淺析地下室外墻裂縫的產(chǎn)生原因及處理方法

鄭波

摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展和對建筑安全及品質(zhì)要求的提升，對人防工程的要求越來越嚴格，建筑物的高度也越來越高，相應(yīng)地下室規(guī)模也在逐漸增大，但在地下室結(jié)構(gòu)的施工過程中，地下室外墻開裂一直沒有得到很好的解決，這是施工中常見的質(zhì)量通病，不但使工程容易出現(xiàn)安全隱患，也影響建筑美觀和使用。筆者認為，只要靈活地將理論與實踐相結(jié)合，在設(shè)計階段和施工階段采取有效的控制措施，就能有效防止地下室外墻開裂，且能確保建筑物使用安全。文中主要分析了地下室外墻裂縫產(chǎn)生原因及處理方案，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：地下室；外墻；裂縫；滲漏；方法

近幾年來，筆者通過四川綿陽、云南昆明等多個大型地下室項目的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐及經(jīng)驗總結(jié)得出：雖然地下室外墻產(chǎn)生裂縫的因素較多，但只要嚴格執(zhí)行有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)工程規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，從設(shè)計、施工各方面層層把關(guān)，采取有效的控制措施，針對地下室超長結(jié)構(gòu)進行整體設(shè)計，精心施工就會消除地下室外墻開裂的通病。本文就地下室外墻裂縫產(chǎn)生的原因、處理方法以及如何有效的對裂縫進行預(yù)防和控制進行了分析，以供同行參考。

1 地下室外墻裂縫的產(chǎn)生原因及危害

地下室外墻基本上都是由多種不同材料經(jīng)拌合、振搗及養(yǎng)護而成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在實際工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大多為帶縫工作，我國現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）3.4.5條也對裂縫寬度做了明確的限制規(guī)定，其目的有兩個：第一、裂縫過寬會導致混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕，耐久性和承載力都會降低，并從外觀上會引起使用者的不安。第二、過細的裂縫會使建造成本增加。因此，將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制在規(guī)范規(guī)定的可接受范圍是我們追求的目標。

產(chǎn)生裂縫的原因很多，可根據(jù)其成因總結(jié)為以下兩大類：

第一類，由外荷載引起，也稱為結(jié)構(gòu)裂縫，其裂縫與荷載有關(guān)，表明結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴重問題。主要表現(xiàn)在以下方面：①設(shè)計階段，地下室外墻設(shè)計時，各類設(shè)計荷載考慮不周，取值小于規(guī)范規(guī)定或?qū)嶋H情況的荷載值，從而使得墻體配筋不足，由于承載力不足，使得墻體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫；②施工階段，施工企業(yè)為搶進度、抓工期，大多采用地下室外墻與頂板一起澆筑的施工模式，地下室外墻混凝土未達到設(shè)計強度時，過早進行拆模。為方便施工，或在地下室頂板上堆放大量的施工機具及各種建筑材料，使得地下室外墻混凝土自身未到達設(shè)計強度時，受到來自墻頂大梁的較大集中力，梁下墻體極易出現(xiàn)豎向裂縫；或過早進行邊坡回填，施工機具碾壓或材料堆載，地下室外墻混凝土自身未到達設(shè)計強度時，由于承載力不足而產(chǎn)生裂縫；③使用階段，使用過程中超過了設(shè)計荷載，導致地下室外墻承載力不足，墻體產(chǎn)生裂縫。

第二類，由變形引起，如溫度變化、混凝土收縮、地基不均勻沉降等因素引起的變形，當此變形得不到滿足，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當此內(nèi)應(yīng)內(nèi)超過混凝土的允許拉應(yīng)力時，即會引起混凝土裂縫，裂縫發(fā)展后，變形得到滿足或部分得到滿足，應(yīng)力就發(fā)生松弛。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①溫度變化，溫差過大會使混凝土產(chǎn)生不均勻的溫度應(yīng)力。這是引起混凝土墻產(chǎn)生裂縫的重要原因，主要包括混凝土內(nèi)外溫差大、晝夜溫差大、日照下混凝土陰陽面的溫差、拆模過早及氣候突變、養(yǎng)護不良等方面的影響。②混凝土收縮，從裂縫的主要特征可以得知：大多數(shù)均屬于收縮裂縫。地下室混凝土外墻收縮較大的主要原因有：水灰比過大，水泥用量過多，外摻劑保水性差，粗骨料太少，砂石含泥量過大，用水量大，振搗不均勻、水平和豎向分布筋間距過大等都可能導致混凝土表面收縮開裂；③地基不均勻沉降，在設(shè)計階段未仔細核對地質(zhì)勘察報告，選取地下室外墻的基礎(chǔ)形式及持力層不合理，或在施工時，基坑開挖完畢后，未按要求進行驗槽，未及時發(fā)現(xiàn)軟弱下臥層，或是在施工過程中沒有按照設(shè)計要求和施工規(guī)范嚴格進行施工等等，都容易導致地基沉降不均勻情況，最終引起地下室外墻出現(xiàn)裂縫；④其他原因，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計時未按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）12.2.3條規(guī)定，當?shù)叵率议L度超過伸縮縫最大間距時，可考慮利用混凝土的后期強度，降低水泥用量；也可每隔30～40m設(shè)置貫通頂板、底部及墻板的施工后澆帶。實際在工程中墻長往往均超過規(guī)范規(guī)定的要求，但地下室外墻的水平鋼筋仍按構(gòu)造配置，又未采取其他有效措施，這些均是地下室外墻較易出現(xiàn)裂縫的因素。

