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摘要:本文通过对地下室墙体混凝土裂缝产生的原因进行了分析和探讨,从而总结出应对地下室墙体产生裂缝的防治措施和修复方法,同时对地下室的防水抗渗及提高工程质量具有一定的指导和帮助作用。
关键词:墙体裂缝;原因;防治措施;修复
随着现代化城市的迅猛发展,土地资源也越来越稀缺,因此,高层建筑所占比例也越来越大,而随着高层基础的设计深度增加,为节约用地,现所有的高层建筑也都设计有地下室,然而地下室墙体在施工阶段却经常会出现不同程度、不同数量的墙体裂缝。本人根据多年现场的监理工作经验,对地下室墙体混凝土裂缝产生的原因和处理的方法进行了分析探讨,供大家参考,不足之处请各位专家及广大同仁批评指正。
一、地下室墙体混凝土裂缝原因
地下室墙体裂缝产生的原因错综复杂,它与地下室形状、设计构造、外墙长度、配筋及施工条件等都存在着一定的必然联系,但主要原因有以下四种情况:
1、混凝土在干燥收缩时受到钢筋、边界约束后拉裂而产生的裂缝
混凝土干燥收缩是指置于饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形。混凝土中的水和周围的空气处于某一平衡状态,如温度改变,就使的周围介质空气的状态发生变化,而混凝土就会因此产生干燥收缩。干燥收缩包括发生在开始阶段不可逆收缩和再潮湿后的体积膨胀,及后期干燥时发生的可逆收缩,而混凝土在收缩状态时因在受到钢筋、边界约束后拉裂就产生了裂缝。
当然同时影响混凝土干燥的因素还有:水灰比、水化程度、养护温度、含水量、水泥含量、构件厚度、体积和表面积之比、相对温度、干燥速率、干燥时间等。
2、混凝土温度收缩应力作用产生的裂缝
混凝土在硬化的过程中发生收缩,温度变化时会热胀冷缩,当这两种变形受到约束后,在结构内部就会产生收缩应力和温度应力,这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝。图1 为地下室长墙承受降温和收缩作用时,产生了收缩变形,而引起的竖向裂缝。
图1
4、外作用力对墙体引起的裂缝
外作用力对墙体所引起的裂缝大致有三种情况;
1、由于地下室墙未同时拆模,先拆一边,另一边模板作为支撑再新浇混凝土墙新增的一个侧向压力所产生的裂缝。
2、地下室墙外回填土太早,使回填土从墙外向内侧挤压,因早期混凝土强度低,容易产生裂缝。
3、因地基基础沉降不均匀,造成墙体与梁板结构裂缝等。
二、地下室墙体混凝土裂缝的预防措施
1、设计方面:根据本建筑具体情况,选择适当的外墙厚度,1~2层地下室宜选400~500mm厚,3~4层地下室的下两层宜选用600~800mm厚;地下室外墙每隔3~4m设附墙或暗柱,在外墙顶部、1/2墙高处,水平施工缝处设置暗梁,加强侧墙刚度能够有效地防止裂缝产生;外墙水平钢筋设置在竖向钢筋外侧,间距≤150mm;采用冷轧带肋钢筋焊接网片或采用无粘结预应力钢筋混凝土技术,抗裂效果较明显;混凝土宜采用中强度(C30~C40)。
2、有效设置外墙垂直后浇带
图2
后浇带设置原理是利用了混凝土早期收缩量大的特性,为释放早期混凝土收缩应力,减小以收缩为主的变形而设置的“临时性”收缩缝,所以结合多年本人几个较大工程的监理实践,深感对后浇带的做法必须予以重视,因如处理不好,不仅起不到预期的效果,还会留下结构隐患。图2即为某工程中后浇带没有处理干净,支撑系统也不到位,导致地下室顶板沿后浇带出现了明显的渗漏痕迹。
因此:根据本人的工程监理实践经验就后浇带施工时需要注意以下几个问题:
①后浇带两侧宜设钢筋网片,防止主体混凝土流入后浇带。
