某高層住宅地下室剪力墻早期裂縫鑒定與處理

陳振偉

(江陰市建筑設計研究院有限公司，江蘇無錫 214400)

混凝土是脆性材料，由于成型缺陷、氣溫變化、溫度應力、外荷載作用以及化學腐蝕等很容易產生裂縫。裂縫使混凝土結構的剛性和強度降低、外觀損傷并影響耐久性。由于開裂，加劇混凝土碳化，導致鋼筋銹蝕、體積膨脹及有害物質侵蝕的情形也不少。已有研究及工程實踐表明:剪力墻出現裂縫的概率很高，直接控制裂縫較難。因此，探討裂縫的產生原因，進而提出相應的抗裂和提高耐久性的措施，在工程實際中具有現實意義。

1 工程概況

某市人才公寓樓是一地上18層、地下1層的剪力墻結構，建筑面積為6 830．9 m2;該地下室墻厚300，底板厚180，墻長不等，層高為2．7 m，標準層層高為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層剪力墻混凝土強度等級為C45，防水等級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格按照設計和施工規范要求進行澆筑混凝土。施工時為夏季，氣溫較高，沒有采取特別措施對混凝土剪力墻進行養護。

2 裂縫產生的現狀、位置

2．1 裂縫的發現

2012年6月6日，開始施工地下室剪力墻，澆筑混凝土時氣溫在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

經現場檢查，地下室周邊剪力墻裂縫特征匯總如下:

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

3 施工質量評定

3．1 混凝土強度檢測

本次我院共抽取15個構件，每個構件鉆取2個芯樣，共鉆取30個芯樣進行混凝土抗壓強度檢測。檢測結果表明，15個剪力墻構件混凝土抗壓強度代表值均大于45 MPa(混凝土設計強度等級為C45)。

3．2剪力墻配筋

本次我院共隨機抽取15個構件，采用鋼筋探測儀對剪力墻構件的配筋間距和鋼筋直徑規格進行抽樣檢測。檢測結果表明，剪力墻鋼筋配置符合設計圖紙要求。

3．3 混凝土中f-CaO對混凝土質量影響檢測

1)現場檢查。

現場檢查了水泥生產廠家、進貨日期、批號及數量;了解查明混凝土的澆筑日期及部位;檢查裂縫、脫皮、疏松等現象。

2)構件抽樣及加工。

從上述被抽取的構件中，從中選取6個構件，將每個構件中鉆取的2個混凝土芯樣分別加工成2個厚度為10 mm薄片試件和2個高徑比為1．0的芯樣試件。芯樣加工質量符合CECS03技術要求。

3)試樣檢測。

主要有薄片煮沸和芯樣試件檢測。計算芯樣試件強度變化的百分率。

本次所檢沸煮薄片和芯樣試件外觀無明顯變化，結合沸煮前后芯樣試件抗壓強度變化情況，未發現f-CaO對混凝土質量有影響。

4 裂縫產生的原因分析

根據我院對該工程的設計、施工資料的核查和現場檢查、檢測結果，裂縫產生的原因匯總如下。

4．1 材料方面

我院主要從混凝土的配合比、強度等級、骨料質量做了大量的分析，發現: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量和混凝土養護質量兩個方面。攪拌過程中，混凝土的實際用水量很難符合配合比的要求。另外，施工中當遇到泵送阻力較大，網筋較密及澆筑施工較慢時，隨意加水現象時有發生。尤其在開始泵送和即將結束泵送時，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。如果沒有良好的保溫、保濕措施以至降溫降濕過快，混凝土中的應力來不及松弛，同樣在早期會因混凝土表面裂縫向構件縱深發展而產生貫穿性裂縫。

4．3 結構抗裂措施的實施

設計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;經現場調查，實際施工中未摻膨脹劑、抗裂纖維。

4．4 設計及其他方面

設計人員對泵送混凝土的性能考慮不夠，對墻體只考慮結構強度的要求，一般不作抗裂驗算。只是套用現行規范進行設計，而忽略了泵送混凝土在硬化過程中的收縮率和徐變較大的特點。水平向的鋼筋間距設計偏大，如果將間距改為100 mm后，則墻體裂縫會大量減少或沒有裂縫。

同時，我們需要考慮混凝土筏板對墻體的極大約束。施工時，筏板基礎先施工，待澆筑墻體混凝土時，厚大的基礎筏板混凝土已澆筑一個多月，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與水平方向約成45°的拉應力，隨著收縮的發展，其拉應力逐漸加大，當超過其抗拉強度時，就會造成混凝土開裂。

5 處理建議

該工程剪力墻的裂縫，主要為溫度變化導致混凝土收縮所致，裂縫寬度除個別較寬外，均在0．3 mm和0．3 mm以下，雖不會危及結構安全，但大多數屬于貫穿性裂縫，將影響結構的正常使用和耐久性，因此應進行處理。

1)對剪力墻裂縫進行持續觀察，如后續不再發展，進行表面封閉處理;如后續繼續發展，需要進行加固處理，常規處理方法一般是用環氧樹脂漿液進行表面封縫或者用開V形槽灌微膨脹水泥漿液修補，但二者均屬于脆性材料，當混凝土收縮時，修補表面易出現裂紋，從而出現滲水現象，導致修補失敗。為此選用結晶型防水材料進行裂縫加固處理。

2)對后續剪力墻混凝土施工，建議適當調整配合比，減少混凝土收縮率，加強混凝土拆模后的養護措施。

3)按照設計圖紙要求，對地下室頂板、剪力墻參加膨脹劑和抗裂纖維，減少混凝土收縮裂縫。

6 結語

1)嚴把材料關，盡管現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)對收縮較大的現澆混凝土長墻而言，采用適當的混凝土強度等級，配置適當而合理的構造鋼筋;施工前按所采用的水泥品種及外加劑種類修改按常規編制的混凝土施工技術方案及養護模式;澆筑混凝土時，應振搗密實而不過振或漏振，進行合理的二次抹壓，根據施工當時的溫濕度及日照狀況實時覆蓋，確?；炷撂幱跐駶櫊顟B，避免陽光直射，確保足夠的澆水養護至關重要。

3)希望設計人員應根據現場的實際情況提出合理的防裂措施。

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