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摘要:随着城市建设的快速发展,地下车库、地下人防、地下商场等地下用房大量建成并投入使用,由于设计、施工等方面原因产生的地下室外墙裂缝也相当普遍,处理不好,常有渗漏,此时地下室基坑已回填土,治渗堵漏非常麻烦且不宜彻底根除,可以说严重的地下室外墙裂缝既影响正常使用,又给工程结构带来安全隐患。针对上述质量通病,近年来笔者不断总结工程实践经验,认真研究地下室混凝土板墙裂缝的防治,本文就此问题作一些探讨。
关键词:地下室混凝土板墙裂缝;防治
一、地下室混凝土板墙裂缝的特点
地下室混凝土板墙裂缝一般分为三类:表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。表面裂缝形成在混凝土表面,裂缝深度一般不超过15mm,宽度不大,大多数裂缝宽度≤0.2mm,超过0.3mm的裂缝很少,主要分布在墙长中部附近,墙长两端裂缝较少,地下室混凝土板墙裂缝以此种裂缝居多。深层裂缝部分切断了混凝土断面,贯穿裂缝完全切断了混凝土断面,这两种裂缝都会对结构产生较大的危害,影响和破坏结构的稳定性。如果不及时处理或处理不到位,表面裂缝可以发展成深层裂缝,最终形成贯穿裂缝,因此,即使是表面裂缝的防治也显得非常重要。
二、裂缝产生的主要原因
(一)设计方面
(1)存在后浇带、变形缝设置不科学,板墙钢筋规格、间距不合理,以及转弯处、结构截面突变处等薄弱点钢筋加强不到位等现象。实际施工过程中,往往存在后浇带设置不合理,甚至出现后浇带设置在楼梯位置,给施工带来不便,有些施工项目部为方便施工,不经设计同意,擅自变更后浇带位置和后浇带做法,而且也不采取其他技术措施,导致建筑物收缩、沉降不均,产生裂缝。另外,因地下室特殊环境的要求,地下室外墙钢筋迎水面保护层较大,一般为50mm,较厚的保护层使该部位混凝土收缩时不能获得钢筋的约束,形成裂缝。
(2)高层地下室外墙混凝土强度等级较高,强度等级一般不小于C50,高标号混凝土所使用的水泥多为52.5MPa普通硅酸盐水泥,水泥在水化过程中产生了大量的热量,使混凝土内部温度过高,地下室内侧室内环境密闭,温度变化不大,而外侧昼夜温差大,造成混凝土内部与外侧温差过大,产生的温度应力超过混凝土内外的约束力时,从而产生裂缝。
(二)施工方面
(1)模板拼缝不严,间隙较大,浇筑混凝土时产生漏浆,拆模后混凝土出现蜂窝麻面、裂缝,甚至漏筋。
(2)混凝土施工一般采用泵送技术,因混凝土性能需达到泵送要求,其坍落度要求较大,一般在18cm左右,泵送混凝土水泥、水掺量多,碎石粒小,使混凝土浇筑过程中水泥浆容易流失及硬化过程水分容易流失,导致收缩裂缝。另外,由于运输时间及浇筑时间过长造成混凝土离析,在进行二次搅拌后,塌落度仍不能满足施工要求,有时施工单位图方便直接加水,擅自增大水灰比,浇筑后极易流失水分,造成混凝土强度降低和产生收缩裂缝。
(3)混凝土浇筑不规范,振捣不到位。地下室板墙不同标号的混凝土浇筑时间间隔较长、超过混凝土初凝时间,形成冷缝。地下室外墙一般较高,需要分层浇筑,有时上层混凝土未能及时在下层混凝土初凝前完成覆盖下层混凝土,振动棒插入深度过浅,达不到要求的进入下层混凝土500 mm左右,使上下层混凝土不能充入融合,形成冷缝。另外,经常出现过振、漏振,过振会出现混凝土离析、泌水及气泡,导致外墙产生裂缝的可能性加大,漏振会出现混凝土不密实,有孔洞,后期收缩明显。
(4)混凝土浇筑后,养护不及时或养护不周,也会导致混凝土收缩过大,造成裂缝。
三、裂缝的防治措施
(一)优化结构设计
