1、1泵送混凝土地下室墙裂缝原因分析与处理摘要:本文就目前高层建筑大量使用泵送混凝土,导致地下室墙产生新的裂缝进行原因分析,并提出防治措施。 关键词:泵送混凝土地下室 混凝土墙 裂缝处理 中图分类号: YV543 文献标识码: A 文章编号: 一、前言 随着社会发展,城市化水平的不断推进,高层及超高层建(构)筑物越来越多。目前高层建筑混凝土地下室墙裂缝现象普遍,不仅因渗漏而影响使用,而且严重降低其耐久性,影响其使用寿命。外墙裂缝控制的难度很大,在国内外的工程实践中都没有成熟有效的技术措施。随着混凝土后浇带的设置和混凝土膨胀剂(UEA、HEA)的广泛应用,这种状况有所改善;但泵送混凝土的推广应用,又
2、使得地下室外墙裂缝控制的难度加大,分析、防止和避免裂缝的出现就显得尤为重要。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性,分析裂缝的原因及防治措施的必要性和重要性愈加明显。 二、裂缝产生的特征与原因 1、地下室混凝土墙裂缝的主要特征 (1) 绝大多数裂缝为竖向裂缝,多数缝长接近墙高,两端逐渐变细而消失。 (2) 裂缝数量较多,宽度一般不大,超过 0.3mm 宽的裂缝很少见,2大多数缝宽度0.2mm。 (3) 沿地下室墙长两端附近裂缝较少,墙长中部附近较多。在转角处及平面形状不规则处,应力突变处裂缝较多。 (4) 裂缝出现时间多在拆模后不久,有的还与气温骤降有关。 (5) 随着时间裂缝发
3、展,数量增多,但缝宽加大不多,发展情况与混凝土是否暴露在大气中和暴露时间的长短有关。 (6) 地下室回填土完成后,常可见裂缝处渗漏水,但一般水量不大。2、裂缝主要原因 2.1 混凝土收缩 从裂缝特征可见大多数均属收缩裂缝。由于采用商品泵送混凝土,由于商品泵送混凝土坍落度大,砂率大,粗骨料少,导致收缩增加,裂缝可能性加大。此外,地下室混凝土墙收缩较大的主要原因混凝土标号高,水泥用量过多,养护不良以及外墙柱达到了大体积混凝土收缩量,应力加大而拉裂柱间墙等。 2.2 设计问题 混凝土结构设计规范 (GB50010-2010)第 8.1.1 条规定:地下室墙壁等类结构现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距为
4、 20(露天) ,但实际工程中墙长均超过此规定。需要指出的是,一些工程设计突破了规范规定后,地下室墙的水平钢筋未采取加强措施,仍按构造配置,这是墙较易裂缝的又一因素。 2.3 温差过大 3由于有些混凝土体量大,导致水化热也大,混凝土内部与表面包温差大,超过规范允许的 25 度限值。加上昼夜温差、日照下混凝土阴阳面的温差、拆模过早及气候突变等因素的影响,导致温差过大,变形不协调。 2.4 地下室墙长期暴露 这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感,常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。同时还应注意,设计时地下室墙均按埋入土中或室内结构考虑,即伸缩缝最大间距为 30m。实际施工中很难做到墙完成后立即回
5、填土和完成顶板,因此实际工程应取最大伸缩缝间距 20m。这也是地下室墙裂缝普遍的一个因素。 2.5 混凝土施工质量差 原材料质量不良、配合比不当、使用过期的 UEA 微膨胀剂、坍落度控制差,施工中任意加水以及混凝土养护不良等因素,均会导致混凝土收缩加大而裂缝。 此外,目前地下室普遍采用泵送混凝土,由于泵送混凝土坍落度大,也导致收缩增加,裂缝可能性加大。 三、处理方法与工程实例 目前常用的地下室混凝土墙裂缝的处理方法有以下四类。有的工程采用两种方法同时使用,效果良好。 1、表面涂抹法 常用材料有环氧树脂类、氰凝、聚氨酯类等。混凝土表面应坚实、清洁,有的表面根据材料要求还要求干燥。以涂抹环氧树脂类
