浅谈有关地下室墙体裂缝产生的原因及其预防和控制措施.docx

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浅谈有关地下室墙体裂缝产生的原因及其预防和控制措施

浅谈有关地下室墙体裂缝产生的原因及其预防和控制措施

 长期以来，由于各种原因引起地下室外墙裂缝的病害不断发生，这些病害直接影响地下室工程质量、使用功能和耐久性。

因为墙体裂缝的产生引起地下构筑物漏水，轻则造成使用不便，引起钢筋锈蚀，影响建筑物的使用寿命；重则使混凝土结构破坏和建筑物倒塌。

如何控制墙体有害裂缝的产生，使裂缝宽度严格控制在无害裂缝范围内呢？

必须作好如下几方面的工作：

一要弄清楚引起墙体产生裂缝的基本原因及其裂缝的特点；二要做好裂缝的预防工作，有的放矢；三要根据裂缝的程度采取修补措施。

一、混凝土墙体裂缝原因分析

　 根据技术人员经常在现场对无数个工程和施工现场裂缝的观察分析认为，裂缝产生的原因很多。

就砼产生宏观裂缝的原因，大致可分为两大类，即结构性裂缝及非结构性裂缝，前者是由外荷载导致的结构次应力引起，而后者则是由变形变化等因素，如温度、收缩、不均匀沉降等引起。

工程中出现的裂缝大多属非结构性裂缝，约占80%，属结构性裂缝的约占20%，而在砼的非结构性裂缝中，收缩裂缝又占了相当大的比例。

大多数地下室墙体产生裂缝的原因有以下几个方面：

1、结构本身的原因：

地下室墙是浇筑在混凝土底板或筏基底板之上，底板或筏板对新浇的墙体混凝土有很大的水平阻力，底板或筏基底板大块混凝土对墙体的强劲约束是导致裂缝出现的最本质的原因。

因为地下室墙由于长度较长，一般设有附墙柱或暗柱，或有纵横墙交接，结构自身的刚度变化大，受到自约束和混凝土底板或楼板结构的强劲约束，是裂缝的高发部位，也是裂缝控制工作的难点。

地下室墙裂缝的分布有规律性：

常在柱、暗柱、纵横墙交接部位附近出现，以竖向裂缝居多，在墙的两端则是向墙端呈45度向上的斜裂缝；裂缝具有中间宽、两头尖灭的特点。

在门窗及其他洞口的裂缝则在洞口角部以45度向上的斜裂缝出现。

在结构布置比较对称的情况下，裂缝在墙面上的分布也具有一定的对称性。

而且，随着环境温、湿度的变化，这些裂缝的长度、宽度和深度也处在发展和变化之中。

2、地下室墙是按照各种荷载组成，根据结构的承载能力极限状态、正常使用极限状态进行设计，一般所取的计算模式是截取一个单元宽（长）度进行计算，根据计算确定混凝土的强度等级、结构截面厚度和配筋；而在计算时对于结构的温度收缩应力的影响一般是没有考虑或很少考虑的，虽温度收缩产生的裂缝，它不影响结构的承载能力和安全。

但根据裂缝的宽度、深度和贯穿程度，对结构的耐久性会产生不同程度的影响。

3、墙体受施工和环境温度湿度等因素影响较大，容易出现竖向收缩裂缝，砼强度等级越高，开裂机率越大。

当柱子和墙体连在一起时，由于柱子的截面和配筋都比墙体大得多，当砼产生收缩时，两者产生的收缩变形相差较大，易在墙体相连部位出现过大的应力集中而开裂。

所以说，混凝土的收缩和气温的变化都会引起大面积混凝土在平面内不可忽视的变形，特别是在离柱子1～2m的墙体上易出现竖向收缩裂缝。

4、墙体结构的散热面大，与空气接触面大，水分蒸发相对较大，在对墙体混凝土浇筑时，一般混凝土底板的降温阶段尚未完成，底板的温度还高于环境温度，这就加剧了新浇墙体混凝土中的水分蒸发。

