目前, 高層建筑混凝土地下室墻裂縫現象普遍, 不僅因滲漏而影響使用, 還會降低耐久性。本文綜合分析這類裂縫的原因及防治措施。
1 地下室混凝土墻裂縫的主要特征
1.1 絕大多數裂縫為豎向裂縫, 多數縫長接近墻高, 兩端逐漸變細而消失。
1.2 裂縫數量較多, 寬度一般不大, 超過0.3mm 寬的裂縫很少見, 大多數縫寬度≤0.2mm。
1.3 沿地下室墻長兩端附近裂縫較少,墻長中部附近較多。
1.4 裂縫出現時間多在拆模后不久, 有的還與氣溫驟降有關。
1.5 隨著時間裂縫發展, 數量增多, 但縫寬加大不多, 發展情況與混凝土是否暴露在大氣中和暴露時間的長短有關。
2 裂縫主要原因
2.1 混凝土收縮。從裂縫特征可見大多數均屬收縮裂縫。地下室混凝土墻收縮較大的主要原因有水泥用量過多、養護不良等。
2.2 設計問題。《混凝土結構設計規范》( GBJl0- 89) 規定: 現澆鋼筋混凝土墻伸縮縫的最大間距為20 ( 露天) - 30m( 室內或土中) , 但實際工程中墻長均超過此規定。需要指出的是, 一些工程設計突破了規范規定后, 地下室墻的水平鋼筋仍按構造配置, 這是墻較易裂縫的又一因素。
2.3 溫差過大。包括混凝土內外溫差、晝夜溫差、日照下混凝土陰陽面的溫差、拆模過早及氣候突變等因素的影響。
2.4 地下室墻長期暴露。這類薄而長的結構對溫度、濕度變化較敏感, 常因附加的溫度收縮應力導致墻體開裂。同時還應注意, 設計時地下室墻均按埋入土中或室內結構考慮, 即伸縮縫最大間距為30m。實際施工中很難做到墻完成后立即回填土和完成頂蓋, 因此實際工程應取最大伸縮縫間距20m。這也是地下室墻裂縫普遍的一個因素。
2.5 混凝土施工質量差。原材料質量不良、配合比不當、使用過期的UEA 微膨脹劑、坍落度控制差、施工中任意加水以及混凝土養護不良等因素, 均會導致混凝土收縮加大而裂縫。
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, 也導致收縮增加, 裂縫可能性加大。
3 處理方法與工程實例
目前常用的地下室混凝土墻裂縫的處理方法有以下四類。有的工程采用兩種方法同時使用, 效果良好。
3.1 表面涂抹法。常用材料有環氧樹脂類、氰凝、聚氨酯類等。混凝土表面應堅實、清潔, 有的表面根據材料要求還要求干燥。以涂抹環氧樹脂類為例, 其處理要點是先清潔需處理的表面, 然后用丙酮或二甲苯或酒精擦洗, 待干燥后用毛刷反復涂刷環氧漿液, 每隔3～5min 涂一次, 至涂層厚度達到lmm 左右為止。
3.2 表面涂刷加玻璃絲布法。目前常用的有聚氨酯涂膜或環氧樹脂膠料加玻璃絲布。以前者為例, 其施工要點如下: 將聚氨酯按甲乙組分和二甲苯按1: 1.5: 2 的重量配合比攪拌均勻后, 涂布在基層表面, 要求涂層厚薄均勻, 涂完第一遍后一般需要固化5h以上, 基本不粘手時, 再涂以后幾層。一般涂4～5 層, 總厚度不小于1.5mm。若加玻璃絲布, 一般加在第2 至第3 層間。例如, 江蘇省某高校地下室墻裂縫, 經設計院確認不影響結構安全, 采用表面粘貼環氧玻璃絲布法處理, 效果較好。處理時應注意玻璃絲布宜用非石蠟型, 否則應做脫蠟處理。
3.3 充填法。用風鎬、鋼釬或高速旋轉的切割圓盤將裂縫擴大, 形成V 形或梯形槽,清洗干凈后分層壓抹環氧砂漿或水泥砂漿、瀝青油膏、高分子密封材料或各種成品堵漏劑等材料封閉裂縫。當修補的裂縫有結構強度要求時, 宜用環氧砂漿填充。
3.4 灌漿法。灌漿材料常用的有環氧樹脂類、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝和水溶性聚氨酯等。其中環氧類材料來源廣, 施工較方便, 建筑工程中應用較廣; 甲基丙烯酸甲酯粘度低, 可灌性好, 擴散能力強, 不少工程用來修補縫寬≥0.05mm 的裂縫, 補強和防滲效果良好。環氧樹脂漿液和甲基丙烯酸酯類漿液配方可參考《混凝土結構加固技術規范》( CECS25: 90) 。
4 預防地下室混凝土墻裂縫的幾點建議
4.1 設計方面
4.1.1 沒有充分依據時, 不得任意突破設計規范關于伸縮縫最大間距的規定。應注意滿足《混凝土結構設計規范》( GBJl0- 89)第6.1.1 條的要求:“位于氣候干燥地區、夏季炎熱且暴雨頻繁地區的結構或經常處于高溫作用下的結構, 可按照使用經驗適當減小伸縮縫間距”。
4.1.2 設置后澆帶, 以減小混凝土收縮應力。
4.1.3 加強水平鋼筋的配置。應注意三個問題: 第一, 水平鋼筋保護層應盡可能小些; 第二, 防裂鋼筋的間距不宜太大, 可采用小直徑鋼筋小間距的配筋方式; 第三, 考慮溫度收縮應力的變化加強配筋。
4.2 材料方面
4.2.1 水泥: 宜用低水化熱、鋁酸三鈣含量較低、細度不過細、礦渣含量不過多的水泥。
4.2.2 砂、石: 宜用中、粗砂, 含泥量不大于2%; 石子宜用粒徑較大的連續級配、級配良好、含泥量不大于1%的碎石或卵石。
4.2.3 摻減水劑, 以減少混凝土用水量。
4.2.4 摻人微膨脹劑, 配制成補償收縮混凝土, 國內常用摻10%- 15%UEA 或l0%左右的AEA。
4.2.5 摻用粉煤灰替代部分水泥, 以降低水泥水化熱溫升。
4.3 施工方面
4.3.1 模板選用: 對外露面積較大的混凝土墻體、氣溫變化劇烈的季節以及冬季不宜使用鋼模板。選用木模時, 應充分濕潤, 以利保濕和散熱。
4.3.2 嚴格控制混凝土施工質量, 盡量降低不均勻性。除控制混凝土制備和運輸中的質量外, 還要注意混凝土澆筑時防止離析, 振搗密實, 以免墻內出現薄弱面而產生裂縫。
4.3.3 根據測溫記錄和氣象預報確定拆模時間, 保證混凝土內外溫差不超過25℃,溫度陡降不超過10℃, 拆模后應注意覆蓋和及時養護。
4.3.4 澆水養護。應保持混凝土表面持續濕潤, 養護時間不少于施工規范的規定。