上述兩類裂縫存在明顯差異，裂縫對主體結(jié)構(gòu)造成的危害程度也不盡相同，兩種裂縫有時會同時融合在一起。根據(jù)工程調(diào)查資料表明：當?shù)叵率彝鈮Τ霈F(xiàn)裂縫時，約80%為變形裂縫，荷載引起的的裂縫約占20%。變形裂縫雖然一般不影響承載力，但影響地下室外墻自防水功能，混凝土耐久性降低，影響建筑物的正常使用。更為嚴重的是，由于滲透水銹蝕鋼筋，結(jié)構(gòu)承載力降低，從而影響結(jié)構(gòu)安全。因此，須從設(shè)計、施工等角度去采取控制措施，以盡量避免較大裂縫的產(chǎn)生。

2 地下室外墻裂縫的處理措施

鋼筋混凝土地下室外墻出現(xiàn)裂縫，應(yīng)進行仔細檢查、檢測，認真分析，根據(jù)裂縫產(chǎn)生的部位、原因及危害性，采取相應(yīng)的處理方法。在實際工程中，針對裂縫寬度小于0.3mm，對結(jié)構(gòu)承載力影響不大時，為了滿足使用和美觀要求、防止鋼筋銹蝕、預(yù)防滲漏、保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性等，可采用表面處理法、填充密閉法。其中表面處理法主要包括：①表面涂刷法，該法主要在開裂混凝土表面涂刷素水泥漿、環(huán)氧樹脂等材料。涂刷前，混凝土表面采用鋼絲刷清理干凈，待表面干燥后再進行施工。②表面涂刷加玻璃纖維布法，該法采用環(huán)氧樹脂膠料涂刷后，再粘貼1～2層玻璃纖維布，用于防滲要求較高的部位。③表面抹灰法，當表面裂縫較多時，可采用1：2.5水泥砂漿加細鉛絲網(wǎng)抹平，抹灰前應(yīng)采用鋼絲刷清理，用水清洗干凈，結(jié)合面保持濕潤，抹灰結(jié)束后進行養(yǎng)護。填充密閉法適用于中等寬度的裂縫，將裂縫表面鑿成寬約30mm，深約20mm三角形槽或凹槽，然后用環(huán)氧水泥或環(huán)氧砂漿進行修補。當裂縫寬度大于等于0.3mm時，一般采用灌漿法進行施工，灌漿法常用的灌漿材料有環(huán)氧樹脂類、甲基丙烯酸甲酯、丙凝和水溶性聚氨酯等。其中環(huán)氧樹脂漿液材料來源廣泛且有以下優(yōu)點：a、粘度很低，滲透力強，能注入0.1mm寬的微裂縫；b、抗老化、耐介質(zhì)（酸、堿、水）性能好；c、不含揮發(fā)性溶劑，硬化時不收縮；d、固化后韌性和抗沖擊能力優(yōu)異；e、可操作時間較長、綠色環(huán)保；f、施工工藝簡單方便，在建筑工程中應(yīng)用比較廣。環(huán)氧樹脂漿液灌縫工藝流程如下：裂縫調(diào)查→裂縫處理方案選取→表面預(yù)處理→粘接灌漿嘴→裂縫表面封閉→壓力注漿（低壓慢注）→固化→檢驗。

總之，出現(xiàn)地下室外墻產(chǎn)生裂縫時，首先應(yīng)分析裂縫成因，再選取合理的處理方法。裂縫寬度不同時，在選擇材料時也需慎重。

3 地下室外墻裂縫的控制措施

3.1 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于大型地下室，在設(shè)計階段，應(yīng)注意和采取以下措施：①應(yīng)嚴格按照規(guī)范《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）12.2.3條規(guī)定，當?shù)叵率议L度超過伸縮縫最大間距時，每隔30～40m設(shè)置貫通頂板、底部及墻板的施工后澆帶；②外墻承載力計算時，應(yīng)按注意土壓力、水壓力、墻后地面荷載、墻頂豎向荷載（如消防車荷載）以及施工荷載的導算，墻體也應(yīng)盡量選取小直徑、小間距進行配筋，且應(yīng)適當加大水平分布筋配筋率；③在外墻基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)結(jié)合地質(zhì)勘察報告，選取合理的基礎(chǔ)形式，根據(jù)工程實踐，在基礎(chǔ)頂面設(shè)置一道水平暗梁，截面高度大于等于2倍墻厚，寬度同墻厚，在外墻未達到設(shè)計強度之前，可有效的防止地基不均勻沉降引起的墻體開裂；④在實際工程實踐中還發(fā)現(xiàn)，地下室外墻與其平面外相交的梁下墻體內(nèi)設(shè)置暗柱，暗柱截面高度可取墻的厚度，截面寬度可取梁寬加2倍墻厚，能有效的防止墻體受到局壓而產(chǎn)生剪切裂縫。

