混凝土地下室墙体裂缝产生成因和预防处治措施

混凝土地下室墙体裂缝产生成因和预防处治措施

秦文亮

广州轨道交通建设监理有限公司 广东 广州510000

摘要：本文主要介绍了地下室墙体裂缝的特征、产生的原因，提出了防治措施和裂缝处理方法。

关键词：地下室墙体；裂缝特征；成因；防治措施

1、地下室混凝土墙体裂缝的主要特征

（1）绝大多数裂缝垂直地面且相互平行，也有斜向裂缝，一般倾斜不大，角度在0～30度范围内。（2）裂缝宽度一般不大，大多数缝宽度≤0.3mm，多数缝长接近墙高，且中间宽、两端逐渐变细而消失。（3）裂缝多数出现在附墙柱两侧1～2m、结构突变（或断面突变）、墙的中部等地方。（4）裂缝出现时间多在拆模后不久，且拆模早开裂多。（5）强度等级高的混凝土比强度等级低的混凝土开裂多。

2、地下室混凝土墙体裂缝主要产生原因

地下室墙体裂缝主要是由于混凝土墙体收缩、温度等原因引起的变形受到底板、梁、柱等的约束引起的。

2.1 混凝土干缩变形

混凝土是由多种材料组成的非匀质材料，它具有 “湿胀干缩”的特性。混凝土在干燥环境中，毛细孔水分蒸发使毛细孔形成负压，随着水分的不断蒸发，负压逐渐增大产生收缩力，当收缩力受到限制时产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土就出现裂缝。

2.2混凝土温度变形

凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。大量的水化热积聚在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这就形成内外的较大温差，较大的温差造成混凝土内部和外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。在混凝土的施工中当温差变化较大或混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝。

2.3 约束原因

地下室墙体受到的约束有内部约束和外部约束。内部约束主要有：混凝土墙内配筋对混凝土收缩变形的约束；墙体内收缩变形小的部分对收缩变形大的部分的约束；墙体内暗柱、暗梁对墙板收缩变形的约束；长度大的混凝土墙，墙端与墙中收缩变形的相互约束。外部约束主要是超静定结构的多余联系，如墙体以下的基础和底板，墙体顶上的楼板或梁，墙体两端的附墙柱或电梯井筒等。墙体混凝土收缩变形产生内应力，若受到的外约束很强，则墙体混凝土出现开裂，尤其是早期混凝土容易开裂，因为混凝土早期抗拉强度较低。

3、裂缝的预防措施

根据墙体裂缝产生的原因，裂缝的控制主要从结构设计、混凝土配合比优化、施工三方面来考虑。

3.1设计方面

3.1.1提高钢筋混凝土抗拉能力

混凝土的抗裂能力取决于混凝土的极限拉伸值。根据有关资料，混凝土的极限拉伸值与配筋有关。墙体水平构造筋的配筋率宜大于0.4%，水平筋的间距宜小于150mm，墙体的中部或顶端300～400mm范围内水平筋的间距宜为50～100mm；墙体与柱子连接部位宜插入1500～2000mm的加强钢筋，其配筋率宜提高10%～15%；在结构开口部位、变截面部位和出入口部位应适量增加附加筋。

因此，地下室墙体在结构设计时应注意构造配筋的重要性，它对结构抗裂性能的影响很大。“适当”的构造配筋能够提高混凝土的极限拉伸值，对控制混凝土的温度裂缝及收缩裂缝有积极的作用。构造筋的配筋原则应做到“细一点、密一点”。即配筋应尽可能采用小直径，小间距设计。

3.1.2采用补偿收缩混凝土

在普通混凝土掺入膨胀剂后，混凝土产生适度膨胀，在钢筋和邻位约束下，可在钢筋混凝土结构中建立一定的预压应力，这一预压应力大致可抵消混凝土在硬化过程中产生的干缩拉应力、补偿部分水化热引起的温差应力，从而防止或减少结构产生有害裂缝。

3.1.3设置膨胀加强带或后浇带

《混凝土结构设计规范》（gb50010-2002） 9.1中规定地下室墙体伸缩缝的最大间距为30m。伸缩缝虽然是根本解决混凝土收缩裂缝的措施，但由于设置伸缩缝对设计及使用带来许多不便，而且伸缩缝的设置也使地下室的防水难度增大，工程造价提高。大部分建筑地下室都不设伸缩逢，而是采取其他途径解决地下室超长引起的裂缝问题。

设置后浇带或膨胀加强带通常做法。设膨胀加强带方式属于“抗”，后浇带或后浇式膨胀加强带方式属于“放”。通过设置后浇带、膨胀加强带可以减少墙体收缩变形，降低收缩应力，达到减少地下室墙体裂缝的产生。

3.2混凝土配合比优化

3.2.1控制好石子最大粒径和粗细集料级配

在满足施工的条件下，尽量选用粒径大一点的石子。并控制好粗细集料级配。

3.2.2控制粗细集料的含泥量

砂石料的含泥量必须严格控制，当砂石料含泥量超过规定，不仅增加了混凝土的收缩，同时又降低了混凝土的抗拉强度，容易引起裂缝。

3.2.3掺加粉煤灰等矿物掺合料

由于粉煤灰等矿物掺合料具有一定的活性，不但可以代替部分水泥，还能改善混凝土的粘塑性、可泵性和后期强度，同时可降低水泥水化热温升。

3.2.4掺加抗裂纤维

混凝土加入纤维后，纤维在混凝土呈三维无规则分布，有利于抵消混凝土的塑性收缩。同时无数纤维在混凝土内部形成乱向支撑体系，有效阻碍骨料的离析，使混凝土粘聚性好，从而阻止了由于干缩引起的裂缝的产生。