作好保湿养护，使新浇的混凝土在温度相对稳定的、潮湿的环境中硬化有一定的难度，墙体结构在尚未拆摸的低龄期时，往往墙面即已有竖向裂缝发生，即使完成了在规定期间的养护，在一定时期内，墙体暴露在空气中，受到环境温度、湿度变化的影响，已有的裂缝在一定程度内也会有发展和变化，也可能有新的裂缝发生，这种情况在风口部位尤为突出。

二、混凝土墙体裂缝的预防

　 为了减轻或避免砼因体积收缩而引起的开裂，目前大多数工程中都使用砼膨胀剂配制成补偿收缩砼。

以砼的限制膨胀补偿限制收缩。

掺加膨胀剂配制的补偿收缩砼，必须从材料、设计、施工和养护四个方面综合解决。

只有将每一个施工环节控制好了，即事先预防，才能避免有害裂缝的产生。

具体来讲，有如下几个方面：

1、各种材料必须满足标准要求，计量准确。

尤其是膨胀抗裂防水剂的掺量必须准确。

必须按厂家推荐的掺量，经试配确定最佳的掺量。

2、设计要求

①补偿收缩混凝土的设计强度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》50010的规定，后浇带，膨胀加强带使用的填充用膨胀混凝土的设计强度等级应比两侧混凝土提高一个强度等级。

②墙体结构最小限制膨胀率2×10-4，最大限制膨胀率4×10-4。

③墙体的补偿收缩混凝土的浇筑形式：

结构长度L≤60米，选择连续浇筑，L＞60米，选择后浇式的形式浇筑。

④在墙体高度的水平中线部上下500范围内，水平筋间距为100；梁两侧腰筋的间距不宜大于200。

⑤在墙—柱，墙—墙相交部位应考虑与之相交柱、墙对墙体本身水平配筋的影响。

相邻部位宜增设直径为￠8～10水平钢筋，长度为1500，插入柱及相邻墙内部分不宜小于150，其余部分插入墙内。

增加量宜为原同向钢筋配筋率的10%～15%。

⑥结构开口和突出部位因收缩应力集中易于开裂，与室外相连的出入口受温差影响大也易开裂，这些部位应适当增加附加筋，以增强其抗裂能力。

⑦由于侧墙厚度相对比较薄，垂直面养护又困难，墙体两个面又受气温和风的影响较敏感，温度变化激烈，失水严重，这样温差收缩和干缩迭加作用，会导致砼开裂。

设计上要重视温度筋的配置即增加一定量的配筋率，尤其是在墙与柱连接部位的应力集中区要加密钢筋，使其应力均匀分散。

3、施工要求

混凝土墙体由于收缩产生的裂缝相当普遍，情况复杂，原因往往是多种情况并存，尤其是混凝土的收缩和气温变化都会引起大面积混凝土在平面内不可忽视的变形。

是引起地下室墙体产生裂缝的主要原因。

在施工中必须注意。

①补偿收缩混凝土的养护应符合现行国家标准《混凝土质量控制标准》50164的要求。

②浇筑前应制定浇筑计划，加强施工过程中的协调和每个子环节的管理。

施工缝和细部处理不能马虎，浇筑部位应清理干净，充分湿润。

施工过程中保持软接茬，避免不及时而导致混凝土出现大量的冷缝。

③混凝土浇捣时，各部分必须充分振捣。

振捣不良是混凝土不密实、不均匀及出现蜂窝、麻面甚至狗洞的常见原因。

过分振捣则使浮浆过厚，表面收缩过大；所以浇筑后的混凝土在初凝前，可进行适宜振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部产生的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，达到提高混凝土强度，防止混凝土墙体出现裂缝的目的。

