地下室混凝土剪力墙裂缝原因分析及防治措施.doc

地下室混凝土剪力墙裂缝原因分析及防治措施地下室混凝土剪力墙裂缝原因分析及防治措施 单位 单位 厦门协诚工程建设监理有限公司厦门协诚工程建设监理有限公司 姓名 姓名 邱堤明邱堤明 20132013 年年 6 6 月月 1 1 日日 I 摘 要 在高层建筑物中裂缝是地下室混凝土剪力墙常见的质量问题 引起裂缝的原因涉及建 筑的设计 施工以及周围荷载环境的变化等因素 由于建筑施工与使用环境变化引起建筑 物地下室混凝土剪力墙裂缝更为普遍 本文介绍了地下室混凝土剪力墙裂缝现象的特征 重点就裂缝本身的原因进行分析 并提出有效的裂缝防治措施和渗漏处理措施 以供类 似工程参考 关键词 混凝土 地下室剪力墙 裂缝原因 防治措施 渗漏处理措施 II 目目 录录 引引 言言 1 一 地下室混凝土剪力墙裂缝概述一 地下室混凝土剪力墙裂缝概述 1 一 地下室混凝土墙剪力墙裂缝的一般规律 1 二 地下室混凝土剪力墙裂缝原因分析 2 二 地下室混凝土剪力墙裂缝防治措施二 地下室混凝土剪力墙裂缝防治措施 3 一 结构设计 4 二 混凝土配合比 4 三 施工管理 5 三 地下室混凝土剪力墙裂缝的渗漏处理措施三 地下室混凝土剪力墙裂缝的渗漏处理措施 5 一 表面涂抹法 6 二 填充法 6 三 灌浆法 6 结论语结论语 7 参考文献参考文献 7 1 引引 言言 随着我国经济的高速发展和城市化进程的不断加快 高层建筑物数量日益增加 人 们对地下空间的需求也越来越大 地下室层数也随之增加 剪力墙成为地下室建设的重 要结构类型之一 地下室混凝土剪力墙除了要承受结构荷载外 还要起到防渗漏和围护 的作用 但由于温度变化 混凝土收缩 施工不当和外力作用等因素的影响 地下室剪 力墙结构在混凝土建筑物中容易产生裂缝 不仅影响到地下室的使用功能和使用寿命 而且对建筑的整体质量安全造成极大的威胁 严重情况很可能引起财产的损失和人员的 伤亡 因此 如何有效避免地下室剪力墙裂缝的产生成为目前业界人士急需解决的难题 之一 本文通过分析剪力墙裂缝产生的原因 提出一些有效防治措施和渗漏处理措施 尽可能避免混凝土裂缝的产生 确保建筑物的质量安全 一 地下室混凝土剪力墙裂缝概述一 地下室混凝土剪力墙裂缝概述 一 地下室混凝土墙剪力墙裂缝的一般规律 高层建筑物地下室混凝土剪力墙中产生的裂缝一般呈现以下规律 1 绝大多数裂缝 垂直地面且相互平行 也有斜向裂缝 一般倾斜不大 角度在 0 30 度范围内 2 绝大 多数裂缝为竖向通长裂缝 多数为贯穿性裂缝 中间宽两端逐渐变细而消失 3 裂缝宽 度一般不大 大多数裂缝宽度 0 3mm 4 裂缝多数出现在附墙柱两侧 1 2m 结构突 变 或断面突变 墙的中部等地方 5 裂缝出现时间多在拆模后不久 且拆模早开裂 多 6 夏季浇筑的混凝土比春秋季多 7 西南侧剪力墙比东北侧剪力墙多 8 气温骤 降 暴露时间长的开裂多 9 水平构造筋配筋率小 间距大的开裂多 10 强度等级高 的混凝土比强度等级低的混凝土开裂多 11 泵送商品混凝土比现场搅拌的混凝土开裂 多 2 二 地下室混凝土剪力墙裂缝原因分析 混凝土产生裂缝的机理 通常是因混凝土弹性模量较高而抗拉强度较低 当发生体 积变化时受到约束 或因受到荷载作用时 产生的拉应力大于该龄期混凝土的抗拉强度 导致混凝土产生裂缝 1 高层建筑物地下室混凝土剪力墙裂缝按其成因可分为两大类 一是外荷载引起的裂缝 二是由各种变形引起的裂缝 如温度变化 混凝土收缩 地基 不均匀沉降等 实际工程中由于变形引起的裂缝约占 80 对于超长建筑物地下室混凝土 剪力墙 温度变化和混凝土收缩的影响尤为突出 1 收缩变形 混凝土在空气中硬化时 其体积将在较长时间内不断缩小 这种收缩由混凝土在凝 结硬化过程中的化学反应产生的 凝缩 和混凝土自由水分的蒸发所产生的 干缩 两 部分组成 混凝土的收缩早期发展较快 以后逐渐变慢 