6、为例,其4处理要点是先清洁需处理的表面,然后用丙酮或二甲苯或酒精擦洗,待干燥后用毛刷反复涂刷环氧浆液,每隔 35min 涂一次,至涂层厚度达到 1mm 左右为止。国外曾报道用这种处理方法的环氧浆液渗入深度可达1684mm,能有效防止渗漏。 2、表面涂刷加玻璃丝布法 目前常用的有聚氨酯涂膜或环氧树脂胶料加玻璃丝布。以前者为例,其施工要点如下。将聚氨酯按甲乙组分和二甲苯按 1:1.5:2 的重量配合比搅拌均匀后,涂布在基层表面上,要求涂层厚薄均匀,涂完第一遍后一般需要固化 5h 以上,基本不粘手时,再涂以后几层。一般涂 45 层,总厚度不小于 1.5mm。若加玻璃丝布,一般加在第 2 至第 3 层
7、间。例如,某高校地下室墙裂缝,经设计院确认不影响结构安全,采用表面粘贴环氧玻璃丝布法处理,效果较好。处理时应注意玻璃丝布宜用非石蜡型,否则应做脱蜡处理。环氧树脂胶结料应经试配合格后方可使用。被处理表面应坚实、清洁、干燥均匀涂刷环氧打底料,凹陷不平处用腻子料修补填平,自然固化后粘贴玻璃丝布 13 层。 3、充填法 用风镐、钢钎或高速旋转的切割圆盘将裂缝扩大,形成 V 形或梯形槽,清洗干净后分层压抹环氧砂浆或水泥砂浆、沥青油膏、高分子密封材料或各种成品堵漏剂等材料封闭裂缝。当修补的裂缝有结构强度要求时,宜用环氧砂浆填充。 4、灌浆法 灌浆材料常用的有环氧树脂类、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝和水5溶性
8、聚氨酯等。其中环氧类材料来源广,施工较方便,建筑工程中应用较广;甲基丙烯酸甲酯粘度低,可灌性好,扩散能力强,不少工程用来修补缝宽0.05mm 的裂缝,补强和防渗效果良好。环氧树脂浆液和甲基丙烯酸酯类浆液配方可参考混凝土结构加固技术规范 (CECS25:90) 。灌浆方法常用以下两类:一类是用低压灌入器具向裂缝中注入环氧树脂浆液,便裂缝封闭,修补后无明显的痕迹;另一类是压力灌浆,压力常用 0.20.4MPa。例如:某工程用水溶性聚胺酯处理地下室混凝土裂缝,虽然裂缝较宽,渗水较严重,经用聚胺酯灌浆处理后,再无渗漏。某工程项目有二层地下室,面积 3 万多平方米,混凝土墙长达 200 多米,由于事先采
9、取预控措施,对泵送混凝土进行控制,对配合比及外加剂进行反复试验,对设计图纸进行相应调整,取得较好的效果,地下室混凝土墙几乎没有发现细微裂缝。 四、预防泵送地下室混凝土墙裂缝的技术措施 1、严格控制商品混凝土原材料质量: (1) 水泥:宜用低水化热、铝酸三钙含量较低、细度不过细,矿渣含量不过多的水泥。 (2) 砂、石:宜用中、粗砂,含泥量不大于 2%;石子宜用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不大于 1%的碎石或卵石。 (3) 掺减水剂,以减少混凝土用水量。 (4) 掺入微膨胀剂,配制成补偿收缩混凝土,国内常用掺 10%-15%UEA 或 l0%左右的 AEA。 (5) 掺用粉煤灰替代部分水泥
10、,以降低水泥水化热温升。 62、设计方面 (1) 没有充分依据时,不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。应注意满足混凝土结构设计规范(GB50010-2010)第 8.1.1条的要求。 (2) 设置一定数量的后浇带,以减小混凝土收缩应力。 (3) 加强水平钢筋的配置。应注意三个问题:第一,水平钢筋保护层应尽可能小些;第二,防裂钢筋的间距不宜太大,可采用小直径钢筋小间距的配筋方式;第三,考虑温度收缩应力的变化加强配筋。 3、施工方面 (1) 模板选用:对外露面积较大的混凝土墙体、气温变化剧烈的季节以及冬季不宜使用钢模板。选用木模时,应充分湿润,以利保湿和散热。 (2) 严格控制混凝土施工质量,尽量降低不均匀性。除控制混凝土制备和运输中的质量外,还要注意混凝土浇筑时防止离析,振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。 (3) 根据测温记录和气象预报确定拆模时间,保证混凝土内外温差不超过 25,温度陡降不超过 10拆模后应注意覆盖和及时养护。 (4) 浇水养护。应保持混凝土表面持续湿润,养护时间不少于施工规范规定的 14 天的要求。