1、地下结构工程裂缝控制与防水新技术【摘 要】:随着钢筋混凝土结构被越来越多的人接受，以及商品混凝土的大量推广，结构出现裂缝的机率大幅度增加，虽然钢筋混凝土结构不可避免会出现裂缝，但是裂缝的出现会影响结构的耐久性与安全性，使地下工程的使用功能受到影响，进行裂缝的控制与采用防水新技术研究有实用意义。 【关键词】：裂缝控制；原因；危害 中图分类号：TU973+.254 文献标识码： A 文章编号： 引言 目前，地下工程出现裂缝渗漏比较普遍，本文针对该类通病，认为采用新型防水材料可以保证工程的质量和耐久性，能取得较好的效果，但防水工作是一个长期的过程，今后工作的重点是进行裂缝控制，开发应用环保型的中、高
2、档防水材料，刚柔结合。 1 结构产生裂缝的原因 1.1 混凝土的收缩 水泥加水后变成水泥硬化体,其体积减小引起干燥收缩，每 100 克水泥水化后的化学减缩值为 79ml。温差收缩，水泥水化放热产生0.020.03%的冷缩值大于混凝土的极限拉伸值。密封的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而低于 80%产生自身收缩。混凝土初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发,引起失水收缩，骨料与水泥间产生不均匀沉降。混凝土构件发生变形,产生附加应力,当应力超过了混凝土的抗拉的强度,就会出现裂缝。 1.2 混凝土材料和配比 砂石和水泥的质量不合格是引起的裂缝的重要原因。施工中若使用了这些不符合要求的材料,轻则会在结构表面
3、出现蜂窝麻面,严重的就会结构的使用。配比的设计直接影响到混凝土的抗拉的强度,也会造成混凝土开裂。配比不当主要包括水泥的用量过大,含砂率不合适,骨料种类不合适,外加剂选择不恰当等。这些因素是相互联系的。根据相关实验表明,如果水量不变的情况下,水泥的用量增加 10%,混凝土的收缩程度就会增加 5%;在水泥用量保持不变的前提下,水量增加 10%,混凝土的强度就会下降20%。减水剂使得混凝土的收缩变形由约 4610-4 变为约 6810-4。 1.3 施工工艺问题 在施工过程中，混凝土浇筑震捣不均匀密实，施工缝和细部处理马虎，会带来结构开裂的后患；过度振捣则使浮浆过厚，抹压又不及时，砼表面出现塑性裂缝
4、，影响美观。模板制作的不合适,漏水、支撑刚度不充足、过早的拆模都会引起混凝土的开裂。在施工的过程中,钢筋混凝土表面的污染,混凝土的保护层太大或者太小,浇灌的时候碰到钢筋都会引起裂缝。 1.4 维护与养护不当 混凝土养护十分重要，养护不到位，容易产生收缩裂缝。不少结构是在浇筑完 36 个月，甚至在 12 年内出现裂缝。除荷载问题外，主要是环境温度和风速引起的收缩变形所致。有些地下室不及时复土，水分蒸发导致形成混凝土裂缝；上部结构不及时做好封闭；出入口长期敞开，屋面防水层破坏不及时修补等。这些与施工和业主对结构维护缺乏认识有关。 2 裂缝产生的危害分析 2.1 裂缝影响结构的整体性 大多数裂缝并不
5、会危及结构的安全,但随着时间的推移它们可能发展,并引起严重的后果。裂缝影响了剪应力的传递时,它会影响到结构的安全。若结构出现贯穿性裂缝,很难恢复其结构的整体性。裂缝开展得很宽将预示着结构临近破坏,并且可能伴随着混凝土剥落。 2.2 裂缝影响结构的使用功能 地下空间结构要起到挡水的作用,裂缝渗漏水会严重地下空间的正常使用，使其不能充分发挥其功效，间接影响到地上部分的使用，从而对整体都产生很大的影响，甚至威胁到人身安全。 2.3 裂缝影响结构的耐久性 为了结构耐久性的要求,在相关规范中对裂缝宽度均作了限制。若裂缝处有水和氧气侵入,钢筋会锈蚀,钢筋表面生锈时,体积要膨胀,膨胀压力使混凝土保护层剥落,
6、如果没有了保护层,钢筋更容易锈蚀，钢筋全面锈蚀引起混凝土结构的开裂对结构的危害性很大大,是影响结构耐久性的主要危险。具有一定厚度且密实的保护层,对防止混凝土开裂至关重要。 混凝土裂缝的渗水,带走一些水泥中的自由石灰和碳酸盐,随着这些成分的流失,渗水通道进一步扩大。虽然发展是缓慢过程,但如不能及时控制,会发展成严重破坏,以致最后花费高昂代价进行修补。 2.4 裂缝影响建筑物的美观 过多或过宽的裂缝,常给人以不安全感和危险感,造成不良的视觉冲击力,影响了人们的感观舒适度,破坏了建筑物、构筑物的美感效果。在追求混凝土内在质量的同时,外观质量也倍受关注,混凝土结构裂缝成了影响建筑物美观的疑难杂症。 3
