地下室墙体裂缝产生的原因分析和防治.doc

地下室墙体裂缝产生的原因分析和防治一、前言钢筋砼结构出现裂缝是不可避免的，在保证结构安全和耐久性的前提下，裂缝是人们可接受的材料特征。近十多年来，随着钢筋砼结构的长大化和复杂化，以及商品砼的大量推广和砼强度等级的提高，结构裂缝出现机率大大增加，有些已危及结构的安全性和耐久性，有的地下工程裂渗已影响其使用功能。根据本人在高层建筑施工过程中的心得体会，在此对高层建筑地下室墙裂缝渗漏的分析与处理浅谈个人之见。二、有害裂缝与无害裂缝裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的和横向的等等。裂缝形状与结构受力状态有直接关系。裂缝分为愈合、闭合、运动、稳定的及不稳定的等。例如宽度0.10.2mm裂缝，开始有些渗漏，水通过裂缝同水泥结合，形成氢氧化钙和C-S-H凝胶，经一段时间裂缝自愈不渗了。有的裂缝在压应力作用下闭合了。有的裂缝在周期性温差和周期性反复荷载作用下产生周期性的扩展和闭合，称为裂缝的运动，但这是稳定的运动。有些裂缝产生不稳定的扩展，视其扩展部位，应考虑加固措施。混凝土结构设计规范（GB50010-2002）规定混凝土结构构件的最大裂缝宽度限值(mm)环境类别钢筋混凝土结构预应力混凝土结构裂缝控制等级lim(mm)裂缝控制等级lim(mm)一三0.3(0.4)三0.2二三0.2二-三三0.2一-混凝土结构的使用环境类别环境类别说明一室内正常环境二a室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境b严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境三使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季的水位变动环境；滨海室外环境四海水环境五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境判断裂缝有害还是无害，首先视它是否有害结构安全和耐久性，其次是否影响使用功能（如防水，防潮）。例如地下和水工工程，小于0.10.2mm裂缝视为无害裂缝，作简单表面封闭即可，再作柔性防水层就更保险了。楼面裂缝0.30.4mm，对结构是安全，视为无害裂缝，可不作处理。对于受力的梁、柱，涉及结构安全，裂缝要妥当处理。既然变形裂缝一般不影响承载力，但它防水问题就值得研究了，根据工程调查，由裂缝引起的各种不利后果中，渗漏水占60。水分子可穿过任何肉眼可见的裂缝，从理论上讲防水结构物是不允许裂缝的，但实际情况不是这样，工程实践表明，裂缝宽0.2mm，开始漏水量5L/h，一年后只有10mL/h，这说明裂缝逐渐自愈。当然，对有渗水裂缝要及时处理，这并不是难题。工程实践表明，结构裂缝的发生的原因很复杂，也是不可避免的。如对建筑物抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价。科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内。这些关于裂缝的预测、预防和处理工作，统称之为“建筑物的裂缝控制”。我国科技界和工程界正在不断探索，有许多成功经验值得借鉴。三、裂缝主要原因1、地下室混凝土墙裂缝的主要特征(1) 绝大多数裂缝为竖向裂缝，多数缝长接近墙高，两端逐渐变细而消失。(2) 裂缝数量较多，宽度一般不大，超过0.3mm宽的裂缝很少见，大多数缝宽度0.2mm。(3) 沿地下室墙长两端附近裂缝较少，墙长中部附近较多。(4) 裂缝出现时间多在拆模后不久，有的还与气温骤降有关。(5) 随着时间裂缝发展，数量增多，但缝宽加大不多，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关。(6) 地下室回填土完成后，常可见裂缝处渗漏水，但一般水量不大。2、裂缝主要原因2.1 混凝土收缩从裂缝特征可见大多数均属收缩裂缝。地下室混凝土墙收缩较大的主要原因有水泥用量过多、养护不良等。2.2 设计问题混凝土结构设计规范规定：地下室现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距为20（露天）-30m（室内或土中），但实际工程中墙长均超过此规定。