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, 还会降低耐久性。本文综合分析这类裂缝的原因及防治措施。
1 地下室混凝土墙裂缝的主要特征
1.1 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。
1.2 裂缝数量较多, 宽度一般不大, 超过0.3mm 宽的裂缝很少见, 大多数缝宽度≤0.2mm。
1.3 沿地下室墙长两端附近裂缝较少,墙长中部附近较多。
1.4 裂缝出现时间多在拆模后不久, 有的还与气温骤降有关。
1.5 随着时间裂缝发展, 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。
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。地下室混凝土墙收缩较大的主要原因有水泥用量过多、养护不良等。
2.2 设计问题。《混凝土结构设计规范》( GBJl0- 89) 规定: 现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距为20 ( 露天) - 30m( 室内或土中) , 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仍按构造配置, 这是墙较易裂缝的又一因素。
2.3 温差过大。包括混凝土内外温差、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。
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填土和完成顶盖, 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。
3 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。
3.1 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。以涂抹环氧树脂类为例, 其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3～5min 涂一次, 至涂层厚度达到lmm 左右为止。
3.2 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, 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4～5 层, 总厚度不小于1.5mm。若加玻璃丝布, 一般加在第2 至第3 层间。例如, 江苏省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。
3.3 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。
3.4 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、氰凝和水溶性聚氨酯等。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) 。
4 预防地下室混凝土墙裂缝的几点建议
4.1 设计方面
4.1.1 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》( GBJl0- 89)第6.1.1 条的要求:“位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构, 可按照使用经验适当减小伸缩缝间距”。
4.1.2 设置后浇带, 以减小混凝土收缩应力。
4.1.3 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。
4.2 材料方面
4.2.1 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。
4.2.2 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。
4.2.3 掺减水剂, 以减少混凝土用水量。
4.2.4 掺人微膨胀剂, 配制成补偿收缩混凝土, 国内常用掺10%- 15%UEA 或l0%左右的AEA。
4.2.5 掺用粉煤灰替代部分水泥, 以降低水泥水化热温升。
4.3 施工方面
4.3.1 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。
4.3.2 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。
4.3.3 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。
4.3.4 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的规定。