②后浇带混凝土浇筑前应清理凿毛,浇筑时振捣密实,精心养护。
③后浇带两侧支撑保证稳定可靠,后浇带混凝土达设计强度时方可拆除。
3、原材料及配合比:水泥应选用水化热较低的品种;砂采用中、粗砂。细度模数不低于2.6;石子在满足可泵性的条件下,尽可能选择大粒径、连续级配,砂石含泥量控制在1.5%之内;混凝土中掺入适量的膨胀剂,以补偿混凝土收缩;优化配合比,混凝土的入泵坍落度最好控制在160~180mm内,在确保混凝土和易性的前提下,降低水灰比,适当提高砂率和砂比,以减少毛细孔的数量和孔径。
4、施工养护方面:钢筋绑扎的间距、尺寸、保护的厚度必须要严格按设计和规范要求进行施工制作,外墙内外层钢筋之间用方箍加以支撑,纵横向钢筋采用每点绑扎;混凝土浇筑时,下料厚度控制在60CM左右,下料高度不超过3M,振动时要快插慢拔,暗柱和暗梁处仔细振捣;混凝土终凝后,立即开始浇水养护,尽量晚拆模板,实行带模养护(一般在3d以上),拆模前从板墙上口浇水养护,拆模后可采用在塑管或钢管上打细而密的孔眼,利用水的压力对墙全长淋水养护,养护时间不少于15天;并减少外作用力对混凝土的冲击,同时做好施工防水层和土方回填等等,这样才有利于混凝土后期强度增强,对混凝土抗裂大有好处。图3即为顶板钢筋保护层不够导致的局部漏筋,最终导致墙体裂缝渗漏。
图3
三、地下室墙体混凝土裂缝的修复方法
当地下室墙体混凝土如发生裂缝,在确认裂缝在不降低承载力情况下,必须对超过规范的裂缝进行处理,提高结构的耐久性和防水能力。其修补方法有;表面处理法、灌浆法和填充法等,其修补的材料主要采用環氧树脂、改性环氧树脂、弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏及渗透性防水剂等等。
1、表面处理法:是针对缝宽<0.2mm的微细裂缝,处理时首先用钢丝刷将混凝土表面刷毛,清除表面附着污物,用水冲洗干净,干燥后先用环氧胶或树脂浸渍玻璃布嵌补混凝土表面缺损,然后进行防水材料进行涂刷,每隔3~5min涂一次,至涂层厚度达到l mm左右为止,
如果单纯以防水为目地,也可采用涂刷沥青等方法进行处理。
2、高压灌浆法:是适用于缝度>0.2mm,深度较深或贯通的裂缝修补。首先在裂缝处安设灌浆嘴,其他部位用表面处理法封住,采用空气压缩机将树脂浆液、聚合物水泥浆灌入裂缝深部,待缝内浆液达到初凝而不外流时,拆下灌浆嘴,用环氧树脂胶泥将注入用管封闭,从而达到恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。
3、填充法:是适用于大裂缝和接缝的修补,先把裂缝凿成V型槽,再用钢丝刷刷净,采用P.O42.5#以上水泥配成1:1水泥砂浆或树脂砂浆等材料仔细捣实,填充后待填充料充分硬化后,再用砂轮或抛光机将表面磨光,最后在裂缝两侧各加150mm宽的范围做防水附加层。
四、结束语
综上所述;地下室剪力墙体产生裂缝原因很多,但应针对成因,贯彻以预防为主的原则,加强对设计、施工及养护等各方面的管理,严格执行相关规范要求,就可以减少地下室墙体裂缝问题,而一旦发现存在裂缝,就应进行全面调查,查明原因,选择合理的修补方案,这样才能确保结构安全和不必要的经济损失,但如何从根本上杜绝外墙裂缝的产生,还有待于今后工程实践中继续探讨和总结。
参考文献:
[1]《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2002
[2]《地下工程防水技术规范》GB50108-2008
[3]钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)