3.3施工控制

3.3.1根据季节变化和施工进度，制定合理的混凝土施工浇筑方案，并对施工队伍进行详细的技术交底。

3.3.2混凝土浇筑方式采取分层浇筑，每次浇筑厚度不超过500mm，捣平后再浇筑上层,注意上下层混凝土的一体化。同时控制浇筑时混凝土布料的位置，采取从两端向中间分散布料逐步搭接前进的方式，避免集中布料时混凝土由于振捣赶浆在一端或边角处砂浆过度富集，从而引起局部塑性收缩裂纹。

3.3.3混凝土的入泵坍落度控制在160～180mm内，严禁现场加水。因为混凝土坍落度过大，稍加振捣即出现石子下沉，浆体上浮，容易产生沉降收缩裂缝，同时由于在混凝土拌合物中有多余水量，混凝土硬化后，随着水分的蒸发比较容易出现干燥收缩裂缝。

3.3.4对浇筑的混凝土进行二次振捣，增加混凝土的密实度。

3.3.5混凝土养护控制

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

墙体结构为竖向结构，养护较困难，若过早拆模使混凝土降温速率加大，因此在条件允许的情况下，尽量晚拆模板，实行带模养护（一般在3d以上）。拆模后加强浇水养护，使混凝土表面保持湿润，养护时间不少于14d。

4、裂缝的处治

根据《地下防水工程质量验收规范》（gb50208-2002）4.1.11规定，防水混凝土结构表面的裂缝宽度不应大于0.2mm，并不得贯穿（当裂缝宽度在0.1～0.2mm，水头压力小于15～20m时，一般混凝土微裂缝可以自愈）。因此，必须对超过规范的裂缝进行处理，提高结构的耐久性和防水能力。常用的处理方法有表面涂抹法、表面涂刷加玻璃丝布法和灌浆法。

4.1表面涂抹法

常用材料有环氧树脂类、聚氨酯类等。以环氧树脂浆液为例，其施工要点是：

1）将裂缝表面两侧共150mm范围内浮渣、灰尘清除干净，保持表面干燥。2）用毛刷沿裂缝反复涂刷环氧树脂浆液，每隔3～5min涂一次，至涂层厚度达到l mm左右为止。

4.2表面涂刷加玻璃丝布法

常用的有环氧树脂浆液或聚氨酯涂膜加玻璃丝布。以环氧树脂浆液为例，其施工要点是：

1）将裂缝表面两侧共150mm范围内浮渣、灰尘清除干净，保持表面干燥。2）将玻璃丝布在碱水中沸煮30～60min，然后用清水漂净凉干，以除去油脂，保证粘结牢固。3）在混凝土表面先刷一层环氧树脂浆液，然后粘贴一层玻璃丝布，粘贴宽度100mm，再于其上刷一层环氧树脂浆液，粘贴第二层玻璃丝布，粘贴宽度120mm，最后再于其上刷一层环氧树脂浆液。

4.3灌浆法

常用的灌浆材料常用的有水溶性聚氨酯、环氧树脂、甲凝等。以环氧树脂浆液为例，其施工要点是：

1）清除裂缝表面的浮渣、灰尘，然后用压缩空气将裂缝中的碎屑粉清除干净，然后再用毛刷蘸酒精或丙酮沿裂缝两侧20～30mm处擦洗干净并保持干燥。2）埋设灌浆嘴：灌浆嘴采用钻孔方法埋设。埋设间距为：当裂缝宽度大于1mm时，为350～500mm；当裂缝宽度小于1mm时，为500～1000mm。在一条裂缝上必须有进浆嘴、排气嘴、出浆嘴。3）用环氧树脂胶泥将嘴与嘴之间的裂缝进行封堵，若是贯穿裂缝，在另一面还要用环氧树脂胶泥封堵缝隙。4）裂缝封闭后，进行压气试验，检查密闭效果。5）灌浆时，自下而上灌浆，当下一个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀，把排气嘴出浆处作为下一个进浆嘴，如此循环进行。6）当吸浆率小于0.1l/min时，在继续压注1min后停止灌浆，关闭进浆嘴上的转芯阀门。7）待缝内浆液达到初凝而不外流时，拆下灌浆嘴，用环氧树脂胶泥将灌浆嘴处封闭。

结语：

地下室外墙裂缝的原因错综复杂，但是只要从设计、施工、材料等多方面进行控制，就可以减少地下室墙体裂缝问题。但目前地下室结构的墙体裂缝问题仍是社会各界高度关注的一个课题，如何从根本上杜绝外墙裂缝的产生，有待于今后工程实践中继续探讨和总结。

参考文献：

[1]《混凝土结构设计规范》（gb50010-2002）。

[2]《地下防水工程质量验收规范》（gb50208-2002）。