一般在最初半年内收缩最大 可以完成全部收缩量的 80 95 2 温度变形 水热化所引起的温度变形的拆模进行混凝土的显著降温 使得混凝土出现的表面的 裂缝 随着降温的收缩以及温度的控制 外侧力整体的调整对于超过的裂缝向深处进行 发展 直至贯通 昼夜温差引起的温度变形基坑没有及时回填 墙体直接暴露于大气中 3 约束变形 工程规模越来越大 结构形式日趋复杂 超长 超厚成为广泛采用结构形式 这种 结构形式有显著约束作用 必然会因各种变形作用引起较大约束应力 2 4 设计问题 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 中规定 现浇钢筋混凝土地下室剪力墙 伸缩缝最大间距为 20m 露天 30m 室内或土中 但实际工程中地下室混凝土剪力 墙长绝大部分均超过此规定且剪力墙的水平筋仍按构造配置 这是剪力墙较易开裂的又 一原因 3 5 强度高的混凝土收缩大 强度高的混凝土与强度低的混凝土比较 其化学收缩和干燥收缩偏小 但塑性收缩 偏大 而温度收缩和自生收缩更大些 若混凝土变形受到约束 更容易产生裂缝 3 6 泵送混凝土收缩大 由于流动性及和易性的要求 预拌泵送混凝土与现场搅拌的混凝土相比 坍落度大 水泥用量多 水灰比大 砂率增多 骨料粒径减小 混凝土收缩率较大 容易开裂 7 地下室墙暴露时间较长 薄而长的地下室混凝土剪力墙对温度 湿度变化较敏感 实际施工中很难做到地下室 混凝土剪力墙完成后立即回填土方和完成地下室顶板 常因附加的温度收缩应力导致墙 体开裂 8 原材料和施工质量差 混凝土原材料质量不良 使用过期的膨胀剂 施工配合比不当 坍落度控制不好 施工过程中任意加水 混凝土震捣不密实 混凝土养护不良等因素 均会造成混凝土收 缩加大而产生裂缝 9 由于各种原因引起的建筑物基础不均匀沉降 使地下室剪力墙受拉而产生裂缝 二 地下室混凝土剪力墙裂缝防治措施二 地下室混凝土剪力墙裂缝防治措施 地下室混凝土剪力墙裂缝的防治的基本原则是 抗 和 放 有机结合 抗 是指 通过提高混凝土性能 合理的配筋和结构构造处理等措施提高结构的抗裂能力 放 是通过降低结构的约束和自约束等程度 从而达到减少和释放约束应力的目的 4 根据 抗 与 放 的原则和地下室混凝土剪力墙裂缝产生的原因 裂缝的控制主要从结构设 计 混凝土配合比 施工管理三方面来考虑 4 一 结构设计 1 地下室混凝土剪力墙的长度愈长受温度收缩变形影响愈大 产生裂缝的可能性就 愈多 在条件许可的情况下 尽量缩短伸缩缝的间距 不要超过 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 中的规定 2 从整体性 防水性 抗震性等方面考虑 设置后浇带代替永久性变形缝以减小地 下室混凝土剪力墙的收缩应力是比较理想的 后浇带填充封闭时间不宜过短 以能将总 降温及收缩变形进行一半以上的时间为佳 最短不少于 45 天 3 适当增加水平构造钢筋的配筋率 采用小直径 12mm 钢筋 缩小水平钢筋的间 距 100 150mm 可提高钢筋混凝土的极限拉伸能力 并尽可能减小水平钢筋的保护 层厚度 4 采用补偿收缩混凝土 利用它可减小钢筋混凝土的干缩和水化热产生的冷缩 控 制有害裂缝的出现 膨胀剂掺量的依据是必须达到补偿收缩混凝土性能的技术指标 14d 水中养护的限制膨胀率大于 0 015 28d 干空收缩率小于 0 03 28d 抗压强度大于 25 0MPa 同时要考虑水泥品种 水泥用量 水灰比和外加剂等的影响 通过实验 确定 合理掺量 膨胀剂多掺对强度不利 少掺则难达到补偿收缩的抗裂防渗效果 5 尽量采用中低强度等级 C25 C35 的混凝土 二 混凝土配合比 1 水泥 宜用水化热较低 收缩率不大 细度不过细的水泥 不要轻易使用早强水泥 2 砂 石 砂石的含泥量对于混凝土的抗拉强度与收缩影响很大 应严格控制 砂 石骨料的粒径应当尽可能大一些且级配良好 