建筑地下室混凝土连续外墙裂缝成因与防治研究.pdf

2 0 1 0 年 第 6 期 (总 第 2 4 8 期 ) Nu mb e r 6i n 2 0l 0( To t a l No2 48) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P RACTI CAL TECHNOL OGY d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 O 0 6 0 4 0 建筑地下室混凝土连续外墙裂缝成因与防治研究 黄子春 ，张武廷 ( 青岛理丁大学，山东 青岛 2 6 6 0 3 3 ) 摘要 ： 针对建筑地下室混凝土外墙 的裂缝 问题 ， 从 钢筋布置 、 墙体伸缩缝等 7个方 面， 分析了裂缝产生的原 因， 从合理安排施工段 、 改 进施 方法等 7 个方 面提 出裂缝防范措施 ， 并提 出实用修补方法。 关键词 ： 地下室 ；混凝 土连续墙 ；裂缝 中图分类号 ： T U5 2 8 0 7 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 1 2 9 0 2 Ca us e a nd c ur e of t he c0n t i nu 0us c r a ck of ou t e r wal I ba s emen t c o nc r e t e HUANG Z c h u n Z HANG W u t i n g ( Qi n g d a o T e c h n o l o g i c a l Un i v e r s i t y ， Q i n g d a o 2 6 6 0 3 3 ， C h i n a ) Ab s t r ac t ： Cr a c k q u e s t i o n t o t h e b a s e me n t c o n c r e t e o u t e r wa l l ， f r o m s e v e n r e s p e c t s s u c h a s s t e e l p r o d u c t s a n d c o n s t r u c t i o n c h i n k， a na l y z e d t h e r e a s o n wh y t h e c r a c k p r o d u c e s ， a r r a n g e c o n s t r u c t i o n s t a g e r a t i o n a l l y， i mp r o v e the c o n s t r u c t i o n m e t ho d， p r o p o s e t h e c r a c k a n d p r e v e n t a n d c u r e s e v e n me t h o d， p r o p o s e m e n d i n g t h e s c h e me Ke y w or ds ： b a s e me n t ； c o n t i n u o us wa l l o fc o n c r e t e； c r a c k 0 引言 青 岛T程 由地 下 4 层 ，地上由 3栋高层和 5层裙房构 成。 主楼分为 A、 B、 C 3 座 ， 裙房部地上 5 层。高度为 2 3 7 9 m， 总建 筑面积 3 3万i n 。地下室外墙 C 6 0 ， 总长度6 3 2 4 in， 墙厚 6 0 0 in， 深为2 3 8 in。地下室外墙第一流水段混凝土浇筑完毕后 3 d左 右开始出现连续裂缝， 其形状呈垂直状 ， 从墙顶至墙底 ， 裂缝宽 度在 0 1 0 5 mm 内， 裂缝一般沿墙长每 3 - 4 in 一道均匀排列 ， 特 别是在柱与墙相交处等部位出现。 近年来 ， 随着泵 送预拌混凝 土的发展 ， 地 下室外墙 混凝 土 连续裂缝出现较多， 因裂缝而产生的渗水也屡见不鲜， 控制其 裂缝 已成 为混凝土施工的一项课题 。 1 裂缝产生的原 因 通过对裂缝的形状 、 大小 、 深度及施工条件 的分析说 明 ： 由 于裂缝是在 拆模时就形 成 了， 此时结 构外部荷 载较小 ， 为荷 载 裂缝的可能性较小， 而且该混凝土为 C 6 0的高强预拌混凝土， 早 期强度较高， 这些裂缝应为施工早期裂缝。 