小議地下建筑混凝土裂縫的治理與預防

摘要：地下工程混凝土裂縫問題是建筑業普遍關心的問題，對混凝土裂縫進行控制，就必須研究混凝土結構中裂縫產生的原因以及在設計和施工過程中采取合理的、經濟的措施來控制裂縫，本文通過對地下工程混凝土裂縫成因的理論研究，提出了合理的地下工程裂縫預防控制措施。

關鍵詞：地下建筑 裂縫 原因 防治 處理

在我國，隨著城市化進程的加快，城市建設快速發展，城市規模不斷擴大，城市人口急劇膨脹，許多城市都不同程度地出現了建筑用地緊張、生存空間擁擠、交通阻塞、基礎設施落后、生態失衡、環境惡化等城市病，給人們居住生活帶來很大影響，也制約城市經濟與社會的進一步發展，成為我國現代城市可持續發展的障礙。在這樣的背景下，我國城市地下空間發展由九十年代前的人防工程建設轉變到九十年代以“城市可持續發展”為目標的地下空間開發利用的發展戰略上來。

1 地下室混凝土裂縫的主要特征

①裂縫數量較多，寬度一般不大，超過0.3mm。

②裂縫出現時間多在拆模后不久，有的還與氣溫驟降有關。

③地下室回填土完成后，常可見裂縫處滲漏水，但一般水量不大。

2 裂縫的原因分析

2.1 設計因素 一般設計重視地下建筑墻板工程豎向結構的配筋和強度，忽略了橫向的水平抗裂度配筋。因墻體結構截面中各質點受力是不均勻的，收縮應力、溫差應力的合力達到了混凝土抗拉極限強度，引起了塑性變形而裂縫。

2.2 選用的材料不當 如水泥的收縮大，石子的級配差，含泥量大；砂的粒徑細；摻的外加劑質量低劣等。由于商品混凝土的強度等級高，水泥用量大，用水量大，水化熱引起的溫度較高，當環境氣溫大幅度下降，在溫差的作用下，新澆混凝土的線膨脹系數！c=10×10-6/℃，在降溫時收縮而引起的拉應力隨之增大。混凝土墻體的表面積較大，干縮應力大于內部產生的約束力，形成干縮、收縮、溫差的綜合應力，大于混凝土的極限抗拉強度而產生裂縫。

2.3 違章作業 一是夏季高溫施工無降溫措施：混凝土拌和物入模溫度大于35℃，當夜晚氣溫下降時產生的內外溫差大而容易產生裂縫；二是冬期低溫施工時沒有保溫措施，即當商品混凝土入模后，水泥水化熱大幅度上升而環境氣溫在0℃左右，則墻板的外側在低溫下的收縮，產生裂縫。三是澆筑方法不當，如采取泵送混凝土，不是分層澆筑，而是從一部分一次澆到頂，再移動鋪料管再澆一段；混凝土拌合物的接頭是豎向的，澆筑速度快，振搗不均勻，造成墻體混凝土不均質、各質點受力不均勻，便在應力處產生裂縫。四是鋼筋安裝不標準，如間距不均勻、水平鋼筋沒有調直、且接頭綁扎松馳，或保護控制不嚴，造成混凝土澆筑時碰撞使鋼筋歪斜、受力不勻，容易產生裂縫。特別是《地下工程防水技術規范》GB50108-2001對地下防水混凝土結構的迎水面鋼筋保護層厚度作出不小于50mm的強制性規定實施以來，超長地下室混凝土結構裂縫問題的產生更加突出。

3 處理方法

目前常用的地下室混凝土墻裂縫的處理方法有以下四類。有的工程采用兩種方法同時使用，效果良好。

3.1 表面涂抹法

常用材料有環氧樹脂類、氰凝、聚氨酯類等。混凝土表面應堅實、清潔，有的表面根據材料要求還要求干燥。以涂抹環氧樹脂類為例，其處理要點是先清潔需處理的表面，然后用丙酮或二甲苯或酒精擦洗，待干燥后用毛刷反復涂刷環氧漿液，每隔3～5min左右為止。國外曾報道用這種處理方法的環氧漿液滲入深度可達16，能有效防止滲漏。