需要指出的是，一些工程设计突破了规范规定后，地下室墙的水平钢筋仍按构造配置，这是墙较易裂缝的又一因素。2.3 温差过大包括混凝土内外温差大、昼夜温差、日照下混凝土阴阳面的温差、拆模过早及气候突变等因素的影响。2.4 地下室墙长期暴露这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感，常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。同时还应注意，设计时地下室墙均按埋入土中或室内结构考虑，即伸缩缝最大间距为30m。实际施工中很难做到墙完成后立即回填土和完成顶板，因此实际工程应取最大伸缩缝间距20m。这也是地下室墙裂缝普遍的一个因素。2.5 混凝土施工质量差原材料质量不良、配合比不当、使用过期的UEA微膨胀剂、坍落度控制差，施工中任意加水以及混凝土养护不良等因素，均会导致混凝土收缩加大而裂缝。此外，目前地下室普遍采用泵送混凝土，由于泵送混凝土坍落度大，也导致收缩增加，裂缝可能性加大。四、预防地下室混凝土墙裂缝的几点建议1、设计方面(1) 没有充分依据时，不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。应注意满足混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第9.1.2条的要求：位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构，伸缩缝最大间距宜适当减小。(2) 设置后浇带，以减小混凝土收缩应力。混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第9.1.3条的要求：“混凝土采用后浇带分段施工，伸缩缝最大间距可适当增大”。同时条文说明中指出：“根据工程实践经验，通常后浇带的间距不大于30m；浇灌混凝土的间隔时间通常在两个月以上。但不能用后浇带代替伸缩缝”“ 对本条中的“充分依据，不应仅理解为“已经有了少量未发现问题的工程实例”，而是指对各种有利和不利因素的影响方式和程度作出有科学依据的分析和判断，并由此确定伸缩缝间距的增减。”(3) 加强水平钢筋的配置。应注意三个问题：第一，水平钢筋保护层应尽可能小些；第二，防裂钢筋的间距不宜太大，可采用配筋率0.5% 0.8%，钢筋直径12 16mm，间距 150mm，即采用细而间距小的布筋方式；第三，考虑温度收缩应力的变化加强配筋。第四，将水平钢筋放在竖向受力钢筋的外侧。2、材料方面(1) 水泥：宜用低水化热、铝酸三钙含量较低、细度不过细，矿渣含量不过多的水泥。(2) 砂、石：宜用中、粗砂，含泥量不大于2%；石子宜用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不大于1%的碎石或卵石。(3) 掺减水剂，以减少混凝土用水量。(4) 掺入微膨胀剂，配制成补偿收缩混凝土。补偿收缩混凝土的膨胀剂掺量不宜大于12%，不宜小于6%；填充用膨胀混凝土的膨胀剂掺量不宜大于15%，不宜小于10%。(5) 掺用粉煤灰替代部分水泥，以降低水泥水化热温升。3、施工方面(1) 模板选用：对外露面积较大的混凝土墙体、气温变化剧烈的季节以及冬季不宜使用钢模板。选用木模时，应充分湿润，以利保湿和散热。(2) 严格控制混凝土施工质量，尽量降低不均匀性。除控制混凝土制备和运输中的质量外，还要注意混凝土浇筑时防止离析，振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。(3) 根据测温记录和气象预报确定拆模时间，保证混凝土内外温差不超过25，温度陡降不超过10拆模后应注意覆盖和及时养护。(4) 浇水养护。应保持混凝土表面持续湿润，养护时间不少于施工规范的规定。只有在充足水分条件下膨胀剂才能充分发挥作用，在混凝土终凝后2D即可开始浇水养护，混凝土的膨胀值一般要14D才基本稳定；同时，掺膨胀剂的混凝土，水化时需水量大，比普通砼更要加强养护，覆盖淋水，使其表面始终处于潮湿条件。由于外墙薄难以养护，施工单位没有采取有效措施养护外墙；另外，过早拆模又使混凝土降温速率加大，易于出现收缩裂缝，较为稳妥的施工方法应为：在常温下，要求混凝土浇注一天后松动模板螺丝离缝2MM3MM，然后从上浇水不少于14D，拆模