(1)在保证设计配筋率的情况下,优先采用直径小、间距小的螺纹钢筋,钢筋间距一般不超过150mm。钢筋混凝土结构由于钢筋与混凝土之间的粘结力(握裹力),使得两者能够形成整体共同受力,而粘结力与钢筋表面积、混凝土强度等因素有关,相对于大直径钢筋,小而密的钢筋会增加粘结面的面积,提高粘结力。在结构设计中,应避免应力集中,结构断面突变位置,应做局部处理,采用逐渐变化的过渡形式,对于跨度较大、墙高过大的部位,设计应考虑增加暗柱、暗梁,以提高结构的整体性和刚度,减少变形。另外,对于较厚(500mm以上)的地下室外墙,越厚越容易开裂,有些工程做法是在主筋外侧保护层内增加钢筋网片(Ф4或Ф6),可显著提高混凝土表面的抗裂性能,减少裂缝。
(2)设置后浇带,应遵循“数量适当、位置合理”的原则,根据规范要求,同一建筑的基础一般沿墙长30—40米设置收缩后浇带。当高层建筑与裙房基础相连且不设沉降缝时,应在裙房一侧设置沉降后浇带,宜设在距主楼边柱的第2跨内。
(二)改善混凝土性能
(1)地下室外墙一般较长、较高、较厚,在浇筑混凝土时因其水泥水化热大量聚集,极易使内外形成较大的温差,产生温度应力,形成裂缝,因此应优先选用水化热较低的水泥,降低水泥水化热所产生的热量。
(2)选择合适的缓凝、减水剂,特别是夏季施工,加入缓凝剂后,可延长混凝土的凝结时间,充分释放水泥水化热;选择高效抗渗抗裂剂,增强混凝土抗收缩裂缝的能力。
(3)控制好混凝土的塌落度,在满足混凝土运输和施工的前提下,尽量减少入模塌落度。如果入模前,混凝土塌落度损失较大,应加入原水灰比的水泥浆或掺加减水剂进行搅拌,严禁直接加水。
(三)科学规范施工
(1)模板应表面平整、洁净,并刷脱模剂,模板拼缝严密,不漏浆,木模浇筑混凝土前要充分湿润表面,保证混凝土浇筑后有光滑的表面,能有效抵抗外墙压力水的渗透。模板支撑体系应牢固、稳定,有足够的强度、刚度和稳定性,保证浇筑过程不变形、不破坏。
(2)穿墙预留套管除加焊止水环外,应注意外墙洞口结构加强,按照设计和规范要求配置加强钢筋,防治因结构截面削弱产生裂缝。
(3)混凝土入模后应及时振捣,做到既不漏振,也不过振,重点部位如上下层混凝土交界处应做好二次振捣工作。
(4)墙体混凝土浇筑完后,适当延缓拆模时间,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过大,待墙体内部水化热基本释放,再拆除模板。在此之前,将模板松动,保证养护用水进入混凝土表面。
(5)改善养护方法,混凝土外墙除涂抹养护剂外,也可边拆模边在外侧利用对拉螺栓铺挂保水性好的草袋进行养护,保持混凝土表面的湿润,同时可防止混凝土外墙内外温差过大,收缩不均匀。
(6)减少地下室混凝土外墙外露时间,在地下室外墙施工完毕后,尽早进行防水施工和基坑回填,避免地下室外墙长时间暴露在大气中。
四、裂缝处理
(一)处理原则
对已经产生的裂缝,要先通过观察、检测,认真分析原因,根据裂缝性质作出针对性的处理措施,一般情况下,温度裂缝、收缩裂缝待裂缝发展到最宽的时候再进行处理,沉降裂缝待沉降基本稳定后再进行处理。
(二)处理方法
(1)当裂缝宽度小于0.2mm,水头压力不大时,裂缝容易自愈,为此,对于小于0.2mm宽度的裂缝,一般仅需作表层处理,外墙防水施工前,先涂两遍渗透结晶堵漏材料,使其渗入裂缝达到提高防水的目的。
(2)裂缝宽度大于0.2mm,沿裂缝剔凿成v形或八字形小凹槽,用清水冲洗干净,待干燥后刷两层环氧树脂浆液,再用填充环氧胶泥压实。外墙防水施工时在裂缝两侧各加150mm宽的防水附加层。
(3)如果裂缝较宽、较深,可正对裂缝位置打直孔,孔度比裂缝深10—20mm,通过埋设注浆嘴进行压力注浆使裂缝充实,经检查无缺陷现象后,剔除注浆嘴,堵塞密实注浆孔后,进行防水施工,在防水前涂刷水泥基渗透结晶堵漏材料,防水施工时在裂缝两侧各加150mm宽的防水附加层。
