摘要:本文通過對高層建筑地下室剪力墻混凝土的裂縫成因進行了內(nèi)外因素綜合分析,提出了防止大構(gòu)件混凝土裂縫的設(shè)計與施工的相關(guān)技術(shù)措施,并對混凝土裂縫的提出了修補處理方法,從而說明了大構(gòu)件混凝土裂縫的缺陷是可以事前控制的。
　　關(guān)鍵詞:大構(gòu)件混凝土，裂縫缺陷預(yù)防與修補
　　三明泉州大廈工程建筑高度99.95米，該工程地上二十八層，地下一層,地下室面積為7145.8m2，地下室底板面標(biāo)高-5.2米，地下室頂板面標(biāo)高-0.6～-1.20米?；A(chǔ)采用錘擊預(yù)應(yīng)力高強管樁基礎(chǔ)，地下室地板厚400mm，由后澆帶劃分為三個區(qū)域。地下室承臺和底板于2009年12月上旬開工，三月初頂板澆筑完成。地下室外墻設(shè)計厚度400mm，混凝土強度分別為C40和C50(承受上部主樓的地下室外墻為C50)。地下室從一月初至三月初按后澆帶的劃分區(qū)域Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ的先后順序施工地下層的外墻、內(nèi)部剪力墻和頂板,分區(qū)的混凝土澆筑完畢后的第十天拆開墻柱的側(cè)模，結(jié)果發(fā)現(xiàn)地下層的剪力墻體出現(xiàn)多條裂縫，特別是與地下層樓梯相交接處的剪力墻處，每一至二米就有一條細(xì)裂縫，但未發(fā)現(xiàn)貫穿性裂縫。裂縫的寬度一般在0.3mm以上，少部分在0.3mm以下，這些裂縫是有規(guī)則的:豎直的、兩端尖細(xì)中間寬的裂縫，是在模板拆除時發(fā)現(xiàn)裂縫的，可以肯定它不是外荷載引起的裂縫，也不是結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)與設(shè)計計算假設(shè)模型的差異引起的裂縫，它應(yīng)該是溫度收縮引起的結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的裂縫，即干縮裂縫。這種裂縫是宏觀的，對結(jié)構(gòu)的耐久年限和建筑使用功能均受到影響。工程上出現(xiàn)這種有害裂縫，要花去不必要的財力進行修復(fù)，還要延誤工期。因此施工項目部應(yīng)在施工前，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地下室的深淺、地下室墻體的厚度、混凝土的設(shè)計強度等級等因素做好地下室的防裂措施。
　　一、該工程地下室墻體裂縫淺析:
　　(一)材料分析
　　1、摻合料的總摻量過多。該工程地下室墻體設(shè)計厚度為400mm，屬大厚度混凝土墻體,為了降低水化熱，在買不到礦渣水泥的情況下，商品混凝土公司在普通硅酸鹽水泥中，摻合了水泥用量的14%的粉煤灰和9%的磨細(xì)礦渣。按建設(shè)廳關(guān)于《住宅工程鋼筋混凝土現(xiàn)澆面板裂縫控制技術(shù)導(dǎo)則》的通知規(guī)定,粉煤灰或礦粉摻量不得大于水泥用量的15%，兩者合摻時不得大于水泥用量的20%。從理論上講，粉煤灰取代部分水泥可以降低水泥的水化熱升溫,有助于減少混凝土的溫度收縮和干燥收縮。但本工程除了摻入粉煤灰之外,還摻入了磨細(xì)礦渣,摻合料的總摻量過多。摻合后的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較大,但保持水分的能力較差,泌水性較大,使混凝土的干縮性增大。
　　2、配置C40和C50混凝土的單方水泥用量過大。本工程的C40混凝土,在扣除取代摻合料后的水泥用量還需373d/m3。由于水泥用量多，導(dǎo)致混凝土多余水分增大?；炷潦?收縮也加大。
　　3、混凝土用水量多。該工程地下室混凝土采用泵送混凝土，坍落度較大為140mm。由于坍落度大，用水量多，其結(jié)果也增大了混凝土的收縮，增大了墻體開裂的可能性。
　　(二)設(shè)計方面的分析:
　　1、鋼筋保護層厚度太厚。地下室外墻豎向鋼筋設(shè)計為Φ20@200，水平筋為Φ16，位置在豎筋的內(nèi)側(cè)，地下室外墻外側(cè)豎向鋼筋保護層要求為40mm，內(nèi)側(cè)為20mm，這樣從墻體外表面到抗收縮的水平筋的尺寸分別為68mm和48mm，此尺寸為地下層外墻體表面素混凝土的厚度，特別是地下室水池的墻體，其豎向鋼筋保護層的厚度要求為50mm，即從墻體表面到抗開裂的水平筋素混凝土厚度達(dá)到78mm。造成墻體表面存在著一層厚厚的素混凝土。當(dāng)混凝土澆注后，水化熱在墻體內(nèi)部和墻體表面由于散熱不一樣，溫度也不一樣，內(nèi)部溫度高，表面溫度低，形成溫度梯度，使混凝土墻體內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，即產(chǎn)生裂縫。裂縫一般是從表面向內(nèi)部發(fā)展，而本工程地下室墻體鋼筋保護層太厚，超出混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范表9.2.1的規(guī)定，又沒有對保護層采取有效的防裂構(gòu)造措施，客觀上助長了表面收縮裂縫向墻體內(nèi)部發(fā)展，本工程地下剪力墻的裂縫應(yīng)該與鋼筋保護層厚度太厚分不開。
