地下室外墙混凝土裂缝处理施工方案.doc

地下室外墙混凝土裂缝处理施工方案

南京麒麟启迪低碳智能产业园C6地块 地下室外墙裂缝处理施工方案
地下室墙体裂缝处理施工方案

一、工程概况：
本工程位于南京市江宁区沧麒东路以南，天成路以西，钟学北路以北。总建筑面积约74185㎡，占地面积约14987㎡。地下室基础类型为桩基+筏板基础、框架剪力墙结构，由人防区与非人防区组成，汽车库基础筏板厚500㎜，住宅内基础筏板厚人防区250㎜、非人防区300㎜；墙板厚400㎜/300㎜/250㎜/200㎜；框架柱截面600×600㎜/700×700㎜/600×950㎜；地下车库层高4.7m，顶板350㎜厚主楼住宅区负一层层高2.9m，板厚200㎜；一层层高2.9m、板厚180㎜，局部厚150㎜和100㎜厚；其他各楼层层高2.9m，板厚120㎜，局部板厚150㎜和100㎜厚。外墙柱混凝土强度设计等级为C40、抗渗等级为P6。
建筑防水等级为二级，种植顶板一级，故本工程防水质量要求不允许渗水，结构表面无湿渍。采用地下室基础底板及外挡土墙墙板混凝土结构自防水加一道4㎜SBS改性沥青卷材防水层相结合的方式。
二、施工现场检查情况：
本工程地下室墙体施工开始于2015年5月22日，天晴，室外气温大约23℃；结束于2015年8月13日，天晴，室外气温大约26℃，各施工段面墙体混凝土施工平均气温约在23℃～26℃。墙体模板采用多层胶合木板，墙体混凝土成型后采取未拆除模板的保湿、保温法，15天后拆除地下室外墙模板时发现地下室外墙外侧面局部产生一些轻微不规则竖斜向裂缝，2015年8月30日在地下室室内外墙体模板全部拆除清理完毕后，我们对地下室外墙内、外侧面混凝土外观质量进行系统的跟踪检查，检查结果：除1#楼、4#楼及轴线外墙含局部人防地库未发现墙体裂缝外，其余地方外墙内外侧存在一些微细裂缝，且部分裂缝出现贯通缝现象，地下室墙体裂缝具体位置详见下图示：

