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地下结构混凝土裂缝防治技术的探讨 Di s c u s s i o n o n Co n c r e t e Cr a c k P r e v e n t i o n a n d Co n t r o l Te c h n o l og y f o r Un d e r g r o un d St r u c t u r e 丁齐国李东海 中建七局 上海 有限公司2 0 1 8 1 2 摘 要 详细分析 了混凝土裂缝产生的原因及 防治技术措施 ，通过对施工事前 、事中 、事后 3个阶段 的质量管理与控制 ， 减少 了裂缝的产生。同时结合施工经验 ，提出对不同结构部位产生裂缝采取 的补强处理办法 ，为以后地下室抗裂施工提 供了借鉴和参考。 关键词 地下室 混凝土结构 裂缝防治 施工技术 中图分类号 T U 7 5 5 ． 7 ， 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 1 0 0 1 2 0 1 2 0 1 0 0 4 4 0 3 1 不同地下结构部位裂缝产生的原因 目前国内外地下混凝土结构普遍存在有裂缝的现象， 裂缝不仅影响建筑 构筑 物的使用 ， 且降低 了结构 的耐久 性 ， 维修补救非常困难。基于地下结构工程性能需要 ， 就此 对不同结构部位裂缝产生的原因进行分析 ，这样可以从根 本上防治裂缝的产生 。 1 ． 1混凝土墙 裂缝 1 墙板和顶板交接处产生的水平裂缝 。这是在浇筑 完墙板混凝土后 ， 没有待墙板混凝土充分沉实和收缩 ， 就进 行顶板混凝土的浇筑造成的裂缝 ， 如 两者收缩方 向的不同 在交接处而产生的水平缝 ；在墙板的上下端剪力最大的地 方 ， 也可能 由于结构设计不合理 ， 而产生剪切破坏 要视具 体情况区别对待 。至于施工缝处的水平裂缝 ， 是施工中没 有认真处理和清理 ，或再次浇筑时没有采取铺接缝砂浆所 致 。 2 墙体浇筑 后 ， 墙侧壁外面未回填土 ， 产生混凝土干 缩 ， 而干缩受到周围约束导致的开裂。这是因为， 浇筑的混 凝土受 日照会产生涨伸 ， 温度降低时产生冷缩 ； 且还有墙体 内外膨胀差 再有 U E A的膨胀反作用 ，从而使墙体膨胀伸 长。 另外 ， 由于墙体 、 板的浇筑时间不一致 ， 如 0 ． O 0 m板的 膨胀量要比地下层板、 墙的膨胀量大得多 因膨胀量随时间 增大而降低 ，地下 1 层板、墙先于 0 ． O 0 m板浇筑 ， 当 0 ． O 0 m板不断膨胀时 ， 墙体只有较小的膨胀 ， 甚至还伴随 干缩 ， 则墙混凝土收缩受到限制开裂 ， 即墙顶部 自由膨胀受 到下部约束引起开裂。 故 由于 U E A 的膨胀反作 用， 更加速 了 作者简介 丁齐国 1 9 7 7 一 ， 男， 专科， 工程师。 作者地址 上海市曹安路 3 0 5 5 号 2 o 1 8 1 2 。 收稿 日期 2 0 1 1 - 1 1 - 0 9 4 4 l 2 0 l 2 1 B l c ‘咖 衄 墙体开裂。 1 ． 2 地下室楼板裂缝 一 般的裂缝只要稍作处理 即可防止 ，这是主要介绍其 它情况发生的裂缝 ， 例如 由于楼板设计不合理 ， 因结构外 部应力影响， 造成板面出现斜裂缝 ， 地下室四周梁与墙交接 处出现的竖 向裂缝 ； 在工程施工过程中 ， 往往利用地下室楼 板作为施工辅助用地场所 ，而结构设计时并未考虑该项 因 数 ， 从 而造成地下室楼板因使用不当 ， 板、 梁出现不 同程度 的开裂。 1 ． 3 结构梁裂缝 梁裂缝主要是由荷载的直接应力和次应力作用 ，引起 结构变形产生裂缝 ， 如将楼板用作生产辅助用地 ， 利用楼板 作为基坑围护水平撑等情况。由于结构裂缝产生的因素是 多方面的， 包括设计不周、 地基沉降不均、 施工质量、 材料质 量、 环境等 因素影响等 ， 所以无论何种原因产 生的裂缝 ， 都 会给建筑物结构安全性 、 使用功能及感官带来影响。 