人防地下室结构裂缝原因分析与处理.docx

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人防地下室结构裂缝原因分析与处理

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人防地下室结构裂缝原因分析与处理

关键词：

结构裂缝、收缩、强度、环氧树脂、云石胶、压力灌注、碳纤布

一、前言

随着经济建设的发展，人防工程在国家的倡导下，最近几年得到了很大发展，人防工程已结合民用建筑进行规划设计与施工，人防地下室越来越多，但与此同时也出现了很多问题，特别是人防地下室混凝土结构裂缝问题尤为突出，本人在东方丽景二期高层的建设工作中也遇到这样的棘手问题，在查阅大量资料书籍并咨询相关专家后，通过认真思考并结合裂缝的处理效果，总结整理本文。

二、人防地下室易出现的裂缝情况：

1、外围剪力墙开裂，纵轴方向出现较多，且有相当部分属于贯穿裂缝。

2、地下室底板及顶板裂缝，裂缝走向大多平行于地下室横轴及短边方向，在地下室长宽比较大时尤为明显。

3、主楼与地下室梁板连接附近的梁板出现裂缝。

三、裂缝的原因分析：

1、混凝土强度较高，水泥用量较大，水化热也较大，从而加大了混凝土冷却后的收缩，且由于人防地下室混凝土体量一般也较大，累积收缩量很大，地下室混凝土结构的自由度无法满足自身的收缩要求；由于纵轴方向收缩比横轴方向大，且纵轴方向自由度比横轴方向一般要小，因此外围剪力墙纵轴方向易出现裂缝，底板及顶板易出现平行于横轴的规则性裂缝。

2、由于地下室混凝土体量较大，加上文明施工的要求，一般都采用商品混凝土浇注，施工时混凝土的原材料选用不当，如石子粒径偏小；水泥品种选用不当，如选用了硅酸盐水泥导致水化热加大；水泥强度选用不当导致水泥用量加大。

配合比水灰比控制不严，如石子用量偏少，黄沙用量偏多，水灰比偏大等。

3、施工方案不合理

3.1混凝土浇注施工走向不合理；

3.2施工分段及不同工作段间施工顺序不合理；如:

当有两幢塔楼以上时，不同塔楼间施工进度偏差太大导致人为的沉降差。

即使在地下室同一标高的层面上，不同的工作段间施工顺序，也会导致收缩的不同。

3.3施工人员、施工机械安排不合理，如操作工人太少或振捣机械不足会造成振捣振捣不及时、不到位，甚至可能会漏振等。

3.4未进行二次振捣等等。

4、养护不及时，不充分，导致强度降低，特别是初期养护不及时导致收缩提前且由于此时混凝土强度较低易导致收缩开裂。

5、混凝土浇筑后，未达到适当强度即进行后续工序施工，现在很多建设工程由于现场施工场地较小，地下室顶板混凝土浇注完成后不久即在其上进行模板与钢筋的制作加工，致使混凝土在强度增长初期收到震动，增加了混凝土内部微裂纹，即使是在养护后期或是达到设计强度后，当受到较大震动或冲击应力，也易造成混凝土收缩应力集中释放，导致混凝土出现裂缝。

6、人防地下室面积一般较大，温差影响较大。

地下室顶板即外墙施工完成后一段时间内未及时进行覆土保护，当天气温度突然降低，会造成混凝土自身收缩应力与温差收缩应力叠加，加上地下室内外温差影响极易造成地下室顶板及外围剪力墙出现裂缝。

7、基础施工不符合设计要求，基础持力层与设计偏差较大，弹性模量偏小且不均，特别是在塔楼与外围地下室基础之间，由于荷载相差巨大，易造成沉降不均导致塔楼周边的地下室梁板裂缝。

8、拆脱模不符合规范要求，以及顶板上堆载过大等等。

9、设计原因：

如局部结构强度不足，配筋不合理等。

（该因素相对较少）

根据以上分析得出结论:

人防地下室出现的裂缝绝大多数均为施工方案不合理，材料及施工现场质量控制不严导致。

四、裂缝加固处理

当人防地下室结构工程发现较多的裂缝，除只是表面细微收缩裂纹外，施工单位应暂停施工，并立即向监理或建设单位报告，监理或建设单位应立即会同施工单位技术人员对裂缝情况进行检查分析，情况严重时应报告建设单位及质量监督机构，由建设单位组织五大责任主体单位并邀请质量监督机构专业技术人员进行现场勘查，并召开专题会议分析讨论裂缝的原因与加固处理意见，施工单位应根据会议要求进行加固处理，监理单位应根据会议达成的共识与处理意见督促施工单位对裂缝进行处理，督促施工单位优化组织设计与施工方案，并对施工单位的不规范情况进行限期整改，以确保后续工程施工不再出现类似质量问题。

1、加固处理方案

排除设计原因，在混凝土强度经检测符合设计要求的情况下，优先采用改性环氧树脂进行处理，以达到既加固结构又可防止渗漏的目的，具体加固处理方案如下：

1.1、对大于0.1㎜的贯穿性裂缝和大于0.2㎜未贯穿但较深裂缝采用改性环氧树脂压力灌注，以提高结构强度和防止渗漏。

1.2、对小于0.1㎜的贯穿性裂缝（不影响结构的非重要部位）和小于0.2㎜裂缝深度较浅的采用云石胶进行封闭处理，云石胶分为环氧树脂和不饱和树脂两种原料制作，不饱和树脂型云石胶潮湿部位使用效果也很好。

