地下室墻體非結構性裂縫

【關鍵詞】混凝土；裂縫；成因；控制；修補 

　　1 引言 

　　在青海西寧地區(qū)，隨著經濟的發(fā)展，高層建筑物越來越多，建筑物的高度和深度不斷增加，地下室的規(guī)模越來越大，超長、超深地下室隨處可見。而建筑施工由于各種因素的影響，特別是西寧地區(qū)氣候干燥的特性（這也應該是西北地區(qū)的共性了），在工程的結構性能和使用功能存在著一些不盡人意的質量問題。例如，建筑物裂縫問題已成為當前一種較為常見的質量缺陷，其中地下室墻板裂縫較為普遍。 

　　正視地下室墻板砼裂縫現象，分析產生裂縫的原因，采取有效措施預防，對裂縫實施有效的控制與補救是設計和施工專業(yè)技術人員需要解決的一大課題。砼結構的裂縫起因復雜眾多，表現的形態(tài)也千差萬別，但基本上可分為兩類：第一類是由受力引起的裂縫，即由外加荷載引起的裂縫，稱為結構性裂縫。第二類是由變形引起的裂縫，稱為非受力變形或非結構性變形裂縫，如溫度裂縫、干縮裂縫、化學反應裂縫等。 

　　1.1 裂縫狀況的基本表現如下： 

　　1.1.1 裂縫表面形態(tài) 

　　裂縫的表面形態(tài)基本上是垂直裂縫，在地下室墻面高度范圍內從墻板中部向上、下延伸，裂縫中部寬兩端窄，一般在樓板下或底板上一定的范圍內終止。嚴重的裂縫可形成地下室頂板和底板的全截面貫通。 

　　沿地下室墻板長度方向的裂縫數量視工程的不同而相差較大，少則僅少量存在，多則每80~100CM即可出現一條，一般在結構梁下發(fā)生的可能性較大。裂縫寬度據不完全統計在0.3MM以下的比例占約70%左右，0.3MM―1.0MM占25%左右，1.00MM以上占5%左右。 

　　1.1.2 裂縫產生的時間 

　　早期裂縫在拆模后（一般5天左右）即可發(fā)現。隨著時間推移，已有的裂縫寬度會逐步加大，新的裂縫會不斷出現。根據工程實踐，裂縫的發(fā)展一般在二個月之內發(fā)生和發(fā)展迅速，六個月左右逐步穩(wěn)定。對于有后澆帶的工程，會在后澆帶封閉之后形成又一個裂縫產生和發(fā)展的高潮，并在之后的二~三個月趨于穩(wěn)定。 

　　1.2 非結構性裂縫產生的原因分析 

　　鋼筋砼結構是由鋼筋和砼兩種截然不同的材料組成，而砼是由水泥、水、細骨料、粗骨料組成，有時還常加入適量的摻和劑和外加劑，其組成復雜，內部結構容易發(fā)生變化。對于地下室墻板裂縫，產生的主要原因包括以下幾種： 

　　1.2.1 砼收縮 

　　砼是由水泥、水、細骨料、粗骨料組成的膠合人工材料，含有大量的空隙、粗孔和毛細孔，這些孔隙中存在水分，當這些水分在干燥作用下蒸發(fā)時會引起砼的收縮。地下室砼澆搗完畢后，水泥漿發(fā)生水化反應，在早期的硬化過程中產生少量的收縮。接著，環(huán)境的干燥作用使得砼中細孔及微毛細孔中的水產生毛細壓力，水泥石承受這種壓力后產生壓縮變形而收縮，產生“毛細收縮”，是砼收縮變形的一部分。毛細水蒸發(fā)完畢后，開始進一步蒸發(fā)物理-化學結合的吸附水，這些水分的蒸發(fā)引起顯著的水泥石壓縮，產生吸附變形，是收縮變形的主要部分。 

　　地下室墻板的收縮主要是干縮和自身收縮。砼產生收縮的因素涵蓋了材料、配合比、設計、操作條件、養(yǎng)護條件諸方面，其主要影響因素有以下幾個方面： 

　　（1）砼組成材料的影響 

　　砼干縮的主要原因是源于水泥石的收縮，水泥用量越多，砼干縮越大，水泥顆粒越細，干縮也越大。水泥用量相同時，砼的干縮隨水灰比增大而增大，骨料在砼中對干縮能起到限制作用，其含量越高，彈性模量越大，則干縮越小。 

　�。�2）砼養(yǎng)護時間和養(yǎng)護濕度的影響 

　　砼澆注后4~15小時后，水泥水化熱反應最激烈，分子鏈逐漸形成，出現泌水和水分急劇蒸發(fā)現象，引起失水收縮。大量的工程實踐表明，適當的延長砼養(yǎng)護時間和增加砼養(yǎng)護濕度可以有效地緩減砼硬化過程中的收縮裂縫。 