而梁裂 缝产生的部位主要有梁受拉区裂缝 、梁在支座附近的斜裂 缝和梁受压区裂缝。 通过以上分析可知， 裂缝产生的原因是大部分是施工 工艺不当以及设计不合理，施工利用场地未多方面综合考 虑等 ， 从根本上造成 了地下结构产生裂缝 。 2 技术防治措施 2 ． 1 对建筑和结构设计 的建议 1 建筑 工程的平立面布置 应整齐规则 ， 纵横 向构件 应均匀对称 ， 电梯井应中间布置 ， 楼梯宜两侧布置。这样可 避免平面突变导致的应力集中，而造成的混凝土结构裂 缝。 2 地下室纵横向水平与竖向后浇带应设计合理， 纵 向后浇带应布置在群楼与地下室体量突变处。这样可避免 泵送混凝土引起的收缩裂缝和体量突变处的间接裂缝 。 3 因地下室外墙迎水面保护层较厚， 所以要在混凝 土外墙受力钢筋外侧布置 6 ． 5 m m 2 0 0 m m的单层双 向 抗裂钢筋网片， 以避免混凝土表面的裂缝形成 构造钢筋网 片起到遏制裂缝的作用 。 4 混凝土 中要掺加聚丙烯抗裂纤维 ， 以降低混凝土 的塑性收缩 ，使混凝土裂缝减少 ，提高混凝土的抗冲击韧 } 生 。 5 在满足结构受力要求的情况下 ， 宜采用较小强度 等级的混凝土 。 在现浇连续板周边框架梁或墙交界处 ， 板边 的上部应设置负弯矩筋 ，应控制嵌固处及板周边 出现板面 裂缝 在转角处钢筋沿两个垂直方向应布置上部构造钢筋 ， 以控制出现 4 5 。的斜 向裂缝 。 6 对于厚度大于 1 5 0 m m的混凝土墙体 ， 应沿墙的两 个侧面配置双排分布钢筋网， 且采用 6 m m 3 5 0 m m的拉 筋连系梅花式布置 。 这是因为在满足受力要求的前提下， 双 排钢筋网细而密 ， 可改变裂缝间距及形态 ， 从而控制裂缝宽 度 水平构造钢筋布置在外侧 ， 以控制混凝土竖 向裂缝的形 成 。 7 应削弱剪力墙洞 口截面 ， 角部应力要集中 ， 洞 口角 部应配置双层 4 5 o的斜 向加强钢筋 ， 以控制角部 4 5 。的斜 向裂缝。 8 对地下室项板覆土 7 0 0 m m ， 地下室外墙应设置外 保温系统 ， 这样可有效地控制地下室混凝土板 由于温差引 起的裂缝。 9 从设计上控制建筑物地基不均匀沉降的情况。 2 ． 2 商品混凝土配合比设计 1 水泥 要求厂家对混凝土配合比按设计原则和符 合规范要求进行配比， 要对最小水泥用量原则、 最大骨料堆 积密度原则和适当水胶比原则进行优化设计。 2 骨料 级配越好 ， 混凝土 骨架稳定 ， 抗 变形能力越 好 ， 水泥用量越少 ， 二者共同作用 ， 使混凝土的抗裂性能越 好 。 而骨料颗粒的优化是将不同粒径的骨料进行级配 ， 选择 其紧密密度最大的级配为最佳级配。处于潮湿环境的混凝 土 ， 碎石最大粒径不宜大于 4 0 m m ， 其针片状颗粒含量不宜 大干 1 0 ％ 。 最大粒径与输送管径之比宜 l 3 ， 含泥量不得大 于 1 ． 0 ％ ， 泥块含量不得大干 0 ． 5 ％ 。 3 粉煤灰 粉煤灰的掺量不宜超过基准混凝土水泥 用量的 3 0 ％ ， 且粉煤灰代水泥率不宜超过 2 0 ％ 。 4 外加剂 一般掺量为总胶凝材料的 8 名 ～1 0 ％ 。 5 抗裂纤维 一般在混凝土中掺加纤维来提高其抗 裂性能 ， 其掺量 为 0 ． 4 k g ／ m 。 ～3 k g l m 3 , 具体应根据工程试验 及施工经验来确定。 6 砂率 在满足泵送要求的情况下 ， 尽量降低抗渗混 凝土的砂率 ， 一般宜为 3 5 ％ ～4 5 ％ ， 但不宜过小 ， 以避免缺浆 而影响混凝土的密实性。 7 水灰比 水灰 比过大或过小对混凝土的抗裂性能 不利 ， 需经反复试配确定。 8 坍落度 在满足施工要求的条件下， 宜采用较小的 坍落度 ，以防止混凝土的离析和泌水导致混凝土表面裂缝 的产生。 2． 3 主要施工控制措施 1 应挑选施工经验丰富且责任心强的振捣施工技术 人员来进行操作 。 