④在保证混凝土强度及限制膨胀率的前提下，设计最佳混凝土配合比，尽可能使其具有低水化热，低坍损，适当时间的缓凝等性能。

⑤采用保温性能较好的模板，拼缝严实，加固可靠，定位准确，浇筑前应浇水湿润。

拆模时间不能过早。

如果拆模过早，抗拉强度不足，自重引起裂缝是经常发生的事，所以拆模不能过早。

⑥推迟温升时间，减缓降温速度，减小内外温差，使温度梯度与湿度梯度尽量温和一些，如骨料、泵管、拌合物的冷却，大体积混凝土中排管水冷，浇筑后的及时保温养护，保温材料与保温方式的选择，墙体拆模时间延迟，竣工后及时回填土等；对暴露时间较长的围墙、地下室（广场、停车场）通道入口的侧墙，应注意防风、防温度突降、剧升（烈日直射）的影响。

4、加强墙体混凝土的保温、保湿养护

补偿收缩混凝土要求有严格的养护条件。

即 墙体浇筑完后，可在顶端设多孔淋水管，使能形成喷淋小水幕带模养护，达到脱模强度后，可松动模板对拉螺栓，使墙体外侧与模板之间有2～3的缝隙，确保上部淋水进入模板与墙壁之间。

模板可起到既保温又保湿的双重作用。

带模养护5～7天以后，拆除模板，应全面覆盖塑料薄膜或用麻袋片紧贴墙体表面等,继续淋水养护14d去掉麻袋转入自然养护。

应注意养护用水的水温与混凝土表面温度之差不宜超过15度，夏季中因为日晒强烈，混凝土温度与自来水温度相差很大，可采用蓄水池中的水养护混凝土。

5、拆模时间不能过早。

工程实践证明，因混凝土浇筑完3～4天内水化热温升最高，而抗拉强度很低，如果地下室外墙拆模时间控制不当，在混凝土水化热正处于高峰时拆模，内外温差大且增大降温梯度，混凝土必然因温度收缩而开裂；所以，推迟拆模，保证足够的保温时间是防止出现裂缝的主要措施。

冬季施工时，构件拆除模板时间应延至7天以上。

6、地下结构回填土应提前准备好，拆模养护一定时间后，要迅速回填，减少混凝土墙体在大气中暴露的时间，以免风吹干缩和寒流袭击。

总而言之，只有通过优化的设计方案，合理的选材配料，严密的施工管理，严谨的养护制度，才能有效控制有害裂缝的产生。

目前，地下室工程中，普遍采用武汉三源特种建材有限责任公司生产的型高性能膨胀抗裂剂配制补偿收缩混凝土，同时采用中国建筑材料科学研究院的补偿收缩混凝土《超长钢筋混凝土结构无缝设计和施工方法》专利技术，即在一定的原则下利用膨胀加强带取代后浇带，该技术的综合利用可以有效地解决该工程中的以上问题，进行混凝土结构自防水和无缝施工，能有效控制有害裂缝，提高混凝土结构的耐久性，同时加快施工速度，使总体综合费用大大降低。

地下室墙体出现有害裂缝的几率大大减少，性价比最优。

三、混凝土墙体裂缝的修补

由于大约占80%的裂缝因变形变化引起，这种变形作用包括温度（水化热、气温、生产热、太阳辐射等）、湿度（自身收缩、失水干缩、碳化收缩、塑性收缩等）、地基变形（膨胀地基、湿陷地基、地基差异沉降等）等因素而引起的裂缝，应特别注意这种裂缝起因是结构首先要求变形，当变形得不到满足才引起应力，而且应力尚与结构的刚度大小有关，只有当应力超过一定数值才引起裂缝，裂缝出现后变形得到满足或部分满足，同时刚度下降应力就发生松弛。

