地下室外墙混凝土收缩裂缝的综合控制.doc

地下室外墙混凝土收缩裂缝的综合控制摘 要：当前很多超长设计的钢筋混凝土地下室外墙普遍存在收缩裂缝，本文通过分析钢筋混凝土地下室外墙收缩裂缝出现的原因及造成的危害，进而提出避免出现该收缩裂缝的综合控制措施和治理裂缝的办法，以供同行参考。BM(.3oq9关键词：钢筋混凝土地下室外墙；收缩裂缝；产生原因及危害；综合控制。BM(.3oq9BM(.3oq9一、前言BM(.3oq9混凝土作为一种人造石材，自面世以来它就以具有整体性、耐久性、可塑性、抗压强高和施工简易性等特点而被广泛采用，并迅速风靡全球，在建筑材料中独占鳌头，在近现代世界建筑史上写下了光辉的篇章。但是，混凝土也因它自身具有非匀质性、强度徐变性和抗拉力脆性等先天不足而使它的应用受到一定的限制。正是由于它有这些缺陷也就不可避免的出现许多质量通病，如混凝土墙柱梁板就或多或少的产生收缩裂缝而使人们无限遗憾和耽心。这些收缩裂缝也使设计师、建造师们伤透了脑筋，因此防治混凝土的收缩裂缝，特别是对地下室外墙混凝土收缩裂缝的综合控制是当前迫切的研究课题。BM(.3oq9笔者从事工程监理总监工作多年。曾参与多项高层建筑的工程监理，而这些工程大都有13层地下室作为车库和设备用房，尤其是地下室外墙均为混凝土结构，长度一般在100多延米以上，最长的达600多延米，均为超长设计。所以对这些超长的地下室外墙混凝土的收缩裂缝的防治就成为重要的质量控制目标之一，是我们工程监理最为关注的关键部位。对此笔者深有感触和体会，在此谈谈个人看法，以供专家、同行参考。BM(.3oq9二、地下室外墙混凝土收缩裂缝的危害BM(.3oq9混凝土结构设计规范（GB50010-2002）规定“对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算，对使用上不允许出现裂缝的构件应进行裂缝宽度验算”。“钢筋混凝土伸缩缝最大间距规定，挡土墙、地下室墙壁等类结构现浇式（在室内或土中）为30M”，“当增大伸缩缝间距时，尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响”。严格的说现在有些超长地下室外墙混凝土结构设计都未能完全达到规范的要求，有很多外墙都是按一般围护结构凭借设计经验来选用厚度和构造配筋的，既未按挡土墙的受力状态进行混凝土的拉应力验算，也未进行裂缝宽度验算。所以在已完成的地下室外墙拆模后在墙中部位出现一些不规则的竖向裂缝。有的裂缝较宽，有的裂缝很细微，有的裂缝较长且有伸展趋势，有的裂缝经一段养生时间后又自行弥合，有的裂缝露筋，有的裂缝虽未露筋但却有渗漏、滴水渍水的现象。经专家现场会诊分析判断认为，这些裂缝大都是混凝土收缩裂缝，如果这些裂缝继续扩展，渗漏现象就会加重，那将给地下室的使用造成不良的后果。所以我们对地下室外墙混凝土收缩裂缝万不可等闲视之。BM(.3oq9深圳是沿海地区，是海洋性气候，空气常年潮湿，且含氯离子较多，环境对钢筋的锈蚀危害较大。又由于深圳的地质条件较为复杂，地下水丰富，地下水位较高，有些地下水的水质也不太好，有一定的腐蚀性，这些因素都决定了地下室外墙不留伸缩缝、施工缝要做止水处理等措施。否则，由于地下室外墙产生收缩裂缝或其它裂缝（不均匀沉降或其它原因造成）对墙体钢筋就有锈蚀，就会降低结构的强度，从而缩短建筑物的使用寿命。如果地下室外墙由于收缩裂缝而常年渗漏、渍水，使墙面装饰受到破坏而脱落影响地下室有关设备用房的正常使用（特别是变配电室）。又因渗水、漏水，使地下室地面常年积水，这些都是地下车库业主们经常投诉的重点。汽车尾气所排放的有害气体也会侵入裂缝腐蚀钢筋使裂缝逐步扩展。