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提要：介紹廈門某高層地下室墻體裂縫原因及預防和處理

   關鍵詞：裂縫原因 ；預防 ；處理


        隨著現代社會的發展，高層建筑越來越多，地下室鋼筋混凝土外墻施工中裂縫現象較為普遍，下面結合一工程實例談談地下室鋼筋混凝土外墻裂縫的成因及防治措施。

1   工程概況

        某工程位于廈門市嘉禾路蓮花路段，工程總建筑面積52893m2，建筑總高度94.9m，工程地基結構為片筏基礎加輔助樁，上部結構質式為框支剪力墻結構。

    該工程地下室為長方形平面，平面尺寸為84.4×40.2m，其長向靠中間設有一條后澆帶。地下室層高4.2m，外墻厚350mm。鋼筋混凝土柱為1×1m，柱網6900×7200mm，地下室外墻采用木模板，廈門市二建混凝土公司供應的C50P8泵送商品混凝土，石子粒徑16-31.5mm，砂為中粗砂，坍落度為120±30mm，混凝土初凝時間≥6h，終凝時間≤12h。

2   施工概況

        地下室外墻以后澆帶為界嚴格按施工方案分兩次澆筑完成，澆倒順序、線路、方法正確，澆倒過程順利。其間氣溫：最高38℃，最低21℃。

3   裂縫情況

        地下室外墻拆模后發現裂縫較多，第一次澆筑區域有52條，第二次澆筑區域有26條，裂縫位于兩柱距之間的墻上，分布較為均勻，間距在1-2m內，裂縫方向基本上垂直分布，裂縫長度：下部從地下室底板面約50-300mm起，上部直到外墻混凝土澆筑高度，全長3-3.5m，裂縫寬度采用40倍帶光源讀數顯微鏡觀測大部分在0.2-0.5mm間，部分為貫通裂縫。

4   裂縫原因分析

        眾所周知，混凝土材料是一種非勻質非連續的彈塑性材料，混凝土材料的裂縫是由于混凝土凝固成形后內部的初始缺陷、微裂縫，由于應力的作用使之擴展引起的。引起混凝土自身變形的主要因素有：溫度變化和混凝土凝固過程中由于體積變化而產生的收縮。

        由于本工程裂縫產生時，結構尚未受荷載作用（或僅受自重作用），且通過沉降觀測結果地基并未變形，基本上可以確定該裂縫不屬于結構性裂縫，因此可判定該裂縫屬于非結構性裂縫。

        如前所述，混凝土產生非結構性裂縫的起因是混凝土自身的變形。而本工程使混凝土產生自身變形導至裂縫產生的原因如下：

        (1)地下室外墻混凝土在水化及凝固過程產生體積變形的收縮。

混凝土在空氣中水化及凝固過程中體積會收縮，結硬初期收縮變形發展較快。混凝土的收縮與下列因素有關：

        ①水泥品種：高標號水泥制成的混凝土收縮較大（或高強度等級的混凝土收縮較大）。②水泥的用量：水泥用量越大、水灰比越大混凝土收縮就越大。③骨料的級配性質：骨料的彈性模量越大，收縮越小。④養護條件：在結硬過程中周圍環境濕度大，收縮小。⑤混凝土的成型：混凝土越密實，收縮越小。⑥使用環境溫度：溫度高，易失水，收縮大。⑦混凝土構件的（體積/表面積）比值：比值大，收縮小。

        本工程地下室外墻使用C50P8泵送商品混凝土，采用普通水泥，設計配合比中水灰比為0.46，水泥用量為440kg/m2。采用泵送商品混凝土，為追求可泵性，一般水灰比都偏大且骨料粒徑偏小。而骨料粒徑偏小又不利于制約混凝土的收縮。

        加之施工期間正值7月盛夏季節，氣溫較高，容易使混凝土失水收縮。

        (2)收縮過程中所受到的約束是對構件活動和變形的制約，本工程的約束又分為內部約束和外部約束：

        ①內部約束：首先是地下室外墻的配筋對混凝土的約束這是由于混凝土的收縮對鋼筋產生壓應力而鋼筋握裹力的作用對混凝土產生拉應力，制約了混凝土的變形。其次地下室外墻中柱與墻等構件在收縮量的差異產生的約束，這是由于柱的（體積/表面積）比值大收縮小而墻的（體積/表面積）比值小收縮大，這樣變形不協調，形成收縮變形小的部分對收縮變形大的部分的約束。

        ②外部約束：墻體以下的基礎底板對地下室外墻的下部約束和墻體以上的梁或頂板對地下室外墻的上部約束，由于裂縫產生時地下室頂板尚未施工，因此上部約束尚未形成。

        由上可知混凝土的裂縫是由于混凝土的收縮，使混凝土處于一種受壓狀態，由于約束的作用，反而使混凝土處于收拉狀態，當對混凝土產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度時，就出現裂縫，這種現象在混凝土的結硬初期尤其明顯，這是由于混凝土的結硬初期收縮量較大，且其抗拉強度又較低。

