某高層住宅地下室剪力墻早期裂縫鑒定與處理

陳振偉

(江陰市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇無(wú)錫 214400)

混凝土是脆性材料，由于成型缺陷、氣溫變化、溫度應(yīng)力、外荷載作用以及化學(xué)腐蝕等很容易產(chǎn)生裂縫。裂縫使混凝土結(jié)構(gòu)的剛性和強(qiáng)度降低、外觀損傷并影響耐久性。由于開(kāi)裂，加劇混凝土碳化，導(dǎo)致鋼筋銹蝕、體積膨脹及有害物質(zhì)侵蝕的情形也不少。已有研究及工程實(shí)踐表明:剪力墻出現(xiàn)裂縫的概率很高，直接控制裂縫較難。因此，探討裂縫的產(chǎn)生原因，進(jìn)而提出相應(yīng)的抗裂和提高耐久性的措施，在工程實(shí)際中具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

某市人才公寓樓是一地上18層、地下1層的剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑面積為6 830．9 m2;該地下室墻厚300，底板厚180，墻長(zhǎng)不等，層高為2．7 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高為2．9 m，建筑物最高高度為57．95 m。剪力墻分布平面圖如圖1所示。地下1層剪力墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，防水等級(jí)P6，垂直分布筋為10@200，水平分布筋為10@200。

圖1 剪力墻分布平面圖

地下室的剪力墻施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求進(jìn)行澆筑混凝土。施工時(shí)為夏季，氣溫較高，沒(méi)有采取特別措施對(duì)混凝土剪力墻進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2 裂縫產(chǎn)生的現(xiàn)狀、位置

2．1 裂縫的發(fā)現(xiàn)

2012年6月6日，開(kāi)始施工地下室剪力墻，澆筑混凝土?xí)r氣溫在21℃ ～27℃，有小雨。澆筑混凝土至首層梁底，終凝后1 d拆模，拆模2 d后出現(xiàn)豎向裂縫，典型裂縫如圖2所示。

圖2 典型裂縫示意圖

2．2 裂縫分布特點(diǎn)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，地下室周邊剪力墻裂縫特征匯總?cè)缦?

剪力墻裂縫數(shù)量較多，裂縫多呈直線形，周邊外墻上大約每6 m～8 m，出現(xiàn)豎向微型裂縫現(xiàn)象。且裂縫長(zhǎng)度長(zhǎng)短不一，少數(shù)裂縫斷續(xù)，多數(shù)裂縫貫穿至墻底，呈豎直走向;從墻面騎縫鉆取芯樣看，裂縫形態(tài)為中間粗上下兩端細(xì)，并逐漸消失。墻面最大裂縫寬度約0．26 mm。

3 施工質(zhì)量評(píng)定

3．1 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

本次我院共抽取15個(gè)構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件鉆取2個(gè)芯樣，共鉆取30個(gè)芯樣進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明，15個(gè)剪力墻構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度代表值均大于45 MPa(混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C45)。

3．2剪力墻配筋

本次我院共隨機(jī)抽取15個(gè)構(gòu)件，采用鋼筋探測(cè)儀對(duì)剪力墻構(gòu)件的配筋間距和鋼筋直徑規(guī)格進(jìn)行抽樣檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明，剪力墻鋼筋配置符合設(shè)計(jì)圖紙要求。

3．3 混凝土中f-CaO對(duì)混凝土質(zhì)量影響檢測(cè)

1)現(xiàn)場(chǎng)檢查。

現(xiàn)場(chǎng)檢查了水泥生產(chǎn)廠家、進(jìn)貨日期、批號(hào)及數(shù)量;了解查明混凝土的澆筑日期及部位;檢查裂縫、脫皮、疏松等現(xiàn)象。

2)構(gòu)件抽樣及加工。

從上述被抽取的構(gòu)件中，從中選取6個(gè)構(gòu)件，將每個(gè)構(gòu)件中鉆取的2個(gè)混凝土芯樣分別加工成2個(gè)厚度為10 mm薄片試件和2個(gè)高徑比為1．0的芯樣試件。芯樣加工質(zhì)量符合CECS03技術(shù)要求。

3)試樣檢測(cè)。

主要有薄片煮沸和芯樣試件檢測(cè)。計(jì)算芯樣試件強(qiáng)度變化的百分率。

本次所檢沸煮薄片和芯樣試件外觀無(wú)明顯變化，結(jié)合沸煮前后芯樣試件抗壓強(qiáng)度變化情況，未發(fā)現(xiàn)f-CaO對(duì)混凝土質(zhì)量有影響。

4 裂縫產(chǎn)生的原因分析

根據(jù)我院對(duì)該工程的設(shè)計(jì)、施工資料的核查和現(xiàn)場(chǎng)檢查、檢測(cè)結(jié)果，裂縫產(chǎn)生的原因匯總?cè)缦隆?/p>

4．1 材料方面

我院主要從混凝土的配合比、強(qiáng)度等級(jí)、骨料質(zhì)量做了大量的分析，發(fā)現(xiàn):由于該混凝土中水泥用量較大，再加上粉煤灰，則每立方米混凝土中粉料用量接近500 kg。因此，水泥水化放熱量大，容易形成收縮和早期裂縫。