三、裂缝具体特征：
地下室墙体裂缝多属混凝土收缩裂缝，混凝土收缩裂缝有以下几点：
1、裂缝出现的时间早，属早期裂缝。在未拆模时这类裂缝便已存在，有些裂缝在拆除模板后不久出现，与气温骤降有关。但随着混凝土强度的增大，裂缝的出现与发展基本趋于稳定，缝宽加大甚小，少数裂缝在混凝土养护后期会自行消失。
2、裂缝出现具有规律性，沿地下室墙长两端附近裂缝很少，而墙长的中部附近裂缝较多，多为垂直于底板的竖向裂缝，出现在墙体中部或柱墙刚度变化较大的地方，两端较少。
3、裂缝一般长度接近墙高，裂缝宽度大小不一，界于O.05～0.18mm之间，中间宽，两端受楼板约束逐渐变细至消失。
4、裂缝常表现为贯通性，也有表层裂缝。本工程地下室外墙裂缝经近40天观察基本为表层裂缝，也发现存在一些贯穿性裂缝。
5、随着时间增长裂缝会有所发展数量也有增加，但裂缝宽度加大不多，发展情况与混凝土是否暴露在大气中和暴露时间的长短有密切关系。通过近40天裂缝的观察，裂缝发展情况和上述特征基本相符。
四、裂缝产生的原因：
从地下室墙体混凝土早期裂缝的形成特点分析，造成混凝土裂缝的原因主要是混凝土的收缩和温度应变。钢筋混凝土结构裂缝产生的主因是混凝土在干燥收缩时受到墙柱钢筋、框架梁柱边缘构件的约束，在内外应力作用下当混凝土的拉应力超过了混凝土的抗拉强度，故地下室外墙混凝土在施工阶段常会出现不同程度和不同数量的开裂，裂缝多为不规则竖斜方向。地下室混凝土开裂通常以生在浇筑后15天内，裂缝主要集中在墙高中下部，根部及顶部几乎没有，沿墙长2～3米一道。
混凝土长墙的水平应力是常引起墙体垂直裂缝的主要应力，长墙中部即剪应力等于零位置的应力最大，该值与混凝土的弹性模量、线胀系数、温差、收缩差、长高比、长度、约束形式、徐变及混凝土配筋等有关。混凝土温度应力和温差成正比，升温为正，引起压应力；降温为负，引起拉应力。将混凝土的收缩值换算为当量温差，当此当量温差是负值时应力表现为拉应力。因此当混凝土降温和收缩同时发生时，混凝土结构承受互相叠加的拉应力，当这拉应力大于混凝土的抗拉强度时，在墙体中部出现第一道裂缝，形成一块变为两块的局面。每块墙板又有各自的应力分布，且其应力图几乎相似，但裂缝长度的最大值由于长度减少了一半而减少，此时如果该值仍然超过抗拉强度，则会形成第二批裂缝。如此持续下去，直到混凝土内部的应力最大值小于或等于抗拉强度，裂缝才趋于稳定状态而不再增加。
由于混凝土早期强度较低，其抗拉强度更低，因此在拆模后极易出现裂缝。随着混凝土裂缝的产生和其强度的增大，裂缝的发展逐渐稳定，由此可知最早产生的裂缝是由于最大应力造成的，严重时会形成贯穿性裂缝，缝宽较大，但后期产生的裂缝缝宽较小。当混凝土内部水平最大应力等混凝土本身的抗拉强度时，混凝土结构处于一种极限不稳定状态。混凝土可能开裂，也可能不开裂与混凝土配筋率、混凝土的性状和施工因素有关，而裂缝的间距、宽度、长度具有一定的离散性。
五、影响混凝土裂缝的因素：
综上所述，混凝土的开裂是由于混凝土拉应力超过了其本身的抗拉强度而引起的，与设计、施工材料及施工工艺等因素有着密切的联系。
（一）、设计原因
1、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中规定，现浇钢筋混凝土地下室墙体伸缩缝最大间距为20米（露天）～30米（室内或埋入土体中），但实际工程设计中地下室墙长大部分会超过此规定，后浇带的设置常受建筑物结构特征的影响仅考虑主楼与地库的沉降，而未考虑地下室长墙的开裂问题。合理设置建筑物的平面布置，减少变形约束，可以有效的释放混凝土早期应力应变，减少开裂的机会。
2、选择合理的混凝土强度等级、优化混凝土配合比
混凝土塑性收缩大，其温度收缩和自身收缩更大。泵送混凝土的坍落度大、水灰比大、水泥用量多、砂率也会相应的提高，骨料粒径减少等均会导致混凝土收缩率、水化热更大，更容易引起混凝土的开裂。
(二)、施工材料
混凝土本身质量优劣，却是至关重要的，应优化混凝土配合比。混凝土裂缝是一定存在的，混凝土混合物本身不良性状会加剧混凝土的收缩、加大水化热等，导致混凝土更加容易开裂。影响混凝土配合比质量的因素如下：
1、粗细集料含泥量过大，降低混凝土的抗拉性能。
2、为了保证混凝土的可泵性，一般选用较小粒径的粗骨料或减少粗骨料的用量，增大砂率。粗骨料的用量的减少和粗骨料粒径的减小均会使混凝土的体积稳定性下降，而不稳定性变大，从而增大了混凝土收缩性。
3、水泥品种对混凝土的收缩影响较大，一般认为矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。
4、混凝土外加剂、掺和料的选择对混凝土配合比质量也有一定的影响。许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低混凝土的耐久性。
(三)、施工工艺的选择
施工工艺与操作方式不适宜，也会引起混凝土开裂。混凝土混合体本身体现的各向异性对抗拉性能是极其敏感的，在相同施工条件情况下裂缝开展的情况是不相同的。因此必须做好施工前技术预控措施与班前技术交底，对减少或遏制混凝土开裂是非常重要的一项环节。
1、墙体混凝土施工前木模应充分保持湿润状态。混凝土表面水分大部分被木模吸收且又得不到短时间的及时补充，引起混凝土表面的塑性收缩产生裂缝。
2、宜选择早晚或夜间温差不大的时段施工混凝土，以减少温差效应。
3、墙体混凝土模板拆模过早。过早拆模会引起混凝土表面水分的损失和混凝土内表温差加大。模板在混凝土终凝后的一定时间内可以起到很好的保温、保湿作用，故应当延长拆模时间至7天前后，有利于混凝土的强度和裂缝的控制。
4、混凝土终凝后应强化混凝土的养护措施，养护工作必须尽早进行，并适当延长，抗渗混凝土养护不少于14天。地下室墙体混凝土养护在拆模后可能的情况下采取混凝土表面披挂湿麻袋或沿地下室外墙周边设喷淋水管，设专人养护以保证养护期间混凝土表面始终处于湿润状态。
六、混凝土裂缝的预防与处理
检查地下室墙体混凝土坑压强度报告，地下室墙体混凝土强度已达设计要求，据裂缝形成的原因分析，地下室墙体裂缝不影响结构的承载力，可通过以下几个方面加以预防与控制。
（一）、设计上新材料、新工艺的应用
本工程地下室外墙为二级防水，为弥补混凝土具有较大收缩的缺点，在设计上采取了防止混凝土裂缝的一些积极措施：
1、混凝土配比中掺加抗裂防渗剂，可分散混凝土集中应力，对减少混凝土的塑性裂缝和阻止裂缝的发展有较好的作用。掺入后可有效控制混凝土塑性收缩裂缝的产生、扩展、降低裂缝宽度和长度并有效地提高混凝土抗裂性，对早期硬化过程中的混凝土有很显着的阻裂效果。
2、混凝土配合比设计要求掺加膨胀剂。适量掺加膨胀剂与防水剂对混凝土的收缩有等量补偿作用，起到填充、阻塞混凝土中毛细孔隙的作用，遏制混凝土裂缝的开展。
3、混凝土配合比设计要求抗渗等级为P6。混凝土防水剂可在基材表层形成一层不能溶解的网状防水透气膜，避免水分吸入基底，从而达到防水的效果。
事实证明，针对地下室外墙早期出现的裂缝，项目部及业主与监理单位非常重视，通过与天盛控股商品混凝土站技术主管部门沟通与分析，从混凝土原材料与配比上下功夫，精选混凝土原材料、优化配合比、控制水灰比值，1#楼、4#楼及人防区地下室混凝土裂缝数量及发展情况较比2#楼、3#楼和局部地库情况好。
（二）、混凝土墙体裂缝的处理
地下室外墙裂缝修补方案：对一般缺陷和裂缝宽度小于0.2㎜的混凝土表面裂缝、气孔，先用混凝土修补胶填充补平，待干燥后打磨平整；当裂缝宽度超过0.2㎜时可在混凝土表面开槽埋管，采用压力灌浆的方法对混凝土裂缝进行修补；防水附加层验收合格后采用4㎜厚聚酯胎改性沥青卷材防水层。
1、有记录：观察地下室外墙裂缝出现的时间、位置以及裂缝长度、宽度、深度、数量和裂缝随时间发展趋势，并形成详细记录。
2、裂缝处理的最佳时期：在上部加荷处于稳定的状态下裂缝不再随时间的影响而发展，也就是裂缝已处于相对稳定状态时方可进行处理。
3、裂缝处理措施：地下室墙体裂缝处理应优先在迎水面防水层施工前进行处理。本工程地下室外墙外侧采取环氧树胶泥封缝处理法，如下图示：