　　工程實際中，往往一些施工技術人員認為地下室結構將被覆蓋或者由于周轉材料一時不能到位，而未對地下室結構采取足夠的養(yǎng)護時間和養(yǎng)護措施。 

　　（3）配筋影響 

　　混凝土材料結構是非均質的，承受拉力作用時，截面中的各質點受力是不均勻的，存在大量不規(guī)則的應力集中點，這些點由于應力集中首先達到極限抗拉強度，引起變形，如無鋼筋，當繼續(xù)受力時，在應力集中處就會出現裂縫，如進行適當配筋，鋼筋將約束砼的變形，從而分擔砼的內力，推遲砼裂縫的出現。大量的工程實踐表明，適當配筋能夠提高砼的極限拉伸值。 

　�。�4）外加劑的影響 

　　在砼中摻加各種塑化劑、減水劑可以在保持良好的工作性能條件下減少用水量，從而減少砼的收縮。 

　　1.2.2 溫度變形 

　　鋼筋砼隨著溫度變化而產生熱脹冷縮變形。當此變形受到約束，在砼內部產生的應力超過抗拉極限強度時，砼將會開裂，形成裂縫。地下室墻板在施工中由天氣因素或施工原因使得地下室外墻的內外側存在一定的溫差，當溫差產生的變形值超過砼的極限拉伸值時，即可產生砼開裂。而工程實踐中由于墻板一般不屬于大體積砼，施工人員往往會忽略其內外溫差產生的變形。 

　　2 裂縫控制措施 

　　鋼筋砼結構裂縫控制基于兩大途徑，其一是“抗”的原因，即保持砼實際抗拉強度大于各種作用產生的拉應力；其二是“放”的原則，即盡量放松對砼變形的約束，降低約束應力。為盡量減少地下室墻板非結構性裂縫可采取以下技術措施： 

　　2.1 優(yōu)化設計，提高砼結構極限抗拉強度 

　　2.1.1 地下室墻板裂縫多呈現豎向裂縫，根據此特點，可將外墻水平鋼筋進行優(yōu)化。遵循“小直徑小間距”有利于抗裂的特點，可通過鋼筋等強度代換，采用直徑較小，間距較密的鋼筋排布方法。 

　　2.1.2 交換橫向鋼筋和豎向鋼筋的位置。以往的工程中通常將水平鋼筋放在豎向鋼筋的內側，造成水平鋼筋到砼表面的厚度超過50MM，過厚的砼保護層容易使砼產生豎向裂縫。因此，可將水平鋼筋放在豎向鋼筋的外側。 

　　2.2 采用高性能砼，優(yōu)化砼配合比，改善砼性能 

　　2.2.1 采用高性能砼，地下室墻體的砼，除應滿足強度指標外，還應具備下列性能：①低水化熱和較低的出盤溫度，夏季25~30℃，冬季8~12℃。②適宜的坍落度和凝結時間，坍落度12~14CM。 

　　2.2.2 采用補償收縮砼。采用補償收縮砼應注意：①應經過試驗確定膨脹劑的適宜摻量，并以確保達到補償收縮砼的性能指標為準；②認真做好養(yǎng)護工作，保證砼處于潮濕狀態(tài)。前期可帶模保溫、保濕養(yǎng)護5～7d；拆模后保溫養(yǎng)護至14d 。具體方法為：墻面掛草簾、麻袋，定人定時灑水或采用噴水幕、覆蓋薄膜。 

　　2.2.3 優(yōu)化砼配合比，減少砼水化熱。①選用中低水化熱、低收縮的水泥，不用硅酸鹽（純硅）水泥；②最大限度控制水泥用量，對于C40、C50砼，控制在400kg /M3 以內，摻加粉煤或礦粉替代部分水泥，一般摻量為10%～20%；③摻加適宜的外加劑，改善砼性能；④石子采用連續(xù)級配Ⅱ粒級，堅固性良好，空隙率小的石子；砂采用中、粗砂，且嚴格控制砂、石的含泥量不超標；⑤砼坍落度宜控制在12～14cm之間。 

　　2.3 采取合理施工技術措施，確保砼施工質量 

　　2.3.1 減少墻體內外溫差，可以采取保溫，設置防曬棚等措施。 

　　2.3.2 減少砼的水化熱溫升，可采取下列措施：①降低砼入模溫度，特別是夏季施工，首先控制砼出盤溫度，其次用草袋或麻袋包裹砼輸送管道，并澆水降溫；②分層澆筑砼，分層厚度小于500mm。 

　　2.3.3 加強砼的保溫和保濕措施。砼具體養(yǎng)護方法同前，保溫養(yǎng)護還應注意兩點：①養(yǎng)護期間隨時觀察砼表面潮濕度，以便及時采取補救措施；②保溫和保濕度兼顧考慮，要綜合考慮水化熱溫升、施工季節(jié)、模板等因素，適時變換養(yǎng)護方法。夏季施工，縮短帶模養(yǎng)護時間；春秋季施工，白天保濕夜間保溫；冬季施工，前期以保溫為主；拆膜后不宜接向砼表面澆水，改用噴霧，或掛上草包、麻袋后灑水。