以达到减少收缩的目的 3 降低用水量 保证泵送混凝土的流动性 应选择对收缩变形有利的减水剂 冬季 和中低强度等级的混凝土可选用普通型减水剂 夏季宜选用缓凝型减水剂 4 掺用粉煤灰代替一部分水泥 水泥重量的 15 20 可增加混凝土的密实度 延缓水化热峰值的出现 降低温度峰值 减少收缩变形 5 三 施工管理 1 加强现场搅拌混凝土的制作管理 严格控制水灰比和坍落度 严禁操作人员随意 加水 注意搅拌的均匀性 2 采用预搅拌混凝土的 施工单位在混凝土浇筑前 应根据气候条件和工程的特点 向搅拌站提出混凝土的具体性能要求 特别对坍落度要严加控制 3 运输及浇筑过程中 要防止混凝土发生离析 振捣要均匀密实以免混凝土墙体出 现薄弱部位而产生裂缝 4 改善和减小约束 尽量缩短与墙下基础和混凝土地下室底板的施工间隔时间 宜 控制在 7 14d 内 以减小底板对墙体的约束 在胎模面上做隔离层 减小水平约束力 5 加强新浇混凝土的养护 混凝土的养护对控制墙体裂缝的产生十分重要 养护的 方法有潮湿养护 养护剂涂层 自动给水养护 防风等多种多样 养护时保湿和保温应 兼顾 要综合考虑水化热温升 气候条件 模板等因素 选择合适的方法 潮湿养护的 时间越长越好 特别注意浇筑后经过一定时期养护的混凝土仍需保护 不宜长期裸露 6 在气温变化剧烈的季节以及冬季 不宜使用钢模板 使用木模板要充分湿润 以 利保湿和散热 拆模时间不宜过早 7 混凝土墙体的裂缝与环境条件有很大的关系 施工过程中应注意气温和湿度的变 化 采取有效措施控制高温 低温冲击和剧烈干燥冲击 此时 应力状态接近弹性应力 状态 混凝土应力松弛效应无法发挥出来 注意天气预报 避免在雨中浇筑混凝土 否 则将改变水灰比 三 地下室混凝土剪力墙裂缝的渗漏处理措施三 地下室混凝土剪力墙裂缝的渗漏处理措施 目前常用地下室混凝土剪力墙裂缝的处理方法有以下几种 使用时要根据裂缝的具 体情况采用合适的方法 也可以多种方法同时使用 6 一 表面涂抹法 常用材料有环氧树脂类 聚氨酯类等 以环氧树脂浆液为例 其施工要点是 1 将 裂缝表面两侧共 150mm 范围内浮渣 灰尘清除干净 保持表面干燥 2 用毛刷沿裂缝 反复涂刷环氧树脂浆液 每隔 3 5min 涂一次 至涂层厚度达到 l mm 左右为止 二 填充法 对于较大的裂缝 可采用这种方法 施工时可用切割圆盘将裂缝扩大成 V 形或梯形 槽 清洗干净后分层压抹环氧砂浆或水泥砂浆 沥青油膏 高分子密封材料或其它成品 堵漏剂等材料封闭裂缝 当修补的裂缝有结构强度要求时 最好用环氧砂浆填充 三 灌浆法 常用的灌浆材料常用的有水溶性聚氨酯 环氧树脂 甲凝等 以环氧树脂浆液为例 其施工要点是 5 1 清除裂缝表面的浮渣 灰尘 然后用压缩空气将裂缝中的碎屑粉清除干净 然后 再用毛刷蘸酒精或丙酮沿裂缝两侧 20 30mm 处擦洗干净并保持干燥 2 埋设灌浆嘴 灌浆嘴采用钻孔方法埋设 埋设间距为 当裂缝宽度大于 1mm 时 为 350 500mm 当裂缝宽度小于 1mm 时 为 500 1000mm 在一条裂缝上必须有进浆嘴 排气嘴 出浆嘴 3 用环氧树脂胶泥将嘴与嘴之间的裂缝进行封堵 若是贯穿裂缝 在另一面还要用 环氧树脂胶泥封堵缝隙 4 裂缝封闭后 进行压气试验 检查密闭效果 5 灌浆时 自下而上灌浆 当下一个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀 把排气嘴出浆 处作为下一个进浆嘴 如此循环进行 6 当吸浆率小于 0 1l min 时 在继续压注 1min 后停止灌浆 关闭进浆嘴上的转芯 阀门 7 待缝内浆液达到初凝而不外流时 拆下灌浆嘴 用环氧树脂胶泥将灌浆嘴处封闭 7 结论语结论语 高层建筑物地下室混凝土剪力墙抗裂是一项重要的系统性工程 它涉及结构设计 混凝土配合比 施工管理等诸多方面 结构设计师地下室混凝土剪力墙抗裂的基础 是 控制裂缝产