（1）缝隙处填补环氧胶泥与防水卷材附加层
表面涂抹法针对裂缝宽度w＜0.2㎜，且裂缝宽度极细小、防水阻漏浆液难以灌入的情况适用。封缝材料采用环氧胶泥，其主要成份由E-44环氧树酯、稀释剂、固化剂组成，其优点是这种材料粘接性能优异，收缩性能小、耐腐蚀与耐久性能均较好，环氧胶泥配比详见材料使用说明。
（2）、附加4㎜厚高分子防水卷材一道，宽300㎜。
地下室外墙防水施工前，裂缝处表面必须清理干净，确保无灰尘污染。在裂缝缝隙两侧各150㎜附加粘贴4㎜厚高分子防水卷材一道，宽300㎜。
（3）、抗渗漏试验
在地下室外墙裂缝处理完毕且地下室外墙防水施工结束且室外土方回填后，应进行地下室外墙抗渗漏试验，若发现地下室外墙体内侧表面有湿渍或有渗漏现象发生，应及时采取堵漏处理措施进行修补：
采用高压注射法，将追水堵漏剂用注射针头射入砼裂缝中。膨胀聚氨酯在高压下能渗透到各种缝隙及砼毛细管中，追踪裂缝、遇水膨胀，将各种砼缝隙、砼毛细管充满，从而达到止渗、堵漏效果，真正做到不渗不漏。
七、施工安全及文明施工
1、现场施工人员应穿工作服，同时还须佩戴口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟。
2、配置及使用胶的场所必须保持良好的通风。 
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