[4]徐荣年,徐欣磊.工程结构裂缝控制——“王铁梦法”应用实例集(第二集).北京:中国建筑工业出版社
关键词:墙体裂缝;原因;防治措施;修复
随着现代化城市的迅猛发展,土地资源也越来越稀缺,因此,高层建筑所占比例也越来越大,而随着高层基础的设计深度增加,为节约用地,现所有的高层建筑也都设计有地下室,然而地下室墙体在施工阶段却经常会出现不同程度、不同数量的墙体裂缝。本人根据多年现场的监理工作经验,对地下室墙体混凝土裂缝产生的原因和处理的方法进行了分析探讨,供大家参考,不足之处请各位专家及广大同仁批评指正。
一、地下室墙体混凝土裂缝原因
地下室墙体裂缝产生的原因错综复杂,它与地下室形状、设计构造、外墙长度、配筋及施工条件等都存在着一定的必然联系,但主要原因有以下四种情况:
1、混凝土在干燥收缩时受到钢筋、边界约束后拉裂而产生的裂缝
混凝土干燥收缩是指置于饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形。混凝土中的水和周围的空气处于某一平衡状态,如温度改变,就使的周围介质空气的状态发生变化,而混凝土就会因此产生干燥收缩。干燥收缩包括发生在开始阶段不可逆收缩和再潮湿后的体积膨胀,及后期干燥时发生的可逆收缩,而混凝土在收缩状态时因在受到钢筋、边界约束后拉裂就产生了裂缝。
当然同时影响混凝土干燥的因素还有:水灰比、水化程度、养护温度、含水量、水泥含量、构件厚度、体积和表面积之比、相对温度、干燥速率、干燥时间等。
2、混凝土温度收缩应力作用产生的裂缝
混凝土在硬化的过程中发生收缩,温度变化时会热胀冷缩,当这两种变形受到约束后,在结构内部就会产生收缩应力和温度应力,这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝。图1 为地下室长墙承受降温和收缩作用时,产生了收缩变形,而引起的竖向裂缝。
图1
4、外作用力对墙体引起的裂缝
外作用力对墙体所引起的裂缝大致有三种情况;
1、由于地下室墙未同时拆模,先拆一边,另一边模板作为支撑再新浇混凝土墙新增的一个侧向压力所产生的裂缝。
2、地下室墙外回填土太早,使回填土从墙外向内侧挤压,因早期混凝土强度低,容易产生裂缝。
3、因地基基础沉降不均匀,造成墙体与梁板结构裂缝等。
二、地下室墙体混凝土裂缝的预防措施
1、设计方面:根据本建筑具体情况,选择适当的外墙厚度,1~2层地下室宜选400~500mm厚,3~4层地下室的下两层宜选用600~800mm厚;地下室外墙每隔3~4m设附墙或暗柱,在外墙顶部、1/2墙高处,水平施工缝处设置暗梁,加强侧墙刚度能够有效地防止裂缝产生;外墙水平钢筋设置在竖向钢筋外侧,间距≤150mm;采用冷轧带肋钢筋焊接网片或采用无粘结预应力钢筋混凝土技术,抗裂效果较明显;混凝土宜采用中强度(C30~C40)。
2、有效设置外墙垂直后浇带
图2
后浇带设置原理是利用了混凝土早期收缩量大的特性,为释放早期混凝土收缩应力,减小以收缩为主的变形而设置的“临时性”收缩缝,所以结合多年本人几个较大工程的监理实践,深感对后浇带的做法必须予以重视,因如处理不好,不仅起不到预期的效果,还会留下结构隐患。图2即为某工程中后浇带没有处理干净,支撑系统也不到位,导致地下室顶板沿后浇带出现了明显的渗漏痕迹。
因此:根据本人的工程监理实践经验就后浇带施工时需要注意以下几个问题:
①后浇带两侧宜设钢筋网片,防止主体混凝土流入后浇带。
②后浇带混凝土浇筑前应清理凿毛,浇筑时振捣密实,精心养护。
③后浇带两侧支撑保证稳定可靠,后浇带混凝土达设计强度时方可拆除。