2 应在混凝土浇捣的 2 h 进行表面处理 ， 并养护。 3 对模板的拆除时间进行延迟 ， 即 1 4 d 后方可拆除 外墙侧模板 ， 以利用模板的保温作用来防止表面裂缝 ， 还可 防止混凝土中产生贯穿性裂缝 ；楼板后浇带两侧的梁板支 撑应予以加强 ， 并形成独立的支撑体系并有足够刚度 ； 在后 浇带补偿收缩混凝土达到设计强度后才能拆除模板。 4 要利用结构楼板作为生产辅助用地。 3 质量管理 3 ． 1 事前控制 1 项 目部 应建立健全质量 管理机构 、 质量 管理制度 和质保体系。 工程技术人员应依据建筑结构的类型 ， 采用的 材料特性和施工环境等实际情况，在施工组织设计中制定 切实可行的裂缝控制的措施 。 2 要求设计单位 明确抗裂混凝土的膨胀率 ， 以便混 凝土供应单位根据要求对地下室抗渗混凝土进行抗裂性能 试验 ； 要求混凝土单位或试验单位提前做好混凝土的试配 ， 汇报水泥、粉煤灰及混凝土的抗裂抗渗性能试验和外加剂 适应性试验结果。 3 为了控制好商品混凝土的半成品质量 ， 应组织甲 方 、 设计 、 施工、 监理及混凝土供应商参加质量要求交底会 议 在混凝土施工前 ， 应组织 甲方 、 监理 、 施工单位去混凝土 供应厂家考察 ， 并现场对原材料、 外加剂质量进行抽查并取 样检测 ， 来有效控制商品混凝土的原材料质量。 4 在设计和规范要求下 ， 应根据地基土的层状特点 、 地下水位及周围环境状况 ，来制定防止地基不均匀沉降和 影响周围建筑工程地基开裂的专项技术方案。 5 应规定合理工期 ， 避免施工速度不当造成 的结构 裂缝 ， 并根据当地气候特点和季节 ， 制定控制裂缝的季节性 措施。 6 模板支撑方案须经设计人员和专家论证 ， 以确保 模板支撑具有足够的承载力、 刚度和稳定性。 3 ． 2事中控制 1 在混凝土浇筑前要 充分润湿模板 ， 但模板 内不能 有积水 ； 后浇带两侧的梁板支撑应予以加强 ， 并形成独立的 支撑体系且有足够刚度 ；在后浇带补偿收缩混凝土达到设 i H r 第3 4 卷第l 期I 4 5 __l l 计强度后 ， 才能拆除。 2 采取控 制钢筋 的位置措施 ， 防止进行混凝土浇筑 时结构 因受力使钢筋移位。 3 应对班组进行技术交底 ， 选择经验丰富、 责任心强 的振捣手， 签订责任状。严禁振动钢筋和模板 ， 对钢筋密集 部位采用体外振捣方法振捣； 先浇筑梁再浇筑楼板 i 离后浇 带一定距离下料， 边振边向后浇带推进， 振动棒不要触碰后 浇带模板 ； 初凝前对混凝土进行二次振捣 ， 终凝前对表面进 行二次搓毛和抹压 ，以排除泌水、混凝土内部的水分和气 泡 ，增强混凝土的密实性和均匀性 ，避免出现早期失水裂 缝。 4 运至现场的商品混凝土严禁加水 ， 并派专人对每 一 车混凝土进行坍落度测量 ，不合格 的混凝 土不允许使 用 。 5 严格控制现浇混凝土楼板上人和上料时间 ， 必须 根据结构设计、混凝土强度增长和支撑的具体情况来确定 楼板施工荷载 ， 且应均匀堆放或沿周边堆放。 6 施 工缝 的处 理 地下室外墙预 留在底板 面以上 5 0 C M处 ， 预埋止水钢板或做其它防水措施处理。立模前 ， 应将混凝土表面的浮浆凿除和杂物清除 混凝土浇筑前 ， 先 铺厚 3 O m m ～5 0 m m的 1 1 水泥砂浆 ， 并及 时浇筑。 7 后浇带 按设计要求留设 ， 后浇带混凝土浇筑 时间 确定在主体结构完成后进行 室 内外砖砌体完成 。后浇带 部位的混凝土应采用补偿收缩混凝土 ，强度等级应与两侧 先浇混凝土强度等级相同。 后浇带的位置 、 形式、 尺寸 ， 应按 设计规定施工。 后浇带浇筑前， 应将两侧先浇混凝土表面凿 毛 、 清洗干净 ， 并保持湿润 ， 再行浇筑。后浇带混凝土浇筑 后 ， 应保持湿润养护至少 4个星期。 8 避免雨中浇筑混凝土， 高温干燥季节的楼板面立 即覆盖塑料薄膜保湿养护， 初凝 2 h 后洒水保护。 对地下室 底板 面积较大 的情况 ， 可采 用蓄水养护静置 7 d， 杜 绝任 何荷载对混凝土的不利影响。 