3.2 摻用抗裂膨脹劑

隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，市場上的抗裂膨脹劑品種也逐漸增多，普通混凝土中摻入適量抗裂膨脹劑，可配制成膨脹混凝土（補償收縮混凝土），該膨脹混凝土具有雙重功效，含有微膨脹劑和合成纖維兩種抗裂組分，可從物理和化學兩方面提高混凝土的抗裂能力，為混凝土提供雙重保護?？捎行У胤乐够炷恋拈_裂，使鋼筋混凝土的整體結(jié)構(gòu)和防水質(zhì)量得到根本的提高，從而實現(xiàn)混凝土的結(jié)構(gòu)自防水和超長結(jié)構(gòu)的無縫施工。它在養(yǎng)護期能產(chǎn)生適度體積膨脹，在鋼筋和鄰位約束情況下能對鋼筋產(chǎn)生一定的拉力，從而對混凝土產(chǎn)生壓縮作用，因而在混凝土中建立一定的化學預(yù)應(yīng)力，使它能大致抵消因干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而達到補償收縮。

3.3 正確選用材料

在材料的選擇上，優(yōu)質(zhì)的粉煤灰和適合工程實際需求的配方是很重要的。摻用符合國家標準要求的粉煤灰，替代混凝土中的部分水泥，以降低水泥水化熱溫升，減小溫度應(yīng)力。①在選擇水泥品種時，應(yīng)當選擇符合國家標準的水泥，以防止日后因為用料不當而發(fā)生的安全事故。②摻加適宜、適量的減水劑，以減少拌合混凝土用水量，達到減少混凝土的收縮的目的。對于混凝土材料的配合比，應(yīng)該給予嚴格的控制，在選擇合理的添加劑和水灰比等方面，應(yīng)該按照施工的設(shè)計方案和相關(guān)的國家標準進行。③在混凝土的生產(chǎn)過程中，應(yīng)當加入適量的粉煤灰，以減小水泥的熱量反應(yīng)。④水泥采用普通硅酸鹽水泥，外摻礦物質(zhì)摻合料，骨料最好選用中粗砂和卵石，以減少砂石的含泥量，適當提高粗骨料的用量。

3.4 混凝土施工后的養(yǎng)護

在混凝土施工結(jié)束后對混凝土進行合理養(yǎng)護，也是有效防止混凝土裂縫產(chǎn)生的重要措施之一，如：對混凝土進行保濕處理等，就能降低混凝土內(nèi)外溫度差，使其強度更加貼近設(shè)計要求。早齡期混凝土抗拉強度低，易發(fā)生干縮裂縫。為此，加強混凝土早期濕養(yǎng)護，可以推遲產(chǎn)生收縮的時間，減少干縮裂縫。

3.5 施工方面的建議

①嚴格控制混凝土的施工質(zhì)量，盡量降低不均勻性。除控制好混凝土制備和運輸中的質(zhì)量外，還要注意混凝土澆筑時防止產(chǎn)生離析現(xiàn)象，切實加強振搗，確?；炷撩軐崳悦鈮?nèi)出現(xiàn)薄弱而產(chǎn)生裂縫。②控制混凝土入模溫度。當氣溫接近40℃時，混凝土入模溫度通?？蛇_60℃左右，加劇了水化熱產(chǎn)生時的溫度上升。施工時，混凝土運輸車不宜長途運輸，并宜停在陰影處?；炷翝仓皩δ０暹M行澆水降溫。③做好澆筑前的各項工序的驗收，如模板的牢固和嚴密、鋼筋位置的校正和附著污物的清除以及鋼筋保護層的控制等等。按照施工組織設(shè)計、作業(yè)設(shè)計確定的混凝土澆灌路線，按次序進行分層澆筑、并隨時振搗密實，尤其須注意的是在混凝土施工縫、預(yù)埋件、門窗洞等預(yù)留洞口、部位要進行二次振搗。④加強控制混凝土養(yǎng)護和拆模時間。

4 結(jié) 語

綜上所述，雖然產(chǎn)生墻體裂縫的因素很多，但是只要嚴格按照有關(guān)規(guī)范進行設(shè)計和施工。同時，地下室外墻裂縫控制是一項系統(tǒng)工程，需要設(shè)計、施工等部門和單位的通力合作與積極配合。不能僅從某一方面加以控制，要科學合理地考慮各種存在的影響因素，采取綜合治理的方式予以防治，并依賴于科技進步，應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料來豐富和完善防治措施。

參考文獻

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[3]JGJ3-2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，2011.