摘要：高層建筑地下室結構中，外墻裂縫控制的難度較大。本文討論了地下室外墻裂縫的產生原因、處理措施以及預防地下室混凝土墻裂縫的一些建議，并結合工程實際加以說明。
關鍵詞：地下室 外墻裂縫產生原因 處理措施
Abstract: In the basement structure of the high-rise buildings, the external wall crack control is difficult. This article discusses the causes of the basement wall cracks, the recommendations of measures and the prevention of the basement concrete wall cracks, as well as engineering practice to illustrate.
Key words: basement; external wall cracks causes; treatment measures
中圖分類號 : TU767+.5文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
隨著我國經濟的發展，高層建筑越來越普遍，國家防空法的出臺,更使相當多的地下室按照平戰轉換結合的原則成為防空地下室，對混凝土部分的要求更高。在很多實際工程中，作為地下空間的維護結構—地下室外墻，除了要承受結構荷載外，還要起到防止地下水滲漏的功能，由于材料因素、施工因素以及混凝土結構自身的某些特定的性能的影響，相對于地下室底板，外墻出現裂縫的幾率較高。這些裂縫短期內一般不會影響結構的安全度，但它的出現會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且長期下去會引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化，會降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。本文結合某工程的地下室外墻裂縫的處理案例，就地下室混凝土外墻裂縫的分析、處理以及預防談談自己的看法。
二、工程實例和裂縫原因分析
1、工程概況
該工程為某房地產公司開發的高層住宅，地上二十九層，地下一層，地下室平時為自行車庫，戰時為甲類核6級人員掩蔽所，樁筏基礎，地下室混凝土強度等級為C40/P6，地下室外墻厚為300mm，建筑物總長為118.4米，根據建筑平面及設計要求共設4道后澆帶，最長混凝土外墻為32米。施工時先澆筑底板混凝土，十余天后澆筑外墻混凝土，當時氣溫為6~15度，晴天，外墻混凝土澆筑完3天后拆模，養護3天，當施工至地上二層時，發現兩縱墻出現數條豎向裂縫，兩橫墻均未出現裂縫。裂縫情況總結如下：
1)裂縫均為垂直于底板的豎向裂縫，多出現在墻中部，兩端較少。
2)裂縫的長度多數接近墻高，從外墻下部施工縫處向上展延。
3)裂縫的寬度大小不一，多屬于0.1~0.4mm之間，中間寬，兩端受構件約束逐漸變細至消失。
4)地下室外墻墻長的兩端附近裂縫較少，大多集中在中間。
5)當地下室土方回填后，裂縫處有滲水現象，水量不大。
2、裂縫原因分析
一般而言，產生混凝土裂縫的原因主要有以下幾個方面：物理因素：如溫度變化，混凝土墻過長引起的干縮裂縫等;施工操作引起的裂縫：如施工中脫模撞擊、混凝土養護不到位等;化學因素引起的裂縫：如鋼筋銹蝕、化學反應膨脹等。