所以其后果是极其严重的，我们对地下室超长外墙混凝土收缩裂缝的防治就已迫在眉睫了。BM(.3oq9三、地下室外墙混凝土收缩裂缝产生原因及理论分析BM(.3oq9混凝土结构裂缝可分为塑性裂缝，干缩裂缝，温度裂缝，不均匀沉降裂缝，张拉裂缝和施工裂缝等。这些裂缝的产生是与施工的环境气候、气温、水灰比、水泥含量、含水量、养护情况、地基沉降、施工方法等因素有关。但我更认为地下室外墙混凝土的收缩裂缝的产生主要是由混凝土自身的应力超过混凝土拉应力所致，也就是说正是由于上述因素和条件使混凝土的收缩变形所产生拉应力受钢筋边界约束的限制而加大并超过混凝土的拉应力极限状态而产生裂缝，这些裂缝的状态可随拉应力的加大和消失而有所变化，甚至有变形完全消失后其裂缝又自行闭合的情况也时有发生。这就是专家们经常提及的可逆转裂缝和不可逆转裂缝的概念。BM(.3oq9笔者是赞成把上述混凝土裂缝的种类中干缩裂缝、温度裂缝合并论述为地下室外墙混凝土收缩裂缝的，这两种裂缝产生的原因是：BM(.3oq91、混凝土表面的碳化过程（又称硬化过程）是二氧化碳由表及里向混凝土内部逐渐扩散的过程，碳化首先在混凝土表面发生。混凝土表面因为碳化而产生炭化收缩，对其内部形成压力，而内部对表面碳化层产生张力，从而使混凝土表面先产生碳化裂缝，然后逐渐深化。其化学过程是，BM(.3oq9 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2OBM(.3oq9其生成的水分又从表面蒸发这种不断变化过程，不断产生张力就因混凝土的非匀质性而在砂浆较多的部位表达出来，这就是裂缝。砂浆越厚则裂缝也越多越深。BM(.3oq92、由于混凝土也具有热胀冷缩的特征，其温度线膨胀系数为714106，由温度变化引起混凝土产生温度变形。由此而产生的内外温差应力大于混凝土的抗拉强度时，就在混凝土表面产生张拉裂缝，又由于地下室外墙是超长设计，其边界约束条件只有上下存在而在纵向上消除不了温度应力，从而在外墙混凝土中产生了竖向裂缝，这种裂缝在上下端极少，在拐角和有附墙柱处较少，大部分发生在墙高23m处，这种裂缝也呈中间宽两头尖的形状。极少有横向裂缝，其原因就在此。BM(.3oq9以上两个因素是产生收缩裂缝的主要根源，所以笔者认为在对地下室外墙混凝土收缩裂缝产生原因进行理论分析时一定不要忘了混凝土自身的先天不足的因素即非匀质性、强度徐变性和抗拉力脆性。只有从发扬其优点克服其缺点这个基本原则出发，就一定能找到防治的办法。BM(.3oq9四、地下室外墙混凝土收缩裂缝防治的措施BM(.3oq9地下室外墙混凝土收缩裂缝防治要采取综合控制措施方能奏效，BM(.3oq9（一）首先在设计方面一般采取的防治措施有：BM(.3oq91、地下室外墙的超长设计要科学合理设置后浇带从案例的成功经验来看，后浇带一般控制在50m一条，宽度为0.81.0m。后浇带混凝土强度等级应比墙体混凝土强度等级提高一级；BM(.3oq92、后浇带的钢筋要断开改为搭接，搭接长度为25d35d，搭接数量为每一断面钢筋面积的50%；BM(.3oq93、后浇带接茬边界最好以钢板止水带为佳；BM(.3oq94、地下室外墙在有附墙柱的情况下也应每隔610m设一根暗柱，高度在56m时要在墙中部设暗梁，梁高以300为佳；BM(.3oq95、混凝土强度等级不要太高，选用C30C35较为适宜；水泥用量控制在260275m；坍落度为1216；商品混凝土抗渗等级选S8S10为好；混凝土浇筑温度控制在40以内；BM(.3oq96、混凝土添加剂UEA掺量为10%；AEA掺量为8%为佳；或选用高效微膨胀剂；BM(.3oq97、墙体配筋以1214为宜，100150，配筋率为0.4 0.35%；BM(.3oq98、要考虑内外防水层设计，外层最好为弹性防水涂料，墙根部设防护外墙（砖砌或C20混凝土墙均可）。