9 对于地下室外墙面积大且竖向结构浇水保养难的 情况 ， 可在混凝 土浇筑完的 1 4 d 内 ， 不允许模板拆除 ， 而 要进行墙顶覆盖草包浇水养护。 1 0 楼板上需要设置大型施工机械、 落地脚手架或行 走车辆前 ， 除楼板混凝 土强度达到 1 0 0 ％ 9 b ， 必须事先经设 计结构处理 ，施工单位应编制专项施 工方案并取得设计认 可 。 3 ． 3 事后控制 1 混凝土的养护 底板混凝土的养护在混凝土初凝 ， 压 手没痕迹后应立即覆盖塑料薄膜 ， 并在浇注结束后 8 h 内用薄膜覆盖后盖 1层草袋 ， 进行定时浇水养护 ； 对外墙 应采用带模板并浇水养护 ， 外墙养护 1 4 d后拆模 ， 对楼板 及顶板的表面应砌筑挡水坝养护不少于 1 5 d。 4 6 I 2 o l 2 l B l词 拙g c 咖 岫 眦吐 。 血 2 通过温度测定， 来控制混凝土的内外温差。 4 裂缝处理办法 1 室外处理 ①采用外壁做柔性防水 ； ②对小于或等 于 0 ． 2 m m的裂缝不需处理 ；③对大于 0 ． 2 m m的裂缝做封 缝处理 先将裂缝切 割或凿成 V 形缝 ， 嵌填 聚硫密封膏 ， 涂 刷 1 0 0 M M N 1 5 0 M M的抗裂胶作 为抵抗裂缝变形的蠕变层 ， 再 用聚合物 一水泥基复合防水涂料作增强处理后作大 面 积防水层。这是因为聚硫 密封膏有极强 的粘结、 抗拉能力 ， 能很好地修补混凝土裂缝 ， 防止漏水。 2 室内处理 可采用空气压缩机将树脂浆液、 聚合物 水泥浆灌入裂缝深部 ， 以达到恢复结构的整体性、 耐久性及 防水性 的目的。 3 表面封 闭法。 利用混凝土表层微细独立裂缝 裂缝 宽度 ≤0 ． 2 m m 或网状裂纹的毛细作用来吸收低黏度且具 有良好渗透性的修补胶液 ， 并封闭裂缝通道。 对楼板和其它 需要防渗的部位 ，应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增 强封护作用。 4 注射法。 以一定的压 力将低黏度 、 高强度的裂缝修 补胶液注入 裂缝腔 内。此方法适 用于 0 ． 1 m m ≤ ≤1 ． 5 m m 静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷的补强 和封闭。注射前 ， 应按照产品说明书的规定 ， 对裂缝 周边进 行密封。 5 压力注浆法。在一定时间内， 以较高压力 按产品 使用说明书确定 将修补裂缝用的注浆料压入裂缝 内。 此方 法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂 窝 状严重缺 陷以及深而蜿蜒 的裂缝。 此外， 还有施工现场裂缝修补的常用方法如 填充密封 法、 水泥注浆、 环氧灌浆等等 ， 这里就不一一介绍了。 5 结语 混凝土裂缝预 防和控 制是保证地下 室施 工质量的关 键 ， 更是防止地下室渗漏的关键 ， 只有通过采取优化建筑和 结构设计、 优化混凝土配合 比、 施工控制措施以及加强对事 前、 事 中、 事后 3 个阶段的质量管理与控 制等一系列裂缝控 制措施 ，才能使士 II】 l 下室混凝 十工程质量得到有效地控制和 保证。 参考文献 【 l 11王铁梦．工程结构裂缝控制[ M 1 ． 北京 中国建筑工业出版社， 1 9 9 7 ． [ 2 】2 G B 5 0 3 6 7 2 0 0 6混凝土结构加固设计规范【 s 】 一 E 京 中国建筑工业 出版社． 2 0 0 6 0 9 ． [ 3 】 刘斌，许汉明． 土木工程材料f M 】 武汉理工大学出版社， 2 0 0 9 ． 【 4 ] 彭圣诗． 建筑工程质量通病防治【 M 】 ． 北京 中国建筑工业出版社， 2 o o 8 ． 【 5 】 中国有色工程设计研究总院． 混凝土结构设计手册【 M 】 ． 北京 中国建 筑工业 出版社 2 0 0 3 ．