明珠花园综合楼工程地下室外墙裂缝及预防与控制措施.doc

明珠花园综合楼工程地下室外墙裂缝的预防与控制措施秦文俊 郭庆华江苏正太建设集团股份有限公司摘 要 针对地下室侧墙裂缝的的原因、影响、提出了预防及修补措施关键词 混凝土 裂缝 预防 修补明珠花园综合楼工程，北临珠江路，南靠秦淮河，为一裙两塔结构，地下二层，裙房五层，塔楼十六层，总建筑面积21000平方米。地下室为人防工程，裙房用作电脑商场，塔楼为小型办公用房（亦可作住宅）。01、02两座塔楼沿裙房中间轴线对称布置，裙房平面范围为6020027200mm，每个塔楼平面为2510020800mm，两塔楼相距10000mm。地下室外墙砼强度等级为C40，防水等级为S8，地下室外墙厚度为350mm。在以往的地下室外墙砼施工过程中，我们在拆除模板后发现砼外墙随着时间的推移，不断出现不同数量、不同程度的竖向裂缝，早期裂缝一般出现在一个月内，中期裂缝约在六个月内，其中有些裂缝导致了砼外墙渗水，因此，如何控制裂缝也是地下室外墙砼施工的一个重要问题。1、砼裂缝产生的原因1.1裂缝的特征经过长时间的观察，我们发现地下室外墙裂缝主要位于：外墙转角、两柱的中间部位、墙柱结合部，而且几乎全为竖向裂缝。1.2裂缝产生的原因在地下室施工期间，几乎不存在什么沉降裂缝，而且沉降裂缝一般是45度方向的裂缝，因此，引起外墙开裂的主要因素应为砼的收缩变形。砼的收缩变形主要有以下几种：（1）自身收缩。砼硬化过程中由于化学作用引起的收缩，是化学结合水与水泥的化合结果，也称为硬化收缩。（2）塑性收缩。砼浇筑后4-15小时左右，水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水份急剧蒸发现象，引起失水收缩。（3）碳化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。碳化速度随二氧化碳浓度的增加而加快，碳化收缩与干燥收缩共同作用而导致表面开裂和面层碳化。（4）干燥收缩（失水收缩）。水泥石在干燥和水湿的环境中要产生干缩和湿胀现象，最大的收缩是发生在第一次干燥之后。（5）温度收缩。砼温度下降时产生的线收缩。这种收缩的时间持续到砼内外温度基本平衡（一般在30天左右）后消失。砼浇筑初期是升温阶段，处于塑性状态，砼的弹性模量值很小，此时由于变形引起的温度应力一般忽略不计，但经数日，砼的弹性模量的上升而显著增大。针对地下室砼外墙而言，砼的干燥收缩和温度收缩是裂缝产生的主要原因。2、砼裂缝的后果2.1裂缝的界限砼的裂缝是不可避免的，其微观裂缝是本身物理力学性质决定的，工程最常见的裂缝如：温度裂缝、收缩裂缝等裂缝，一般都不危及结构安全。根据砼结构设计规范（GB50010-2002）的规定：室内潮湿环境下的砼结构的最大裂缝宽度不得大于0.2mm。根据砼结构加 固技术规范（CECS25-90）的规定：露天或室内高湿度环境下的砼结构的最大裂缝宽度小于或等于0.3mm，仍属基本满足设计要求，不需加固。由此可见，地下室砼结构的最大裂缝宽度应小于0.3mm，在此范围内应视为正常。2.2裂缝对建筑物的影响当裂缝宽度在0.1-0.2mm左右，水头压力不大（水头小于15-20m）容易出现自愈现象，这是由于砼中存在石灰矿物质，当外界水分通过裂缝向内渗流时，水与砼裂缝处的石灰CaO化合形成氢氧化钙Ca(OH)2,游离氢氧化钙又是很容易溶于水的矿物质，它必然沿着裂缝向室内浸出，室内空气中存在CO2，与渗水带出的氢氧化钙结合形成碳酸钙沉积在裂缝的表面和里面，渗漏减缓最后全部自封和自愈。当裂缝宽度超过0.3mm时，虽然较低的压力水对裂缝侧壁进行冲刷，氢氧化钙与碳酸钙都被水冲走而无法稳定沉淀下来，裂缝漏水量随时间越来越大。渗水量的增大，必然影响地下室的正常使用，严重的还会导致渗漏处钢筋锈蚀，危害结构安全。因此，在施工中我们应严格控制宽度大于0.3mm的裂缝的产生，做好预防和补救措施。3、裂缝的预防与控制（1）优化设计在地下一层与地下二层之间增设暗圈梁一道，增设暗圈梁可以增加剪力墙的抗裂度，阻止裂缝向上延伸发展。调整水平钢筋的直径和间距，减少钢筋直径，加大钢筋密度。