高層地下室墻裂縫的成因和處理方法

畢宏杰

（太原市玉磊預拌混凝土有限公司，山西太原 030041）

高層地下室墻裂縫的成因和處理方法

畢宏杰

（太原市玉磊預拌混凝土有限公司，山西太原 030041）

由于裂縫的存在和發展常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕，降低鋼筋等混合材料的承載能力、耐久性等，影響建筑物外觀、使用壽命，嚴重威脅到生命安全，本文敘述了裂縫的成因和處理方法，并提到了預防地下室混凝土裂縫的幾點建議。

地下室；裂縫；處理方法

0 前言

近幾年來，隨著混凝土設備的迅速發展，越來越多的民用建筑、橋梁結構物在澆筑過程中普遍采用了攪拌站、攪拌樓集中拌制，混凝土是由砂石骨料、水泥、水及其外加劑混合而成的非勻質脆性材料。隨著混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中常見的工程病害。由于裂縫的存在和發展常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕，降低鋼筋等混合材料的承載能力、耐久性，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴重威脅到人民的生命財產安全。因為混凝土裂縫的種類多種多樣，我們這里只談一下高層地下室剪力墻裂縫的成因和處理辦法。

1 工程實例

太原市某高層建筑，地下室二層，地上28 層，全框架結構，建筑面積約為 48000m2，其造型復雜，高為89m，混凝土墻東南兩面長度分別為 46m 和55m，地下室間距為6～7.8m，層高 4.8m，地下室混凝土墻厚300mm。

該地下室二層剪力墻東側澆筑后，為加快模板周轉，養護3天后，開始拆模，發現墻體有裂縫產生，多為豎向裂縫，有6條，墻的兩側則是向墻端呈 45°向上的斜裂縫，裂縫具有中間寬，兩頭尖滅的特點，在門窗洞口處有2 條以 45°向上的斜裂縫，具有“下大、上尖滅”的特點。

2 裂縫產生的原因

（1）結構本身的原因：地下室墻是澆筑在混凝土基礎底板上，基礎底板對新澆筑的墻體混凝土有很大的水平阻力，底板或筏基底板大塊混凝土對墻體的強勁約束是導致裂縫出現的最本質原因。

（2）設計問題的原因：設計時對溫度變化、混凝土收縮引起的變形、在約束條件下因溫度收縮變形引起的溫度收縮應力對結構裂縫出現和開展的影響沒有考慮或考慮甚少。GB50010—2010《混凝土結構設計規范》規定：

現澆鋼筋混凝土墻伸縮縫的最大間距為20～30米，但實際工程中墻長均超過此規定，更有甚者，一些工程設計突破了規范規定外，地下室墻的水平鋼筋仍按構造配置，這是出現裂縫的又一因素。混凝土收縮，從裂縫特征看出大部分屬于收縮裂縫。地下室混凝土剪力墻收縮較多的主要原因有水泥用量過多、養護不良等，

（3）溫差過大：該建筑物施工時正值冬季，晝夜溫差較大，根據施工情況和裂縫形狀，該建筑物所形成的裂縫應為溫度收縮、膨脹裂縫，呈垂直型發育，因當時氣溫劇降，模板之間保溫較差，因此混凝土變形遭受剛度、強度較大的約束，使構件產生拉應力。

（4）施工養護的原因：墻體結構的散熱面大、與空氣接觸面大，水分蒸發相對較大。加以墻體混凝土澆筑時，一般混凝土的降溫階段尚未完成，底板溫度還高于環境溫度，這就加劇了新澆筑混凝土的水分蒸發。即使完成規定時期的養護，在一定時期內，墻體暴漏在空氣中，受到環境溫度，濕度變化影響，已有的裂縫在一定程度內也會有發展和變化，也可能有新的裂縫產生。

3 裂縫的處理方法

3.1 充填法

沿裂縫切出15～20mm 的 V 型槽，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、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 涂一次，至涂層厚度達到1mm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16～84mm，能有效防止滲漏。