因為施工現場及周圍環境沒有任何化學浸蝕源，因此化學因素引起的裂縫不能成立。
經現場初步察看，初步認定該地下室外墻裂縫由于混凝土表面失水收縮，地下室底板約束過大引起，其出現的原理為：長墻結構產生溫度和收縮變形，在高度方向是自由的，但在縱向卻受到另一結構地下室底板的約束，在長墻承受降溫和收縮作用時，必將產生縮短變形，受到底板的約束，引起拉應力，當拉應力超過抗拉強度時便引起開裂，裂縫方向均為豎向。
根據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)的規定：現澆鋼筋混凝土擋土墻、地下室墻壁等類結構伸縮縫的最大間距為20m(露天)~30m(室內或土中)，本工程伸縮縫的最大間距為32m，基本滿足規范要求。且本工程為人防地下室，地下室外墻配筋較普通地下室外墻配筋大，故地下室過長并不是本工程地下室外墻出現裂縫的主要原因。接下來分析其它因素。
1)拆模過早
本工程地下室外墻混凝土標號為C40，拆模時間應為7D。而本工程的實際拆模時間僅為3D,此時，混凝土水化熱溫度開始升高，拆模后造成巨大的散熱面，加劇了內外溫差。同時過早拆模后混凝土水分蒸發加劇，引起混凝土干燥收縮，從而產生裂縫。
2)混凝土養護不當
外墻混凝土澆筑后沒有按要求養護，根據膨脹劑的使用要求，膨脹混凝土淋水養護須7D~14D，最少為7D，只有在充足水分條件下膨脹劑才能充分發揮作用，在混凝土終凝后2D即可開始澆水養護，混凝土的膨脹值一般要14D才基本穩定。而本工程拆模后，施工單位并沒有采取有效措施加強養護，僅未覆蓋淋水養護3D。
3)混凝土坍落度較大
本工程從施工現場看，混凝土水灰比控制不穩定，坍落度實際比要求偏大。混凝土入模坍落度過大，引起混凝土離析而造成混凝土墻體的勻質性變差，往往造成混凝土在硬化是收縮應力不均而產生裂縫。
4)混凝土振搗不當
混凝土振搗不當，振搗不均勻，也是本工程地下室外墻產生裂縫的原因之一。振搗不均勻，局部振搗過分，使該處粗骨料減少，細骨料富集，造成人為的結構薄弱環節而導致該部位混凝土開裂。
三、對混凝土地下室外墻裂縫的處理方法
在實際工程中，一般可采用表面涂抹法、表面涂抹加玻璃絲布法、充填法和灌漿法。有的工程可以采用其中的一種方法，也可以采用幾種方法綜合處理。
本工程根據不同的裂縫情況，針對性的采用了不同的處理方法，具體如下：
1、裂縫寬度小于或等于0.3mm的豎向裂縫采用表面涂抹法處理。
混凝土墻表面采用環氧水泥封閉，封閉層騎縫涂抹，涂抹寬度30mm,厚度2mm，長度延伸出縫端30mm。在涂抹環氧水泥封閉層以前，混凝土表面用鋼絲刷清理，采用壓縮空氣吹干凈，表面必須處于干燥無油漬狀態，如有油漬需用丙酮或甲苯清洗。待處理面干燥后，用毛刷反復涂刷環氧樹脂漿液，一般每隔3~5min涂一次，一直至涂層厚度達到1mm左右為止。環氧樹脂類漿液不僅對結構性能好，而且滲透能力很強，能滲入到混凝土墻體內部，能有效防止水的滲透。
2)裂縫寬度大于0.3mm的豎向裂縫，采用壓力灌漿補強。
環氧樹脂漿液和甲基丙烯酸類漿液配方，可參考《混凝土結構加固技術規范》(GB 50367-2006)，具體處理方法如下：
a.表面處理：用小錘、鋼絲刷及砂布將沿裂縫封閉范圍200mm寬的混凝土表面碎屑、浮渣、鐵銹及油污等清理干凈，粘貼灌漿嘴子的地方采用棉絲蘸丙酮或甲苯擦洗，待封閉的表面必須干燥及無油漬狀態。