        上述地下室外墻收縮變形以及受到的約束主要是指水平方向的。當然在垂直方向也有，但因墻體高度不大（相對于水平長度而言），混凝土的收縮變形較小，且上部無約束作用，僅為豎向配置的鋼筋對其有約束，由于變形及約束較小，故不會在水平方向出現裂縫。

        綜上所述的原因使該工程地下室外墻混凝土出現如前所述的垂直裂縫。


5   裂縫的預防措施

        (1)設計方面：

        ①按混凝土最大澆筑長度的要求，增設后澆帶。

        ②提高混凝土的抗拉強度：如在混凝土中摻入適量纖維，提高混凝土自身的抗拉強度。

        (2)施工方面：

        ①合理調整混凝土的配合比：盡量采用水化熱低收縮性小的早期高強水泥，降低水泥用量；降低水灰比（控制好混凝土的坍落度）；調整骨料級配；在混凝土中摻入適量微膨脹劑，補償混凝土的收縮。

        ②混凝土要分層分段澆筑，加強振搗確保混凝土的密實性，增強混凝土的連續性和整體性，以提高混凝土的強度，尤其提高混凝土的抗拉強度。

        ③加強養護。避免過早拆模，防止外力作用損傷混凝土，尤其要注意做好混凝土保濕保溫的工作。

6   裂縫的處理

        由于裂縫是由變形引起的，為非結構性裂縫，故無承載力危險。但是會對地下室防水、鋼筋的保護造成危害。因此必須對裂縫進行修補處理。

        由于該工程貫通裂縫較多，因此采用高壓化學灌漿法較為合適。采用YJ—自動壓力灌漿技術，具體做法如下：

        施工工藝流程：裂縫檢查→清潔裂縫→安設底座→封閉裂縫→漿液注入→拆除灌漿器→拆除底座→結束

        (1)根據現場裂縫的檢查情況確定具體施工方案；在施工前，對擬實施灌漿的裂縫寬度、長度、深度、走向進行認真的檢查，并做好具體的標記。

        (2)基層處理：采用鋼刷將裂縫兩側表面的灰塵、浮渣清理干凈，縫寬≤0.5mm。

        (3)確定注入口及安設底座：灌漿底座的設置間距是根據裂縫大小、走向及結構形式而定，一般縫寬≥0.5mm者為15-25cm，一般縫寬≤0.5mm者為10-20mm。原則上縫窄因密，縫寬可稀，但每條裂縫至少需要兩個或兩個以上的底座。底座的安設采用原子灰進行固定。對于貫通裂縫，應在墻兩側均安設灌漿底座，一側灌漿時另一側裂縫必須封閉。

        (4)封閉裂縫：其目的在于使裂縫成為一個封閉的空腔。采用原子灰沿裂縫表面涂刮，封縫寬度以注漿時不能漏漿為原則。

        (5)配制漿液：環氧樹脂、塑化劑和稀釋劑組成的主劑在試驗室預先配制好。主劑和固化劑現場配制混合后必須攪拌均勻，待反應熱量降低后方可注入軟管。

        (6)安設灌漿器：將配好的灌漿樹脂注入軟管中，把裝有樹脂的灌漿器旋緊于底座上。

        (7)灌漿：

        ①確定樹脂的注入量，可根據裂縫的寬度、深度、長度計算，根據經驗，實際需要樹脂約為理論計算量的1.3倍以上。②灌漿順序應從裂縫下端依次向上灌注。③灌漿時，鄰近的底座必須用堵頭封死，以防漏漿。④灌漿壓力穩定后應保持一定時間，以滿足灌漿要求，保證灌漿質量。⑤松開灌漿器彈簧，確定注入狀態，如樹脂不足可補充再繼續注入。

        (8)注入完畢拆除灌漿器：待注入速度降低確認不再進漿后，可拆除灌漿器，再用堵頭將底座堵死。

        (9)樹脂固化后敲掉底座及堵頭，修補好表面封縫膠。

        (10)修補質量檢查：灌漿結束后，隨機選取三點通入壓縮空氣檢查灌漿是否密實。

7   結束語

        通過對該工程產生裂縫原因的分析，采取適當的處理方法，取得了較好的預期效果。

        (1)高層建筑地下室墻體的裂縫，雖然對結構安全無影響，但也要引起我們的重視，因為它可能對地下室的使用功能及結構的耐久性造成影響。

        (2)控制裂縫的出現要綜合考慮結構設計、材料、施工、環境等諸多因素的影響。