BM(.3oq9（二）地下室外墙混凝土收缩裂缝防治的施工控制BM(.3oq91、必须采用商品混凝土，现场要严控混凝土强度等级、坍落度、温度，并保证每一现浇单元墙（以后浇带划分）的连续性，不得留施工缝；BM(.3oq92、要确保震捣的密实性，要有专业混凝土工施工，不要因过震造成混凝土离析现象，在墙体高度上适当可以增加附着震捣器，以保证混凝土施工质量；BM(.3oq93墙根部应在底版上300500处留设施工缝，并用钢板止水带做好防水处理；BM(.3oq94、暗柱暗梁及墙上下加密处钢筋要绑扎牢固，要控制好钢筋混凝土保护层厚度；BM(.3oq95、按后浇带（或加强带）的分块可以采用分段分仓施工，充分使混凝土有自闭消除应力的过程；BM(.3oq96、墙模板最好采用钢木模板混合使用，所有穿墙螺栓均要有止水措施；BM(.3oq97、控制拆模时间和拆模方法，不得野蛮施工。拆模后要立即抓紧做好防水层和回填土工程；BM(.3oq98、施工中要有排水措施，要设盲沟和集水坑；BM(.3oq99、混凝土养生为14天以上，采用水幕法养生；BM(.3oq910、加强测温和沉降观测工作。BM(.3oq9（三）地下室外墙混凝土收缩裂缝综合控制的监理对策BM(.3oq91、监理要通过图纸会审、工地例会和技术交底等工作，提高参与施工的所有人员对收缩裂缝要有充分的思想认识和预防意识，要克服认为裂缝无所谓，是质量通病，后果不会太严重等麻痹思想，把防治裂缝好坏提高到质量事故的高度上来认识；BM(.3oq92、监理要求施工单位开工前要上报施工方案和防治裂缝的专项技术措施，经监理审批后执行；BM(.3oq93、监理也要编制可行的监理实施细则和旁站监理方案；BM(.3oq94、监理要会同施工单位的技术员、施工员和质检员对地下室外墙的钢筋、模板、止水带、后浇带、暗梁暗柱等关键部位进行核查，还要特别注意墙面双层钢筋的S弯架立筋及保护层厚度，要重点检查，穿墙管道都需有柔性套管或刚性套管，其洞口要设加强筋；BM(.3oq95、控制混凝土质量，每罐混凝土都须做坍落度试验。做好试块的制作及见证送检工作；BM(.3oq96、浇筑墙体混凝土及施工防水层时应坚持旁站并做好旁站记录，回填土及防水层施工时亦要做好抽检抽查的旁站工作； BM(.3oq97、控制好后浇带（或加强带）的浇筑时间不得提前，也不能滞后很长时间，控制好新老混凝土接茬边界的处理质量； BM(.3oq98、作好沉降观测工作和裂缝观测记录工作。BM(.3oq9五、地下室外墙混凝土收缩裂缝的补救措施BM(.3oq9我们原则上是不允许外墙混凝土出现有危害性的收缩裂缝，特别是有露筋、渗漏、渍水的裂缝。但现场施工中人为因素太多，在出现这些裂缝后一定要认真对待，不得马虎，不得敷衍了事，更不能用低强度等级的砂浆弥缝掩盖。有裂缝时要慎重观察分析原因，然后对症下药。从目前建筑施工上采用的补救措施有（裂缝宽度一般在0.11.0；1.010之间）：BM(.3oq91、表面涂刷环氧树脂或改性环氧树脂防水涂料法处理微小裂缝；BM(.3oq92、填充法： 对较大的裂缝凿成V型槽或梯形槽然后填充；BM(.3oq93、灌浆法： 用效果较好的防水堵漏剂进行压力灌浆；BM(.3oq94、钉合法： 这种方法只对活动裂缝采取的紧急措施；BM(.3oq95、粘贴玻璃丝布加强法： 这是常用的方法，但外观效果较差；BM(.3oq96、养生自闭法： 这是裂缝细微而又不渗漏渍水的条件下自然养生法；BM(.3oq97、降低地下水位减少水压力法：这是防止地下水压力对裂缝的加深；BM(.3oq98、回填不透