3、原材料及配合比:水泥应选用水化热较低的品种;砂采用中、粗砂。细度模数不低于2.6;石子在满足可泵性的条件下,尽可能选择大粒径、连续级配,砂石含泥量控制在1.5%之内;混凝土中掺入适量的膨胀剂,以补偿混凝土收缩;优化配合比,混凝土的入泵坍落度最好控制在160~180mm内,在确保混凝土和易性的前提下,降低水灰比,适当提高砂率和砂比,以减少毛细孔的数量和孔径。
4、施工养护方面:钢筋绑扎的间距、尺寸、保护的厚度必须要严格按设计和规范要求进行施工制作,外墙内外层钢筋之间用方箍加以支撑,纵横向钢筋采用每点绑扎;混凝土浇筑时,下料厚度控制在60CM左右,下料高度不超过3M,振动时要快插慢拔,暗柱和暗梁处仔细振捣;混凝土终凝后,立即开始浇水养护,尽量晚拆模板,实行带模养护(一般在3d以上),拆模前从板墙上口浇水养护,拆模后可采用在塑管或钢管上打细而密的孔眼,利用水的压力对墙全长淋水养护,养护时间不少于15天;并减少外作用力对混凝土的冲击,同时做好施工防水层和土方回填等等,这样才有利于混凝土后期强度增强,对混凝土抗裂大有好处。图3即为顶板钢筋保护层不够导致的局部漏筋,最终导致墙体裂缝渗漏。
图3
三、地下室墙体混凝土裂缝的修复方法
当地下室墙体混凝土如发生裂缝,在确认裂缝在不降低承载力情况下,必须对超过规范的裂缝进行处理,提高结构的耐久性和防水能力。其修补方法有;表面处理法、灌浆法和填充法等,其修补的材料主要采用環氧树脂、改性环氧树脂、弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏及渗透性防水剂等等。
1、表面处理法:是针对缝宽<0.2mm的微细裂缝,处理时首先用钢丝刷将混凝土表面刷毛,清除表面附着污物,用水冲洗干净,干燥后先用环氧胶或树脂浸渍玻璃布嵌补混凝土表面缺损,然后进行防水材料进行涂刷,每隔3~5min涂一次,至涂层厚度达到l mm左右为止,
如果单纯以防水为目地,也可采用涂刷沥青等方法进行处理。
2、高压灌浆法:是适用于缝度>0.2mm,深度较深或贯通的裂缝修补。首先在裂缝处安设灌浆嘴,其他部位用表面处理法封住,采用空气压缩机将树脂浆液、聚合物水泥浆灌入裂缝深部,待缝内浆液达到初凝而不外流时,拆下灌浆嘴,用环氧树脂胶泥将注入用管封闭,从而达到恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。
3、填充法:是适用于大裂缝和接缝的修补,先把裂缝凿成V型槽,再用钢丝刷刷净,采用P.O42.5#以上水泥配成1:1水泥砂浆或树脂砂浆等材料仔细捣实,填充后待填充料充分硬化后,再用砂轮或抛光机将表面磨光,最后在裂缝两侧各加150mm宽的范围做防水附加层。
四、结束语
综上所述;地下室剪力墙体产生裂缝原因很多,但应针对成因,贯彻以预防为主的原则,加强对设计、施工及养护等各方面的管理,严格执行相关规范要求,就可以减少地下室墙体裂缝问题,而一旦发现存在裂缝,就应进行全面调查,查明原因,选择合理的修补方案,这样才能确保结构安全和不必要的经济损失,但如何从根本上杜绝外墙裂缝的产生,还有待于今后工程实践中继续探讨和总结。
参考文献:
[1]《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2002
[2]《地下工程防水技术规范》GB50108-2008
[3]钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)
[4]徐荣年,徐欣磊.工程结构裂缝控制——“王铁梦法”应用实例集(第二集).北京:中国建筑工业出版社