1.3、对于裂缝大于0.3㎜以上的重要受力部位采用改性环氧树脂压力灌注后，还应粘贴碳纤布进行适当加强加固。

2、加固处理施工工艺

2.1、改性环氧树脂压力灌注：

加固处理施工应等待结构收缩基本稳定后进行，可在裂缝部位用水泥砂浆做灰饼观察，加固施工前应提前排水通风，尽可能使施工部位干燥，采用改性环氧树脂压力灌注部位混凝土含水率应控制在15%以内。

2.1.1、裂缝周边清理：

清理干净析出物并打磨平顺，然后用丙酮溶液清洗砼表面。

2.1.2裂缝处混凝土充分干燥后采用环氧树指型云石胶封闭板顶或板底裂缝。

2.1.3、灌注嘴埋设：

灌注嘴采用环氧树指型云石胶埋设，间距不大于500㎜，灌注嘴距裂缝端部宜控制在300左右，排气嘴埋设于接近裂缝端部，灌浆嘴及排气嘴的埋设与该裂缝封闭可同时进行，注意灌注嘴与裂缝应保持通畅不可被云石胶封闭。

示意如下：

排气嘴灌浆嘴灌浆嘴灌浆嘴排气嘴

○○○○○裂缝

2.1.4、按照说明书要求进行环氧树脂浆液的调配。

应根据施工时的温度合理添加固化剂，在正式灌注前应进行调配实验。

以确保强度及质量前提下提高流动性，并使固化时间达到说明书要求。

2.1.5、环氧树指浆液灌注：

采用针筒式机静压灌注，如混凝土较厚或梁较大宜采用压力灌注机进行灌注，灌注应从裂缝中间向两端逐步进行，以利于排气，确保裂缝灌注饱满，待浆料从排气嘴嗌出为止。

2.1.6、埋嘴拆除，灌注24小时后，拆除埋嘴并清理溢漏的固化环氧树脂进行淋水试验。

2.2、裂缝采用云石胶进行封闭处理：

2.2.1、裂缝周边清理：

清理干净杂物并打磨平顺，然后用丙酮溶液清洗砼表面。

2.2.2、云石胶选择：

裂缝处混凝土充分干燥后采用环氧树指型云石胶封闭裂缝。

对于不易干燥的潮湿部位使用不饱和树脂型云石胶。

2.2.3、云石胶调配：

正式施工前应根据说明书进行少量试调，胶和固化剂的配比应结合施工工作量的大小及施工部位情况，一般固化时间宜控制在30分钟到1小时之间，随调随用。

如有少量渗漏的潮湿部位，固化剂使用比例可适当提高。

2.2.4、云石胶摊铺：

应采用油漆灰刀摊铺，摊铺应均匀密室，摊铺宽度宜控制在40-60之间，厚度应大于3㎜。

2.2.5、3小时后，即可进行淋水试验。

2.3、裂缝较大的重要部位粘贴碳纤布：

对于裂缝大于0.3㎜以上的重要受力部位，如梁板，在采用改性环氧树脂压力灌注后，还应根据构件的受力情况在构件的合适部位粘贴碳纤布进行适当加强加固，板的碳纤布的粘贴同受力主筋，梁宜在梁底及梁侧面都粘贴。

2.3.1、裂缝周边清理：

析出物清理干净并打磨平顺，然后用丙酮溶液清洗。

2.3.2、裂缝处清洗后，待砼充分干燥后，用环氧树脂云石胶埋灌浆嘴，梁侧最上方为排气嘴，间距不大于250㎜，然后用环氧树指封口胶封闭裂缝。

2.3.3、环氧树脂调配。

2.3.4、灌浆先下后上，从底部灌浆嘴开始灌浆，待所有灌浆完成，排气嘴溢出浆液为止。

2.3.5、埋嘴拆除，养护24小时后拆除灌浆嘴，并清理溢漏固化的环氧树脂。

2.3.6、砼表面处理：

砼构件表面的残缺、破损部分清理干净，进行修补、复原，将构件表面凸出部分打磨平整，使之尽量平顺，清洗后充分晾干。

2.3.7、涂刷底胶：

将配好的底胶改性环氧树脂粘结剂用滚筒均匀涂刷于梁裂缝两侧的砼表面。

2.3.8、粘贴碳纤布：

可采用上海倍尔固牌200g/㎡型碳纤布，宽度600，如双层粘贴更好，第一层宽300㎜，第二层宽600㎜。

粘结剂的调制比例应准确，一次调合量根据产品说明在可使用时间内用完为准，粘贴时碳纤维和树脂粘结剂之间尽量不要有空气，用专用工具罗拉沿纤维方向多次滚压，使树指浸入碳纤维中；碳纤维的纤维方向同构件的受力方向。

2.3.9、24小时后，进行淋水试验，试验合格后即可进行下道工序的施工。

3、注意事项

3.1环氧树脂调配时应注意配合比正确，如固化剂太多，则固化时间大大缩短，不利于树脂在裂缝中流动，且固化后强度也会降低，固化剂太少，则固化反应不充分，强度也会大大降低。

3.2固化时间内，应避免加固部位受到较大震动，否则会影响加固质量。

3.3环氧树脂灌注时先后顺序应合理，以利于裂缝中浆液流动并灌注饱满。

3.4由于丙酮及树脂均为易燃物品，施工现场应注意防火，并注意通风与防护措施，确保安全。

五、结束语

该裂缝加固处理方案经实践检验效果良好，但毕竟是无奈之举，既影响工程施工进度，也增加了工程造价。

质量控制是工程施工管理工作中的重中之重，施工前应结合工程特点进行施工组织设计确定合理的施工方案，完善质量控制管理制度，在施工过程应严格按施工方案及制度进行质量控制，才是工程管理的重点。

潘雄伟

2011-4-5