而这种裂缝无承载力危险，因此可采用防水型化学灌浆技术作一般表面处理。

对于降低承载力的裂缝，必须采用补强型化学灌浆技术处理之，对产生裂缝的地方进行修补。

究竟什么样的裂缝该修补，什么样的裂缝可以不予处理，各地经验颇不一致，我国目前大致按下表修补与不修补的缝宽界限（）来处理裂缝，效果尚可。

一般来讲，根据裂缝扩展的不同程度采取不同的处理方法：

1、宽度在0.3～0.5 ，最大至1.0 时采用化学灌浆；灌浆材料有环氧树脂灌浆材料；聚氨酯灌浆材料等等。

2、当裂缝宽度达1.0 以上时，可采用比表面积为90002的研磨水泥灌浆，这种水泥可以灌注的最小裂缝宽度为0.6。

3、数毫米宽的裂缝就可以直接用42.5普通水泥灌浆。

水泥灌浆材料：

一般采用42.5水泥，水灰比0.5～0.6，掺1%的高效减水剂，它可用于大空洞的填充及混凝土蜂窝麻面缺陷的修补。

4、对于混凝土浅表面裂缝的修补或构筑防渗屏幕、蜂窝麻面的修补，用高强微膨胀砂浆。

先将裂凿成“凹”形槽，用水清洗干净，然后用掺膨胀剂抗裂剂的水泥净浆，在表面刷1～2的净浆层，净浆层稍干后，再抹上4～5水泥砂浆，重量配合比为：

52.5R水泥：

黄砂（中砂）：

复合膨胀剂：

水（自来水）

100　　：

 　　200　　：

　　12　　：

　　35～40

最后压实、收光、抹面12h后进行洒水养护。

可以保证裂缝不再产生。

5、抗渗聚合物砂浆。

可用于抗渗要求较高的部位抹面，也可用于修补蜂窝麻面。

重量配合比为：

42.5水泥：

中砂：

水（自来水）：

37养生剂（7～8）：

乳化剂（40%）

100　：

200 ：

　20～30　　 ：

　　　　15～30　　　　：

　　　1～3

四、地下工程防渗堵漏施工需注意的问题

1、结构完工，回填之前，即应检查一下有无裂缝或其他渗水的通路，尽可能予以封闭，以便于今后处理。

2、开槽时防止裂缝跑出槽外：

以原状缝为中心线凿槽。

所开槽应坚实洁净：

将槽内疏松之物除去，形成坚实的沟槽，随后用高压水将浮灰冲出，使原状裂缝暴露出来，日后注浆，浆液可在槽内畅通流动。

并能注入缝隙。

不致因有浮动物而堵塞浆液的通道。

基层表面的油污、锈斑不易除去时，可以采取机械打磨或化学材料清洗等措施。

根据涂敷材料的种类，应使基层表面的粗糙度、湿度、温度等达到相应的要求。

3、防渗措施均应尽量做在迎水的一面，这样比较容易施工和保证防渗能力，而且可以将地下水阻拦在结构物之外，以免钢筋受腐蚀。

4、在结构完工且已回填又无法从迎水面进行处理的情况下，可以采取灌浆作业以堵塞地下水的渗透，同时也可起到加固混凝土的作用。

但在条件许可时，还可以由两侧同时封闭并灌注为佳。

其操作步骤大体为：

凿槽以便于裂缝的封闭——埋塞灌浆嘴——封闭裂缝——压水或压气检查封闭的质量和灌浆嘴是否贯通，并选择灌浆参数——灌浆——切除灌浆嘴——裂缝的表面处理工作。

5、注浆材料的选择：

视裂缝大小，漏水与否选择注浆材料。

裂缝宽度小于0.2也可采用丙凝浆液。

裂缝宽度大于0.2应采用聚氨脂材料。

在工程中，应按裂缝宽度的大小和结构状况等恰当的选择，往往是几种浆材综合运用；水泥与其他浆材合用等。

6、在实际裂缝修补中，根据漏水量的大小，在配制浆液时，应采用凝结时间合适的配方。

凝结时间不合适，将收不到止水的效果。

这是关系修补成败的关键问题。

所以必须使用凝结时间可调节的水硬性止水浆液。

聚氨脂即属此类性能的材料。