1 1 泵送混凝土本身收缩裂缝 混凝土施 工一般均采用混凝土泵送技术 ， 因混凝土需达到泵 送要求， 其坍落度一般要求在 1 4 C in左右， 本工程设计为 1 6 c n l ， 同一强度的泵送混凝土相对于传统的半干硬性混凝土水泥掺 量多 ， 碎石粒小 ， 水掺量多 ， 导致水 化过程 中凝缩 、 自收缩 量大 ， 混凝土产 生裂缝 的可能性大得多。 1 2 钢 筋 的布置 因地下室特殊环境的要求， 其外围连续墙钢筋外围保护层 要求大， 一般为 5 0 mm左右， 较厚的保护层使该部位混凝土收 收稿 日期 ：2 0 1 0 0 2 2 1 缩时不能获得钢筋的约束， 形成裂缝， 并可能进一步发展。 部分 设计配筋 间距偏大 ， 水平 向钢筋放在竖向受力钢筋 的内侧 ， 产生 裂缝的可能性就较大 。 1 3 墙 体伸 缩缝 过 长 现行钢 筋混凝 土结构设计规 范规定地 下室钢筋混 凝土墙 体设置伸缩缝的距离为2 O 3 0 m， 但因施工时伸缩缝不好处理， 易造成其渗水的薄弱环节。一般工程都不愿意留设或少留设伸 缩缝， 导致伸缩缝间距远远超过规范要求。混凝土硬化干燥时 其本身 的收缩率 为 0 0 5 0 0 6 ， 其收缩在 长 、 宽 、 厚 3个方 向 都产 生 ， 但 长度方 向的收缩量要 比其他两方 向大得多 ， 墙体长 度越大 ， 其累计 收缩的量就越大 ， 由此产 生拉应力也越 大 ， 当墙 体产生 力大于其强度 时 ， 在此部位就产生裂缝 。本案例工程分 为 2 0 7 6 、 1 1 3 1 5 、 9 3 4 5 、 1 1 0 2 5 、 5 5 5 、 5 4 7 5 In 6 种边长墙。 1 4 底 板 对墙体 的约束 地下室底板混凝土较墙体混凝土要早进行浇筑， 其底板混 凝 土本 身的收缩要早 于墙体混凝 土的收缩 ， 当墙体混凝 土收缩 时， 底板对此产生约束， 从而使墙体产生拉应力， 底板产生压应力。 在两侧应力叠加下 ， 当其超过混凝土抵抗强度时， 便形成裂缝。 1 5 柱 对墙体 混凝 土 的约束 与地下室现浇外墙一体相连柱 ， 本身是墙体的一部分 ， 但其 钢筋 的配设要远远大 于墙 体的钢筋 ， 因而其钢筋对混凝土产生 收缩的约束要比墙体的约束大得多， 从而加大了墙体自 身收缩约 束强度 ， 相应提高了墙 中的应力， 因而该部位更容易出现裂缝。 1 6 内外环境 的影 响 地下室外墙混凝土浇筑后， 其内外两侧的环境完全不同， 外 侧与大气相连 ， 其混凝土表面温度易随着大气的变化而变化 ， 墙 体 反复受到热冷 变化而 内侧 已形成室 内环境 ， 变化较小 ， 受二 1 2 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 者环境差异的影响， 使连续墙内外变化不一， 且墙体越厚， 差异 越大 ， 越易形成裂缝。 1 7 混凝 土养护 不到位 未有效保持墙体混凝土表面温度， 更导致了混凝土收缩的增 加， 加大了出现裂缝的可能性。 一般墙体混凝土浇筑完第二天即将 模板拆除， 混凝土表面随大气温度变化而变化， 而混凝土内部因水 化热的释放其温度较高， 二者的温差将可能引起裂缝的产生。 混凝 土养护未到位， 不能保证混凝土水化所需的正常水分， 墙体属于竖 向结构， 其水分保持加之其内侧模板支撑的影响， 养护更加困难。 2 裂缝的防范措施 2 1 合理 的配 筋 墙体的配筋尽量考虑到小而密 ， 一般来说 ， 墙体的水平和 立筋均按 1 0 0 m i l l 间距布置较为合理， 其钢筋截面大小根据计算 而定 ， 将原设计在内部的水平钢筋改到了外侧， 并提高配筋率， 以减少混凝土表面裂缝出现的可能。 另外对于5 0 mm厚的钢筋 保护层 ， 有条件的可在其内加设一层细铁丝网， 这样裂缝发生 的可能性会大大降低。 2 2混凝 土 配合 比设计 与优化 ( 1 ) C 6 0以上混凝土采用 6 0 d 标养抗压强度作为强度评定 。 ( 2 ) 在满足混凝土的和易性、 强度等相关性能的基础上 ， 适 当减少水泥用量、 增加掺合料( 矿粉、 粉煤灰) 用量 ， 降低混凝土 内部的水化热。 ( 3 ) 骨料全部选用级配良好、 含泥量小的优质砂石料， 确保 用 于本工程混凝土中的砂石料达到最佳状态。 ( 4 ) 增加减水剂的缓凝成分， 同时相应的提高减水剂掺量， 延长混凝土的凝结时间， 延缓混凝土水化反应速率， 以便降低 并推迟水化热的初期集中出现。 ( 5 ) 与外加剂厂协商减少聚羧酸减水剂中的引气剂成分 ， 同时增加出厂混凝土的搅拌时间， 以便最大限度的降低混凝土 中的气体含量。 ( 6 ) 延长混凝土 的初凝 时间 ， 防止 混凝土水化热初期集 中 出现 ， 因混凝土初期强度低易出现裂缝， 如将水化热推迟出现 和延期出现， 会减少裂缝。 ( 7 ) 在混凝土满足泵送的前提下 ， 尽可能减少混凝土坍落度。 ( 8 ) 较典型的C 6 0配合比案例， 见表 1 、 2 。 表 1 C6 0混凝土配合比 2 3 合理 安排施 工段 尽量根据规范要求留设后浇带， 混凝土的收缩大部分集中 在初期， 如留设后浇带， 墙体两边可自由收缩， 裂缝产生的可能 性减少， 混凝土大部分收缩完成后， 再进行后浇带封闭。 另外施工时可采取跳段施工的方法进行混凝土浇筑 ， 这样 可以避免后浇带施工， 建议每段施工 2 0 m左右。 2 4 加强对薄弱部位的处理 对墙体薄弱部位的地方 ， 如留有大空洞， 墙厚 、 墙高突变 等 ， 宜采用加设钢筋或留设后浇带等方法， 避免在此形成应力 1 3 0 集中部位 ， 产生裂缝。 2 5改 进 施 工 方 法 ( 1 ) 尽量采用墙体 与楼板 混凝土分开浇筑 ， 这样一方 面可 减少初期楼板对墙体的约束作用， 另一方面可使墙体内外环境 相统一 ， 且墙体 内侧养护易进行 。 ( 2 ) 竖向墙柱结构必须分层下料、 分层振捣， 振捣时做到 “ 快插慢拔” ， 快插是为了防止将表面混凝土振实而与下面混凝 土发生分层、 离析现象 ， 慢拔是为了使混凝土能填满振动棒抽 出时所造成孔洞。 振捣间距为 3 0 c m， 振捣时间为 3 0 - - 3 5 s ， 以表 面翻浆为宜。混凝土浇筑后， 隔半小时对已浇筑的混凝土进行 一 次重复振捣， 二次振捣以排除混凝土因泌水在粗骨料、 水平 筋下部生成的水分和孑 L 隙，提高混凝土与钢筋之问的握裹力， 增强密实度 ， 提高抗裂性。 ( 3 ) 柱、 墙浇筑时采用与混凝土配合比相同的砂浆先润底， 防止柱 、 墙浇筑时烂根。 混凝土浇筑分层浇筑， 厚度为 5 0 e m； 合 理安排混凝土浇筑施工顺序， 根据混凝土初凝时间安排浇筑部 位， 控制浇筑速度， 严格要求工人保证混凝土振捣到位。 ( 4 ) 墙体混凝土浇筑完后， 利用模板的保温作用 ， 保持混凝 土表面适当的温度 ， 防止混凝土内外温差的出现， 混凝土内部 水化热基本释放， 再拆除模板， 在此之前， 可将模板松动， 保证 养护用水进入混凝土表面， 一般拆模时间为 5 - -6 d 。 2 6 改善养护方法 ( 1 ) 地下室外围连续墙外侧养护挂塑料水管， 在水管上钻 小孑 L ， 接通 自来水形成水幕养护 。 ( 2 ) 内侧可铺挂保水性好的麻袋等物进行养护， 保持混凝 土表 面的湿润。 ( 3 ) 加强混凝土前期养护， 特别是前四天。进行温度监测 ， 进行保湿虚热养护 。 2 7 减少混凝土连续墙外露时间 在地下室外墙混凝土施工完毕后， 尽量早点进行防水施工 和基坑回填土， 防止混凝土墙暴露在大自然中。 3 混凝土裂缝 的处理 地下室外围连续墙混凝土的裂缝一般对结构安全不产生影 响 ， 但其易形成渗水通道 ， 影响地 下室 的使用 ， 故对其进行封闭 处理， 修补的材料主要有环氧树脂及改性环氧树脂， 修补的方法 有表面处理法、 灌浆法和填充法。本工程其处理方法如下： ( 1 ) 将外墙面沿裂缝两边剔成八字形槽， 用环氧树脂进行 灌缝密缝 。 ( 2 ) 用防水材料相适应的裂缝处理材料将墙面压实补平。 ( 3 ) 裂缝处施工一道防水层， 并加设无纺纤维布一道， 缝两 边各 5 0 0 mlT l 宽 。 4结 束语 本工程采取了上述措施后，未发现贯穿的混凝土裂缝、 气 泡等现象， 达到了预期 目标。 参考文献 ： 1李奇逊， 等 大型地下室混凝土长墙裂缝控制技术 J 】 北京施工技术。 2 0 0 7 ， 3 6 ( 1 2 ) 作者简介： 单位地址 ： 联 系电话 ： 黄子春( 1 9 6 2 一 ) ， 男， 高级工程师， 国家注册监理、 造价工程 师， 青岛高级咨询师， 山东省高级预算师。 山东省 青岛市抚顺 赂1 1 号 ( 2 6 6 0 3 3 ) 1 39 0 6 4 8 5 5 4 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m