3.2 表面涂刷加玻璃絲布法

目前常用的有聚氨酯涂膜或環氧樹脂膠料加玻璃絲布。以前者為例，其施工要點如下。將聚氨酯按甲乙組分和二甲苯按1:1.5:2的重量配合比攪拌均勻后，涂布在基層表面上，要求涂層厚薄均勻，涂完第一遍后一般需要固化5h以上，基本不粘手時，再涂以后幾層。一般涂4～5。若加玻璃絲布，一般加在第2層間。例如，某高校地下室墻裂縫，經設計院確認不影響結構安全，采用表面粘貼環氧玻璃絲布法處理，效果較好。處理時應注意玻璃絲布宜用非石蠟型，否則應做脫蠟處理。環氧樹脂膠結料應經試配合格后方可使用。被處理表面應堅實、清潔、干燥均勻涂刷環氧打底料，凹陷不平處用膩子料修補填平，自然固化后粘貼玻璃絲布。

3.3 充填法

用風鎬、鋼釬或高速旋轉的切割圓盤將裂縫擴大，形成V形或梯形槽，清洗干凈后分層壓抹環氧砂漿或水泥砂漿、瀝青油膏、高分子密封材料或各種成品堵漏劑等材料封閉裂縫。當修補的裂縫有結構強度要求時，宜用環氧砂漿填充。

3.4 灌漿法

灌漿材料常用的有環氧樹脂類、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝和水溶性聚氨酯等。其中環氧類材料來源廣，施工較方便，建筑工程中應用較廣；甲基丙烯酸甲酯粘度低，可灌性好，擴散能力強，不少工程用來修補縫寬≥0.05mm的裂縫，補強和防滲效果良好。環氧樹脂漿液和甲基丙烯酸酯類漿液配方可參考《混凝土結構加固技術規范》（CECS25:90）。灌漿方法常用以下兩類：一類是用低壓灌入器具向裂縫中注入環氧樹脂漿液，便裂縫封閉，修補后無明顯的痕跡；另一類是壓力灌漿，壓力常用0.2～0.4MPa在處理地下室混凝土墻裂縫時，兩種方法同時使用效果更好，這類工程實例較多。例如某高層建筑的兩層地下室混凝土墻裂縫處理分兩階段進行：第一階段是室外涂刷氰凝；第二階段是室內用快硬高強水泥砂漿充填法，已使用多年，效果良好。又如某地下室混凝土墻長52m，中部有4層氰凝，墻內側涂布4～3層之間加鋪玻璃絲布增強，效果很好。

4 處理和防治措施

4.1 地下建筑墻體的豎向裂縫：主要是混凝土的收縮、干縮、冷縮等綜合應力作用下產生的裂縫，一般不影響承載能力，可用化學灌漿法處理。處理的目的是封閉縫隙，防止滲漏水，使裂縫黏合恢復墻體的原有功能，并防止鋼筋因裂縫破壞鈍化膜而銹蝕的作用。

4.2 在地下建筑的外側（即迎水面），全面檢查灌縫質量，待漿液固化后，鏟除墻表面的疙瘩，往裂縫處再貼高分子防水卷材，寬度為250mm左右。先沿裂縫打磨平整、干凈，刷基層處理劑，選用與卷材相配套的合格黏結劑，將卷材粘貼牢固。

4.3 認真做好地下建筑外圍的回填土，是地下建筑防水的第一道防線。

4.4 建議設計單位對地下建筑的墻板宜增配能承受因水泥水化熱引起的溫差應力，收縮應力，控制裂縫的水平鋼筋、直徑不小于Ф12、間距不大于150mm，接頭宜采用焊接，并用冷拉調直，安裝后保持平直，間距和保護層位置應準確。增設鋼筋混凝土圈梁和暗柱，增強墻體抗裂度的作用，超長建筑采用“后澆縫”或在混凝土中摻UEA膨脹劑的方法，是有效地減少構件裂縫開展的措施。利用混凝土60d的后期強度，可減少混凝土的水泥用量。

4.5 控制原材料的質量、適時掌握施工環境的變化，嚴格按施工規范施工。

4.6 采用薄層連續澆灌的方法，確保混凝土密實度均勻性，采取蓄熱保溫的養護方法，以減少構件的內外溫差，嚴格控制降溫速度為1.5℃/d，為混凝土創造應力松弛條件，是防止混凝土構件收縮裂縫的主要措施之一。

4.7 夏季高溫施工要有降溫措施，控制混凝土入模溫度不得大于28℃；施工現場要有遮陽措施，以降低施工溫度。

冬期施工要具備防凍保暖的具體措施，如使混凝土的入模溫度在5℃以上，要做好構件的保暖工作，防止散熱速度過快而產生冷縮裂縫。