五、结束语
针对地下室外墙裂缝产生的可能原因,笔者在工程实践中采取了相应的防治措施,取得较好的效果,施工完成的几个地下室外墙裂缝都很少,没有发现渗漏现象。
关键词:地下室混凝土板墙裂缝;防治
一、地下室混凝土板墙裂缝的特点
地下室混凝土板墙裂缝一般分为三类:表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。表面裂缝形成在混凝土表面,裂缝深度一般不超过15mm,宽度不大,大多数裂缝宽度≤0.2mm,超过0.3mm的裂缝很少,主要分布在墙长中部附近,墙长两端裂缝较少,地下室混凝土板墙裂缝以此种裂缝居多。深层裂缝部分切断了混凝土断面,贯穿裂缝完全切断了混凝土断面,这两种裂缝都会对结构产生较大的危害,影响和破坏结构的稳定性。如果不及时处理或处理不到位,表面裂缝可以发展成深层裂缝,最终形成贯穿裂缝,因此,即使是表面裂缝的防治也显得非常重要。
二、裂缝产生的主要原因
(一)设计方面
(1)存在后浇带、变形缝设置不科学,板墙钢筋规格、间距不合理,以及转弯处、结构截面突变处等薄弱点钢筋加强不到位等现象。实际施工过程中,往往存在后浇带设置不合理,甚至出现后浇带设置在楼梯位置,给施工带来不便,有些施工项目部为方便施工,不经设计同意,擅自变更后浇带位置和后浇带做法,而且也不采取其他技术措施,导致建筑物收缩、沉降不均,产生裂缝。另外,因地下室特殊环境的要求,地下室外墙钢筋迎水面保护层较大,一般为50mm,较厚的保护层使该部位混凝土收缩时不能获得钢筋的约束,形成裂缝。
(2)高层地下室外墙混凝土强度等级较高,强度等级一般不小于C50,高标号混凝土所使用的水泥多为52.5MPa普通硅酸盐水泥,水泥在水化过程中产生了大量的热量,使混凝土内部温度过高,地下室内侧室内环境密闭,温度变化不大,而外侧昼夜温差大,造成混凝土内部与外侧温差过大,产生的温度应力超过混凝土内外的约束力时,从而产生裂缝。
(二)施工方面
(1)模板拼缝不严,间隙较大,浇筑混凝土时产生漏浆,拆模后混凝土出现蜂窝麻面、裂缝,甚至漏筋。
(2)混凝土施工一般采用泵送技术,因混凝土性能需达到泵送要求,其坍落度要求较大,一般在18cm左右,泵送混凝土水泥、水掺量多,碎石粒小,使混凝土浇筑过程中水泥浆容易流失及硬化过程水分容易流失,导致收缩裂缝。另外,由于运输时间及浇筑时间过长造成混凝土离析,在进行二次搅拌后,塌落度仍不能满足施工要求,有时施工单位图方便直接加水,擅自增大水灰比,浇筑后极易流失水分,造成混凝土强度降低和产生收缩裂缝。
(3)混凝土浇筑不规范,振捣不到位。地下室板墙不同标号的混凝土浇筑时间间隔较长、超过混凝土初凝时间,形成冷缝。地下室外墙一般较高,需要分层浇筑,有时上层混凝土未能及时在下层混凝土初凝前完成覆盖下层混凝土,振动棒插入深度过浅,达不到要求的进入下层混凝土500 mm左右,使上下层混凝土不能充入融合,形成冷缝。另外,经常出现过振、漏振,过振会出现混凝土离析、泌水及气泡,导致外墙产生裂缝的可能性加大,漏振会出现混凝土不密实,有孔洞,后期收缩明显。
(4)混凝土浇筑后,养护不及时或养护不周,也会导致混凝土收缩过大,造成裂缝。
三、裂缝的防治措施
(一)优化结构设计