7、 裂缝的控制研究 3.1 设计阶段的控制 在进行施工设计的时候要注意一些容易开裂的地方,在设计的时候就要加以解决。在构件横面允许而且配筋率又没有改变的条件下,钢筋的直径越细对预防开裂越有利。如设置后浇带，其间距沿墙长方向不大于规范规定的结构伸缩缝距离，并与底板和顶板的后浇带间距一致，缝处钢筋不断。后浇带处设置底板和外墙贯通的超前止水带，后浇带浇筑时间延后不少于 60 天。墙体水平钢筋设在竖筋外侧，钢筋直径宜细，间距宜密，可取 100mm150mm，构造配筋率宜大些，单侧宜取 0.3%.（双面 0.6%） 。墙体上较大洞口用钢筋构造加强。墙体转角、墙、柱相交截面突变处，宜另加相应水平筋，置于原筋
8、的内侧，每端伸出柱边或墙角 1000mm.墙底部和顶部设置水平通长拉梁。 3.2 施工阶段的控制 施工阶段的控制主要体现在浇筑工艺的控制，降低混凝土入模的温度。控制原材料进入搅拌机时的温度,例如:夏季的时候在水箱里加冰块,以降低水温;粗骨料要遮防晒布,并及时洒冷水降低温度;散装的水泥要提前储备,因为新出厂的水泥温度会比较高;如果是在夏季施工,运输混凝土的车辆要加保温套或者对罐体喷洒冷水降低温度。混凝土的泵送管道要遮阳防晒;混凝土浇筑的时候注意遮阳,减少混凝土的冷量损失。(2)降低混凝土的水化热。选择中低热品种的水泥,矿渣硅酸盐水泥为首选;选用 R60 或 R90 代替 R28 作为设计强度;可
9、以掺人一定量的粉煤灰;掺人高效的减水剂;掺加缓凝剂。(3)掺 UEA 膨胀剂。掺人适量的 UEA 膨胀剂,在最初 14 天的养护中,可以使混凝土的体积微微膨胀,以此来补偿混凝土在早期由于失水收缩而产生的收缩裂缝。(4)采用二次抹压技术。在混凝土进行大规模振捣,表层刮平抹压的 12 小时之后,也就是在混凝土初凝之前。在混凝土的表面进行二次抹压,可以消除混凝土由于干缩、沉缩以及塑性收缩而产生的表面裂缝,同时增加混凝土里面的密实度。但是需要注意的是,二次抹压的时间一定要掌握的恰当,如果抹压过早就没有效果;抹压过晚的话混凝土已经进入到初凝状态,失去了塑性,就无法消除表面的裂缝。 3.3 完工阶段的控制
10、 完工阶段的控制工作主要是养护。养护的主要目的是让混凝土正常硬化,增加强度,尽量不受外界的影响。养护的关键是想办法使混凝土的温度下降直到和外界的温度相同,缩小内外的温度差异,减小由于温度差产生的应力,阻止裂缝的产生。保湿养护最好采用木模，尽可能晚拆模。混凝土的表面经过二次抹压之后,要马上覆盖塑料薄膜,阻止表面的水分蒸发,保持混凝土一直处于潮湿状态。保湿养护要根据混凝土的绝热温升进行计算,确定中心的最高温度,按照温控技术措施的要求,确定养护材料以及覆盖的厚度和养护的时间。保温养护的目的:减少混凝土表面的热量扩散,降低内外温度差;延缓散热的时间,控制温度降低的速率,增强混凝土的强度,防止产生贯穿裂
11、缝。养护的时候一般大于 15 天。(3)在常温的季节,混凝土在终凝之后也可以采取蓄水养护的办法。根据混凝土内部和外部温度差的数据,及时的调整蓄水的高度,也能收到理想的效果。 4 结语 随着人们生活水平的提高,人们对建设工程的质量要求也随之提高,混凝土裂缝问题的出现,给人们的生命财产安全带来了很大的威胁,解决混凝土裂缝问题已经成为行业的首要任务。裂缝控制是一个综合性问题,需要通过设计、施工监理等多个方面的配合,随着我们对混凝土耐久性研究的深入,相信混凝土裂缝问题一定会得到圆满的解决。 参考文献 黄上宝发电企业安郑志辉、于英霞.地下工程防水设计中应注意的问题J.山西建筑,2004 张晓华.地下室防水工程质量通病及预防措施J.四川建筑,2004.30 赵冬梅.地下结构裂缝产生的原因探讨.管理观察,2012.10 地下防水工程质量验收规范M.北京：中国建筑工业出版社，1991
