浅析地下室超长外墙混凝土裂缝控制措施

浅析地下室超长外墙混凝土裂缝控制措施

王灏 任肖飞 李欣宝

中建新疆建工（集团）有限公司西北分公司 ，青海海东 814000

【摘要】随着社会的快速发展，人民生活水平的提高，私家车的保有量在我国出现井喷式发展，随之带来的便是小区停车难的问题，为解决此问题，各开发商在前期规划时，无论底层或高层住宅均增设地下停车场，地下结构得到广泛应用，地下超长结构裂缝问题也愈显突出，带来的便是地下室渗水、渗漏问题，后期的维修难度也相当大，维修费用非常高。如何有效的预防和控制，是各方急需解决的难题。

【关键词】地下室；混凝土；裂缝；控制措施

一、工程概况

海东河湟新区绿地世界城项目A06地块，位于海东市河湟新区，总建筑面积：20.74万平方米，地上164420.59平方米，地下43049.88平方米，结构形式为：框架剪力墙结构。由33栋单体楼及地下车库组成。

二、地下室外墙裂纹情况

施工完成2#楼地下室混凝土拆模龄期到达后，先后进行外墙模板拆除、并及时进行养护。考虑到夏季高温的外部条件，项目部采用拆模后悬挂防晒网的措施，并进行及时足量的浇水，对墙面进行养护。

约两天后出现裂纹，并及时对裂纹出现的部位、长度、宽度、裂纹的形式进行了观测。通过观测与比较发现：裂纹宽度大多在0.1-0.25mm，宽度较为均匀，均于底板大致成垂直状态，裂缝从上至下连通，离底板面约0.3～0.5m处终止且分布比较有规律，基本分布在约束边缘柱与剪力墙交汇位置。 经对具有代表性的裂缝宽度跟踪观测比对，未见裂缝有明显发展变化，可确定裂纹宽度不再增长，长度不再延伸，可以确定墙体裂纹已经稳定。

三、裂缝产生原因分析

1、混凝土构件的开裂是由于混凝土的拉应力超过了混凝土的抗拉强度。

2、外墙的水平应力是主要控制应力，是经常引起垂直裂缝的应力，外墙的中部即剪应力等于零的位置应力为最大值，该值与混凝土的弹模、线胀系数、温差、收缩差、长高比、长度、约束度和徐变及配筋有关。混凝土的温度应力和温差成正比，升温为正，引起压应力，降温为负，即引起拉引力，混凝土的收缩值换算为当量温差，此当量温差是负值，应力为拉应力，因此，当混凝土结构的降温和收缩同时发生时，混凝土结构承受互相叠加的拉应力，当这拉应力大于混凝土的抗拉强度时，在墙的中部出现第一条裂缝，一块分成两块，每块板又有自己的应力分布，且其图形完全相似，但其最大值由于长度减少了一半而减少，此时如果该值仍然超过抗拉强度，则形成第二批裂缝，如此持续下去，直到最大应力小于或等于抗拉强度，裂缝稳定，不再增加。由于混凝土早期强度较低，抗拉强度更低，因此，在拆模后容易出现裂缝，随着裂缝的产生和混凝土强度的增加，裂缝的发展逐渐稳定。

3.从浇筑到拆模养护的几天时间里，天气干燥高温，尤其拆模后的竖向结构洒水养护不充分，混凝土表面的水分散失过快，体积收缩变形大，导致开裂。

4、结合本工程裂缝特点，墙体裂缝为混凝土收缩应力裂缝。即混凝土硬化后，在没有外加荷载的作用下，因自身的收缩而产生裂缝。根据裂纹宽度及裂纹原因分析，地下室外墙裂纹为结构自应力导致，不影响结构的承载力。

四、裂缝产生因素分析

1、裂缝产生的因素是多种多样的，与材料、设计、施工等都有很大关系。

2、原材料影响因素：粗细骨料质量不良。配比混凝土选用的石子和沙子含泥量大，石子不坚固，最大粒径偏大，且骨料级配和粒形较差，原材料吸水率过大，含有碱活性骨料等；水泥品种、用量配比选用不当。选用了矿渣硅酸盐水泥、快硬水泥等收缩性较大的水泥；矿物掺合料比重偏大，超过胶凝材料的20%以上，导致混凝土凝结力较低。外加剂选择不当，未考虑外加剂对混凝土水化热、收缩性的影响；混凝土和易性较差，塌落度过小或过大。

3、设计影响因素：本项目地下室外墙没有设置伸缩缝，长度过长，混凝土收缩应力太大，导致裂缝的产生。设计墙体长度较长，根据《混凝土结构设计规范》规定：现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距为20-30m，但实际工程中墙长均超过此规定。需要指出的是，地下室墙的水平钢筋仍按构造配置，这是墙较易裂缝的又一因素。

4、温差过大影响因素：混凝土由于水化热原因，造成混凝土内外温差大。由于此部位施工均在夏季进行，海东地区昼夜温差大，日照下混凝土阴阳面的温差及气候突变等因素影响。

5、施工环境影响因素：施工措施控制不严格，施工质量控制不到位，混凝土振捣不够或过度；浇筑混凝土前未充分湿润模板，混凝土水分被模板吸收，引起混凝土收缩。且入模时温度较高，混凝土白天和夜间温差过大；拆模过早，导致混凝土水分的丧失过快和降温过快，收缩应力增加；养护不及时，不到位，没有进行苫盖，水分流失过快，混凝土表面总处于干燥状态。