(1)在保证设计配筋率的情况下,优先采用直径小、间距小的螺纹钢筋,钢筋间距一般不超过150mm。钢筋混凝土结构由于钢筋与混凝土之间的粘结力(握裹力),使得两者能够形成整体共同受力,而粘结力与钢筋表面积、混凝土强度等因素有关,相对于大直径钢筋,小而密的钢筋会增加粘结面的面积,提高粘结力。在结构设计中,应避免应力集中,结构断面突变位置,应做局部处理,采用逐渐变化的过渡形式,对于跨度较大、墙高过大的部位,设计应考虑增加暗柱、暗梁,以提高结构的整体性和刚度,减少变形。另外,对于较厚(500mm以上)的地下室外墙,越厚越容易开裂,有些工程做法是在主筋外侧保护层内增加钢筋网片(Ф4或Ф6),可显著提高混凝土表面的抗裂性能,减少裂缝。
(2)设置后浇带,应遵循“数量适当、位置合理”的原则,根据规范要求,同一建筑的基础一般沿墙长30—40米设置收缩后浇带。当高层建筑与裙房基础相连且不设沉降缝时,应在裙房一侧设置沉降后浇带,宜设在距主楼边柱的第2跨内。
(二)改善混凝土性能
(1)地下室外墙一般较长、较高、较厚,在浇筑混凝土时因其水泥水化热大量聚集,极易使内外形成较大的温差,产生温度应力,形成裂缝,因此应优先选用水化热较低的水泥,降低水泥水化热所产生的热量。
(2)选择合适的缓凝、减水剂,特别是夏季施工,加入缓凝剂后,可延长混凝土的凝结时间,充分释放水泥水化热;选择高效抗渗抗裂剂,增强混凝土抗收缩裂缝的能力。
(3)控制好混凝土的塌落度,在满足混凝土运输和施工的前提下,尽量减少入模塌落度。如果入模前,混凝土塌落度损失较大,应加入原水灰比的水泥浆或掺加减水剂进行搅拌,严禁直接加水。
(三)科学规范施工
(1)模板应表面平整、洁净,并刷脱模剂,模板拼缝严密,不漏浆,木模浇筑混凝土前要充分湿润表面,保证混凝土浇筑后有光滑的表面,能有效抵抗外墙压力水的渗透。模板支撑体系应牢固、稳定,有足够的强度、刚度和稳定性,保证浇筑过程不变形、不破坏。
(2)穿墙预留套管除加焊止水环外,应注意外墙洞口结构加强,按照设计和规范要求配置加强钢筋,防治因结构截面削弱产生裂缝。
(3)混凝土入模后应及时振捣,做到既不漏振,也不过振,重点部位如上下层混凝土交界处应做好二次振捣工作。
(4)墙体混凝土浇筑完后,适当延缓拆模时间,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过大,待墙体内部水化热基本释放,再拆除模板。在此之前,将模板松动,保证养护用水进入混凝土表面。
(5)改善养护方法,混凝土外墙除涂抹养护剂外,也可边拆模边在外侧利用对拉螺栓铺挂保水性好的草袋进行养护,保持混凝土表面的湿润,同时可防止混凝土外墙内外温差过大,收缩不均匀。
(6)减少地下室混凝土外墙外露时间,在地下室外墙施工完毕后,尽早进行防水施工和基坑回填,避免地下室外墙长时间暴露在大气中。
四、裂缝处理
(一)处理原则
对已经产生的裂缝,要先通过观察、检测,认真分析原因,根据裂缝性质作出针对性的处理措施,一般情况下,温度裂缝、收缩裂缝待裂缝发展到最宽的时候再进行处理,沉降裂缝待沉降基本稳定后再进行处理。
(二)处理方法
(1)当裂缝宽度小于0.2mm,水头压力不大时,裂缝容易自愈,为此,对于小于0.2mm宽度的裂缝,一般仅需作表层处理,外墙防水施工前,先涂两遍渗透结晶堵漏材料,使其渗入裂缝达到提高防水的目的。
(2)裂缝宽度大于0.2mm,沿裂缝剔凿成v形或八字形小凹槽,用清水冲洗干净,待干燥后刷两层环氧树脂浆液,再用填充环氧胶泥压实。外墙防水施工时在裂缝两侧各加150mm宽的防水附加层。
(3)如果裂缝较宽、较深,可正对裂缝位置打直孔,孔度比裂缝深10—20mm,通过埋设注浆嘴进行压力注浆使裂缝充实,经检查无缺陷现象后,剔除注浆嘴,堵塞密实注浆孔后,进行防水施工,在防水前涂刷水泥基渗透结晶堵漏材料,防水施工时在裂缝两侧各加150mm宽的防水附加层。
五、结束语
针对地下室外墙裂缝产生的可能原因,笔者在工程实践中采取了相应的防治措施,取得较好的效果,施工完成的几个地下室外墙裂缝都很少,没有发现渗漏现象。