4．2 施工措施方面

施工措施主要包括混凝土攪拌質(zhì)量和混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面。攪拌過(guò)程中，混凝土的實(shí)際用水量很難符合配合比的要求。另外，施工中當(dāng)遇到泵送阻力較大，網(wǎng)筋較密及澆筑施工較慢時(shí)，隨意加水現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。尤其在開(kāi)始泵送和即將結(jié)束泵送時(shí)，為了保證順利泵送及清洗混凝土泵，都要大量加水，使泵出的漿體或混凝土中的含水量大大超標(biāo)。如果沒(méi)有良好的保溫、保濕措施以至降溫降濕過(guò)快，混凝土中的應(yīng)力來(lái)不及松弛，同樣在早期會(huì)因混凝土表面裂縫向構(gòu)件縱深發(fā)展而產(chǎn)生貫穿性裂縫。

4．3 結(jié)構(gòu)抗裂措施的實(shí)施

設(shè)計(jì)中要求采用縮小配筋間距到150 mm，摻膨脹劑、抗裂纖維的防治方法;經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，實(shí)際施工中未摻膨脹劑、抗裂纖維。

4．4 設(shè)計(jì)及其他方面

設(shè)計(jì)人員對(duì)泵送混凝土的性能考慮不夠，對(duì)墻體只考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，一般不作抗裂驗(yàn)算。只是套用現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，而忽略了泵送混凝土在硬化過(guò)程中的收縮率和徐變較大的特點(diǎn)。水平向的鋼筋間距設(shè)計(jì)偏大，如果將間距改為100 mm后，則墻體裂縫會(huì)大量減少或沒(méi)有裂縫。

同時(shí)，我們需要考慮混凝土筏板對(duì)墻體的極大約束。施工時(shí)，筏板基礎(chǔ)先施工，待澆筑墻體混凝土?xí)r，厚大的基礎(chǔ)筏板混凝土已澆筑一個(gè)多月，因此墻體下部混凝土的收縮，受到了收縮已基本完成的混凝土筏板的極大約束，這樣就容易在墻體中出現(xiàn)與水平方向約成45°的拉應(yīng)力，隨著收縮的發(fā)展，其拉應(yīng)力逐漸加大，當(dāng)超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)造成混凝土開(kāi)裂。

5 處理建議

該工程剪力墻的裂縫，主要為溫度變化導(dǎo)致混凝土收縮所致，裂縫寬度除個(gè)別較寬外，均在0．3 mm和0．3 mm以下，雖不會(huì)危及結(jié)構(gòu)安全，但大多數(shù)屬于貫穿性裂縫，將影響結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性，因此應(yīng)進(jìn)行處理。

1)對(duì)剪力墻裂縫進(jìn)行持續(xù)觀察，如后續(xù)不再發(fā)展，進(jìn)行表面封閉處理;如后續(xù)繼續(xù)發(fā)展，需要進(jìn)行加固處理，常規(guī)處理方法一般是用環(huán)氧樹(shù)脂漿液進(jìn)行表面封縫或者用開(kāi)V形槽灌微膨脹水泥漿液修補(bǔ)，但二者均屬于脆性材料，當(dāng)混凝土收縮時(shí)，修補(bǔ)表面易出現(xiàn)裂紋，從而出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，導(dǎo)致修補(bǔ)失敗。為此選用結(jié)晶型防水材料進(jìn)行裂縫加固處理。

2)對(duì)后續(xù)剪力墻混凝土施工，建議適當(dāng)調(diào)整配合比，減少混凝土收縮率，加強(qiáng)混凝土拆模后的養(yǎng)護(hù)措施。

3)按照設(shè)計(jì)圖紙要求，對(duì)地下室頂板、剪力墻參加膨脹劑和抗裂纖維，減少混凝土收縮裂縫。

6 結(jié)語(yǔ)

1)嚴(yán)把材料關(guān)，盡管現(xiàn)在都使用商品混凝土。從多起的裂縫事故中可以看出，一般不用早強(qiáng)水泥，選用不加任何摻合料的普通水泥或硅酸鹽水泥為宜。

2)對(duì)收縮較大的現(xiàn)澆混凝土長(zhǎng)墻而言，采用適當(dāng)?shù)幕炷翉?qiáng)度等級(jí)，配置適當(dāng)而合理的構(gòu)造鋼筋;施工前按所采用的水泥品種及外加劑種類修改按常規(guī)編制的混凝土施工技術(shù)方案及養(yǎng)護(hù)模式;澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)振搗密實(shí)而不過(guò)振或漏振，進(jìn)行合理的二次抹壓，根據(jù)施工當(dāng)時(shí)的溫濕度及日照狀況實(shí)時(shí)覆蓋，確?；炷撂幱跐駶?rùn)狀態(tài)，避免陽(yáng)光直射，確保足夠的澆水養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要。

3)希望設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況提出合理的防裂措施。

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