五、裂缝处理措施

1、对于浆料材难以灌入的细而浅的裂缝，未贯穿深度较浅的裂缝，不漏水或开裂已经稳定的裂缝。此类型的裂缝，暂不做处理，待涂饰时直接施工即可。

2、对裂缝大于0.2mm，有渗水的裂缝按如下方案处理：

现行比较常用的做法是采用做V形槽，然后在槽内填充高强度粘结性材料进行封堵的方法。V形槽的尺寸一般是沿裂缝切出宽约10mm、深10～20mm。根据裂缝宽度的不同，在V形槽内采用不同的粘结性材料。当裂缝宽度0.20～0.25mm可灌入环氧氨脂；裂缝宽度在0.25～0.30mm之间，可灌入环氧树脂胶泥；裂缝宽度大于0.3mm，可直接采用水泥灌浆。

3、本工程的裂缝宽度在都在0.10～0.25mm mm之间，采用涂抹环氧胶泥封闭的方案对裂缝进行处理。环氧树脂胶泥具有抗渗、抗冻、耐盐、耐碱、耐弱酸腐蚀性能，与混凝土粘结力强。热膨胀系数与混凝土接近，不易与混凝土基体脱开，耐久性好，可在潮湿环境下硬化，使用寿命可达50年以上。适用于混凝土构件表面裂缝修补。

环氧树脂胶泥施工流程：

（1）表面处理：用角磨机沿裂缝走向对墙面进行打磨处理，使混凝土墙面粗糙，提高环氧胶泥与混凝土墙面的粘结力，打磨完后用钢丝刷及压缩空气将混凝土碎屑粉尘清除干净。

（2）环氧树脂胶泥配置：检查内装乳液、固化剂、专用砂浆均无破损、漏洒、受潮结块现象，每桶中的装配比例为乳液：固化剂：专用砂浆=1：3：16。配料时，先将乳液和固化剂摇匀后按照1：3的比例倒入桶中，并充分搅拌混合均匀，然后边搅拌边缓慢加入专用砂浆，直至搅拌成均匀的胶泥状。如果混合后较粘稠或不易搅拌均匀，可加入少量清水稀释（掺水量不超过胶泥重量的10%）。

（3）封闭：用抹刀将调和均匀的环氧树脂胶泥涂抹在墙面打磨部位，涂抹时要边压实边抹光，封闭完成24小时后方可进行下一道工序施工。待环氧胶泥硬化后，将环氧胶泥表面打磨平滑，以免影响涂饰施工。

六、防止裂缝产生的综合措施

1、合理选用原材料，优化配合比设计：水泥宜选用水化热较低的水泥；强度较高的水泥能减少水泥用量，有利于防裂。外加剂选用减水率较高的高效减水剂以及性能优越的膨胀剂，若为泵送混凝土还须掺入缓凝剂，最好选用复合型外加剂，既满足多种性能要求，又方便施工。

（2）砂、石骨料应选用中、粗砂，且砂含泥量严格控制在3%以内，根据泵送能力，尽量选用粒径较大的碎石，有条件时选用5-30mm粒径的级配石。

（3）在满足混凝土强度等级和抗渗要求的前提下，尽量减少水泥掺量。尽量选用高性能混凝土，如采用补偿收缩混凝土，在混凝土中掺入适量的膨胀剂，使混凝土产生微量膨胀来补偿其产生的收缩；严格控制水灰比，宜控制在0.5以下，水灰比的降低，将会提高混凝土的弹性模量，提高其抗裂性能。

2、优化工程设计：提高墙体的强度和刚度是防止墙体开裂的有效措施，可适当增加墙体配筋率。由于墙体裂缝是竖向产生，合理利用横向分布筋；墙体筋设计应采用细径密排，最好采用双层双向钢筋，角部设置放射筋，预留洞口等薄弱部位应设置加强筋，且水平分布钢筋放在外侧，在满足规范要求的前提下尽量减小钢筋的保护层厚度。在保护层厚度较大的情况下，可设置抗裂钢筋，布置“细而密”的抗裂钢筋、增加钢丝网片等能够有效分散应力集中现象，提高抗拉性能。

3、做好施工管理，加强施工过程控制：混凝土浇筑前，先对模板洒水湿润，防止模板过多吸收表面混凝土内水分，造成混凝土干缩。昼夜温差大的情况下，在内外模板外覆盖草帘，加强保温和保湿；加强混凝土的养护工作，养护工作应尽早进行，并适当延长，但不宜过早采取松模浇水的做法，以免加剧温差；减小浇水养护间隔；延缓拆模时间，墙板内部与表面温差小于15℃以下时方可拆模。

七、结语

本工程地下室外墙裂缝为混凝土收缩应力裂缝，宽度未超过规范限值要求，且经过一段时间的观测，裂缝数量无新增，宽度和深度未发展，采用做V形槽涂抹环氧胶泥封闭的方案对裂缝进行处理，效果很好，满足了耐久性要求。通过影响裂缝产生因素的控制措施的总结，为类似工程提供参考经验。

参考文献：

[1]林义民：浅谈超长地下室外墙混凝土裂缝的控制方法【J】建材发展导向2010年8月

[2]王少杰：浅谈如何控制高层建筑超长地下室外墙裂缝【J】商品与质量2014年7月