b.粘貼灌漿嘴子和裂縫封閉：先在裂縫上畫出布設嘴子的位置，用小鴨嘴(泥刀)把環氧樹脂刮在已用丙酮或甲苯擦干凈的嘴子底盤上，厚度約1~2mm，并靜置15~20分鐘后，把嘴子按貼在所確定的位置上，同時把嘴子底盤周圍用環氧水泥封閉，嘴子之間的裂縫也用環氧水泥騎縫抹成20~30mm寬、2mm厚的封閉帶。
c.表面局部封閉：沿裂縫寬200mm范圍內采用環氧瀝青漆或環氧膩子封閉，以防止在灌漿過程中由于混凝土為多孔性材料，在裂縫兩側一定范圍出現滲漏現象。
d.試氣： 試氣目的是為了吹凈殘留在縫隙內的塵土，檢查裂縫貫通程度以便灌漿時掌握進漿情況，檢查封閉質量，是否有漏氣現象。灌漿時一旦出現漏漿或進漿不暢，將會造成灌漿失敗而無法補救。
e.灌漿：配置好的環氧漿液倒入灌漿罐后，蓋上進料口，檢查各管路接頭，保證無漏氣漏漿發生，打開儲氣罐出氣閥門，借助壓縮空氣把漿液頂住輸漿管，通過輸漿管把漿液由嘴子壓入混凝土縫隙內，當進漿嘴子鄰近的嘴子冒漿后，立即用塞子堵住，繼續灌漿，待最后一個嘴子冒漿堵上塞子后，需恒壓5~10分鐘才可撤下進漿嘴子上的輸漿管。
四、對預防地下室混凝土墻裂縫的建議
由以上分析可知，混凝土的開裂是由于拉應力超過了抗拉強度引起，與建筑物的設計、材料、施工等均有直接的關系。
1、設計方面的建議
1)設計時應注意滿足《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)關于伸縮縫最大間距的規定，同時應注意滿足適當減小伸縮縫間距的條件時，應采取設置后澆帶或設縫的方式適當減小伸縮縫的間距。
2)對墻體薄弱的地方，如在墻中預留大孔洞、墻高度突變的地方，可根據工程實際情況，設置后澆帶，以減小混凝土的收縮應力。
3)縮小地下室外墻鋼筋的間距。鋼筋的配置應注意：鋼筋的間距不宜太大，可采用小直徑鋼筋小間距的配置方式。在兩個構件配筋率相同的情況下，采用小直徑鋼筋可提高鋼筋混凝土構件的極限抗拉變形能力，所以建議混凝土墻體中的鋼筋間距由150mm~20mm改為100mm~120mm。
2、材料方面的建議
1)正確選擇水泥品種。一般宜采用低水化熱、鋁酸三鈣含量低、細度不過細、礦渣含量不多的水泥。
2)嚴格控制集料。細集料宜選用中、粗砂，其含泥量不得大于2%;粗集料宜選用粒徑較大的連續級配、級配良好、含泥量不得大于1%的碎石或卵石。
3)摻入適量的微膨脹劑，配制成補償收縮混凝土。
4)摻加適宜、適量的減水劑，以減少拌和混凝土用水量，達到減少混凝土的收縮的目的。
3、施工方面的建議
1)模板的選用。對外露面積較大的混凝土墻體、氣溫變化劇烈的季節以及冬季施工，均不宜選用鋼模板。選用木模板時，應注意充分濕潤，以利于保濕和散熱。
2)嚴格控制混凝土的施工質量，盡量降低不均勻性。除控制好混凝土制備和運輸中的質量外，還要注意混凝土澆筑時防止產生離析現象，切實加強振搗，確保混凝土密實，以免墻內出現薄弱而產生裂縫。
3)拆模時間應根據測溫記錄和氣象預報確定，保證混凝土內外溫差不超過25度，溫度陡降不超過10度，拆模后應注意覆蓋和及時養護。
4)應注重澆水養護。拆模后須掛草簾或麻布澆水養護，保持濕潤狀態一般不少于兩周。
5)對泵送混凝土，應控制嚴格混凝土的配合比，計量要準確，坍落度抽檢工作要加強，不能流于形式。
6)回填及時進行，縮短墻體的外露時間，減少溫度變化對墻體的影響。
混凝土地下室外墻裂縫的防治是一項系統工程，需要設計、施工等部門的通力合作與積極配合。不能僅從某一方面加以控制，要科學合理地考慮各種存在的影響因素，采取綜合治理的方式予以防治，并依賴科技進步，應用新技術、新工藝、新材料來豐富和完善防治措施。