　　2、墻體中水平筋直徑和間距大。在一般情況下，對有防裂要求的結(jié)構(gòu)，設(shè)計上對鋼筋的選用是采用密和小的手法，本工程若采用Φ14@100～150，防裂效果可能更好。
　　3、用后澆帶代替伸縮縫。后澆帶代替伸縮縫，其間距應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范表9.1.1的要求。表中規(guī)定現(xiàn)澆式地下室墻類結(jié)構(gòu),室內(nèi)或土中最大間距為30米,露天為20米。而本工程地下室后澆帶的劃分原則，只考慮設(shè)置在受力和變形最小的部位，即主樓與裙摟交接處。后澆帶的間距超過表中的規(guī)定距離。該工程地下室面積大,達(dá)到7145.8m2。需要等地下結(jié)構(gòu)全部施工完畢,結(jié)構(gòu)驗收合格,外墻防水經(jīng)試水驗收合格后,方可回填土方?？傊?地下室墻體暴露時間過長,更應(yīng)該注意伸縮縫的最大間距問題。
　　二、其它方面的分析:
　　1、養(yǎng)護不到位、不及時?，F(xiàn)場的施工順序是先綁扎外墻及內(nèi)部剪力墻、柱的鋼筋、立模板、安裝地下頂板、梁的模板、澆筑墻、柱的混凝土,再綁扎頂板、梁(包括外墻的暗梁)的鋼筋,驗筋后澆筑,澆筑頂板、梁混凝土，待頂板梁的混凝土澆筑12小時后開始進行養(yǎng)護。雖然在綁扎頂板及梁的鋼筋時，對內(nèi)、外墻和柱進行養(yǎng)護，但往往只淋墻柱的頂面，有時也對外墻外側(cè)模板淋一下，但水分很快順模板流下，對外墻體的混凝土起不到養(yǎng)護作用。等到頂板、梁混凝土澆筑12小時后松開外墻板的對拉螺栓，養(yǎng)護水可以從板頂流向外墻板外側(cè)面，這時最少離外墻體澆筑混凝土的時間已有四天以上，而外墻體的內(nèi)側(cè)面，由于頂板的立柱、支撐林立，無法養(yǎng)護，該墻體工程施工時的幾天氣溫較高,氣溫近30℃；該外墻體澆筑混凝土后第十天拆模，對墻體來說，這十天的養(yǎng)護完全不到位，模板拆開后，發(fā)現(xiàn)墻體1～2米之間就有一條收縮裂縫，這是側(cè)墻面無養(yǎng)護到位的例證。
　　三、裂縫處理:
　　該地下室臨近河岸線，地下水豐富且水位高。設(shè)計要求防水材料防水效果好，耐久年限長。但由于種種原因產(chǎn)生的干縮裂縫,對地下室的結(jié)構(gòu)耐久性和防水造成影響,必須對裂縫進行處理。我們采用的方法為注漿法,材料為環(huán)氧基“巨成”牌WEP型注縫膠,利用該膠有較低的粘度、良好的可灌性、耐久性、且具有與混凝土粘結(jié)強度高的特性,對裂縫進行灌注。
　　具體施工方法:
　　1、裂縫縫口的表面處理:用鋼絲輪清除縫口及縫口兩旁的灰塵和污垢。
　　2、埋設(shè)灌漿嘴:裂縫表面處理后,將灌漿嘴埋設(shè)在裂縫的交叉或轉(zhuǎn)折處、轉(zhuǎn)彎處、端部處。埋設(shè)距離為150～300mm,原則上,縫窄應(yīng)密,縫寬可稀,每條裂縫都必須有一個出氣孔和灌漿孔,出氣孔一般埋在裂縫端部10～30mm,以便觀察灌漿效果,也不影響灌漿質(zhì)量。
　　3、封膠:灌漿嘴埋設(shè)完畢,沿縫長用WSS密封材料進行密封,一般密封厚度2mm左右,寬度100mm,封好的縫表面應(yīng)光滑,平整,邊緣與混凝土緊貼。
　　4、密封檢查:待密封膠達(dá)到強度后沿縫涂抹一層肥皂水,把間隔1至2米中間的注漿孔用螺栓纏生膠帶堵住,向未堵的灌漿嘴通入壓縮空氣,如發(fā)現(xiàn)密封的縫上有冒泡現(xiàn)象,應(yīng)及時對該處重新密封,直到無冒泡為止。
　　5、配漿、灌漿。注漿液配制應(yīng)根據(jù)縫的大小、長度、深度、使用溫度及注漿時的進漿速率等因素配制漿液,配好的漿液應(yīng)在2小時內(nèi)用完。豎裂縫的灌漿從下到上進行,灌漿時,間隔預(yù)留出氣孔和進漿孔,當(dāng)出氣孔出漿后,再把它作為進漿孔進行灌注,依次進行,下部的進漿孔用纏生膠帶的螺栓加以密封,直至整條縫灌完為止。灌漿時間不應(yīng)少于15分鐘,且應(yīng)持續(xù)到吸漿率不小于2ml/min為止。注意,當(dāng)溫度低于5℃時,應(yīng)停止灌注作業(yè)。
　　6、封口結(jié)束:對于縫內(nèi)無水壓或其它壓力的裂縫,待灌漿液體初凝后,即可拆下灌漿嘴,清除密封層。否則,要等到漿液達(dá)到強度后,方可進行拆除、清理。
　　四、結(jié)束語
　　有害干縮裂縫是否發(fā)生,在施工前是可以預(yù)見的,只要從設(shè)計、施工、材料、商品混凝土配制等方面加以重視,即可避免。