 如果天气较冷、 开槽较深 ， 可用油灰刀把环 氧树脂砂浆刮抹在槽地表面 ， 分层修补 ， 刮抹方 向要统一 ， 不能来回刮， 以防松动和脱落 i 环氧树脂砂浆施工要求温度 为 1 5 c c 3 0 o C ， 相对 湿度不宜大于 8 O 名， 当施工环境温 度小于 1 0 c I。 时， 宜采用加热保温措施 配制好的砂浆应在 3 0 m 1 n 内用完， 养护时间应不低于 7 d 。 经过现场观察得知， 此种裂缝渗水修补方法效果很好， 裂缝渗水修补成功率 9 5 g 以上 ， 但不适用于潮湿环境。其施 工操作顺序繁杂 ， 施工周期较慢 ， 如遇大梁、 柱等重要部位 出现裂缝或混凝土有疏松现象时，最好在环氧砂浆外再粘 贴 1 道碳纤维， 以保证裂缝能得 以修补好， 同时应对该薄弱 区域进行加固处理 ， 使裂缝不再延伸扩散。 4结语 通过以上分析 ，可知现浇钢筋混凝土结构裂缝产生的 原因是复杂多样的， 也很难避免的。 除了控制好混凝土原材 料的质量和级配的同时， 施工质量及养护工作也极为重要 ， 故要求我们在今后的实际施工过程 中不断总结经验 ，加强 预防措施， 使裂缝产生机率降到最低。 参 考 文 献 【 l 】 余永祯 、 周世明 建筑施工手册( 第四版) 【 M 】 北京： 中国建筑下业出版社 2 0 o 3 2 】 王峰青岛建设集团公司企业工法 s 青岛建设集团公司， 2 0 0 4