根据我们以往的施工经验，不仅水平钢筋的疏密程序对混凝土墙体开裂有很大影响，而且钢筋的外形对开裂也有一定的影响，这是由于钢筋对混凝土变形的抑制作用是通过钢筋表面与混凝土之间的粘结力实现的。粘结力越大，抑制力越强。粘结力的大小与钢筋表面积、表面形状、混凝土的强度和应变大小等因素有关。地下室外侧配筋12100，内侧为14200，全部采用螺纹钢，因为光圆钢筋的粘结强度仅为螺纹钢的60。同时，将水平钢筋设置于竖向钢筋外侧。（2）设置砼后浇带（后浇缝）由于本工程为一裙两塔，我们在裙房中轴线设置了一道宽度为1000的后浇带，根据砼的收缩量，温度及收缩变形在3-6个月内达一半以上，此时进行填充封闭效果最佳。在地下室砼施工后140天，我们采用UAE微膨胀砼对后浇带进行了封闭。在本公司施工的其他几个地下室工程中，有的工程由于未设置后浇带，我们则采用留置后浇缝的方法，该措施既经济，也能有效地防止外墙砼开裂。具体作法是：通过计算外墙钢筋砼的收缩预估，并将其与砼极限变形值相比较，根据比较结果，在外墙浇筑时，每隔一段距离设一垂直后浇缝，垂直后浇缝一般设在应力可能集中的外墙转角附近，且又要便于以后施工。后浇缝距离一般 30米左右为适宜，施工缝宽度一般采用800mm左右，后浇缝处的防水构造措施同地下室工程后浇带，即在后浇缝处加设一道防水卷材附加层，并且后浇缝的砼采用高一等级有微膨胀砼浇筑。根据施工特点，垂直后浇缝砼的浇筑时间宜在外墙砼浇筑后15天-28天。浇筑时新旧交接处应凿毛、清理、浇水湿润处理。（3）采用合理的浇筑方法采用薄层连续浇筑方法，确保砼浇筑振捣均匀密实。因地下室侧墙高度高，配筋又密，施工时振捣比较困难，严禁从一部分一次浇到顶，让混凝土自由流平，再移动铺料管再浇下一段。（4）调整配合比结构，降低砼收缩量a）通过掺用高效减水剂，减少砼的单位用水量，从而减少砼中多余水份的蒸发，达到降低砼的收缩量的目的。b）掺用优质粉煤灰，可以减少干燥收缩（5）加强地下室外墙砼的早期合理养护。砼干缩随龄期增长而减少，而大部分干缩发生在早龄期，而早龄期砼抗拉强度低。因而，砼易在早龄期发生干缩裂缝。为此，加强砼早期湿养护，可以推迟产生收缩的时间。这样也可以减少干缩裂缝。在砼浇筑24小时后，松开外墙两侧模板，但不拆除，进行浇水养护；这样能起到保湿作用。拆模后，在砼外墙上覆盖一层草袋，使用喷淋管进行养护，即用直径100的塑料管沿外墙布置，管上钻上若干小洞，接上水源后，形成自动喷淋，使砼外墙保持湿润状态，从而减少裂缝。（6）在地下室外墙防水做完后，及时进行回填砂或土。因为砂和土壤均有良好的孤保水性能，是混凝土较佳的养护介质，并能减少外墙板与大气的温度和湿度差异过大而形成的收缩应力，可有效防止砼后期裂适的扩展。4、裂缝的处理由于地下室外墙是要承受一定的水压且常在潮湿环境中的结构，其允许的裂缝宽度为0.3mm。因此对于大于0.3mm的裂缝应进行修复处理，裂缝修补材料我们主要采用氰凝灌浆料。氰凝灌浆料的工作原理，以过量的异氰酸酯在一定条件下与羟基的聚醚反应，生成低聚氨酯，并与表面活性剂、乳化剂、催化剂配合生成浆液。浆液不遇水是稳定的，遇水发生放出C02气体，使浆液膨胀，并向四周渗透扩散，因而有较大的渗透半径和凝固体积比。具有因结体稳定性高、有较高的机械强度、耐磨、耐酸碱、耐老化、使用寿命长。修补方法主要有：外表层处理法，灌浆法和填充法。4.1外表层处理法外表层处理法是针对微细裂缝（裂缝宽度小于0.2mm），采用氰凝材料涂刷于地下室外墙裂缝表面，达到恢复其防水性及耐久性的修补方法。外表层处理法的施工要点是：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，干燥后用氰凝材料嵌补混凝土表面缺损，最后将外墙全部涂覆一遍，达到多道防水设防的目的。4.2高压灌浆法高压灌浆法是氰凝浆液灌入裂缝深部，达到恢复结构整体砼、耐久性及防水性的目的。适用于裂缝宽度较大（0.3mm）、深度较深的裂缝修补，尤其是受力裂缝的修补。4.3填充法大裂缝和接缝可以用胶凝性砂浆和油灰等堵缝材料来堵塞，为了堵塞能耐久和有效，把裂缝打扫干净并切割成V型槽，深20mm，使堵缝材料能很好地捣实。