3.2 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 CECS25:90《混凝土結構加固技術規范》。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。此工程用水溶性聚胺酯處理地下室混凝土裂縫，雖然裂縫較寬，滲水較嚴重，但經用聚胺酯灌漿處理后，再無滲漏。

4 預防地下室混凝土墻裂縫的幾點建議

混凝土本身是帶裂縫工作的材料，混凝土熱脹冷縮是不可抗拒的自然規律，干縮濕漲是混凝土的本性，而混凝土的結構又是處在復雜多變的環境和約束條件之中。因此，影響混凝土裂縫產生和發展的因素很多，尤其混凝土墻體裂縫是控制的重點，也是當前的一大技術難題。裂縫控制是涉及到多學科、多方面的系統工程。著名裂縫專家王鐵夢教授對混凝土裂縫控制提出了放和抗的觀點，這是對裂縫控制最本質的闡述。“放”是降低對結構的約束程度，使產生的約束應力小于當時混凝土的抗拉強度，防止裂縫產生。“抗”是提高混凝土結構本身抵御裂縫產生的能力，或提高結構的抗裂能力，根據這一原則，在當前的認識水平上，從設計、材料、施工及使用方面關注裂縫的控制，使降低裂縫的出現在一定程度上得到緩解。

4.1 優化設計

（1）根據墻體裂縫的特點，宜在墻中部三分之一墻高的范圍，在附壁柱和暗柱的柱墻交接部位增加細而密的水平構造配筋，以控制豎向裂縫及 45°方向裂縫。

（2）合理設置后澆帶，合理劃分溫度區段，以減小混凝土收縮應力。

（3）加強水平鋼筋的配置。應注意三個問題：第一，水平鋼筋保護層應盡可能小些；第二，防裂鋼筋的間距不宜太大，可采用小直徑鋼筋小間距的配筋方式；第三，考慮溫度收縮應力的變化加強配筋，將水平鋼筋置于豎向鋼筋之外是有效的裂縫控制措施。

（4）在確定混凝土強度等級時，宜采用60 天或90 天后期齡期強度，可以在滿足設計對承載能力和抗滲要求的前提下減少水泥用量，從而減小混凝土的溫度收縮變形和應力。

4.2 優化配合比設計

優化配合比是在保證設計要求的強度等級、抗滲等級、耐久性、良好的施工性能的前提下，采用較低的水泥用量、較小的水膠比配制出混凝土水化熱相對較低、體積收縮相對較小，有利于墻體裂縫控制的混凝土。

4.3 施工方面措施

（1）模板選用：特別注意模板的牢固和嚴密、鋼筋保護層的控制，對外露面積較大的混凝土墻體、氣溫變化劇烈的季節以及冬季不宜使用鋼模板。選用木模時，應充分濕潤，以利于保濕和散熱。

（2）嚴格控制混凝土施工質量，盡量降低不均勻性。除控制混凝土制備和運輸中的質量外，還要注意混凝土澆筑時防止離析，有序的組織分層澆筑、適度振搗，以免墻內出現薄弱面而產生裂縫。

（3）根據測溫記錄和氣象預報確定拆模時間，保證混凝土內外溫差不超過25℃，溫度陡降不超過10℃拆模后應注意覆蓋和及時養護。

（4）做好混凝土早期保濕養護。應保持混凝土表面持續濕潤，養護時間不少于施工規范的規定。對拆模較早或出于風口部位的墻體，注意水分蒸發對裂縫產生的不良影響，宜采用“小水慢淋”保濕養護，最好采用涂刷養護液防止水分蒸發。盡可能抓緊地下結構的驗收和回填，減少混凝土墻體在大氣中的暴露時間。

[1] 鋼筋混凝土結構設計規范[M]．北京：中國建筑工業出版社，1999.2．

[2] 馮乃謙．混凝土結構的裂縫與對策[M]．北京：機械工業出版社，2002.5．

畢宏杰（1978—），男，總工，工程師。［通訊地址］太原市尖草坪區柏板鄉鎮城村太原市玉磊預拌混凝土有限公司（030041）