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地下室超长外墙结构裂缝分析及处理应用

发表时间：2021/7/23 来源：《建筑科技》2021年8月中作者：李闯贺帆

[导读] 近些年，城市建设中超高层项目不断兴起，多层地下室是超高层项目不可或缺的配套结构和设施。

中建二局第三建筑工程有限公司李闯贺帆北京市丰台区 100070

摘要：近些年，城市建设中超高层项目不断兴起，多层地下室是超高层项目不可或缺的配套结构和设施。由于此类项目地下室结构通常由两层或多层构成，地下室外墙截面面积大，周长长，施工过程中如不注意加强质量管理，墙体裂缝渗漏的问题屡见不鲜。根据工程资料统计显示，地下室结构70%的渗漏都是由于裂缝导致。所以本文对地下室超长外墙裂缝进行分析，根据裂缝的形式进行分类以及采取相应的质量控制措施和具体处治措施。
关键词：裂缝；荷载；配合比；裂缝处理
        1.裂缝的类型及产生的原因分析
        1.1几种裂缝的分类
        根据裂缝深度可分为：表面式、贯穿式。
        根据裂缝形状可分为：水平、竖向、斜向、蜘蛛网、不规则形状等。
        根据裂缝的性质可分为：有害裂缝、无害裂缝（一般缝宽＜0.05mm的裂缝）。
        1.2裂缝产生原因的分析
        水分子的直径为4×10^-10m，可以穿过任何肉眼可见的裂缝，而裂宽小于0.2mm的裂缝稍加处理就可以逐渐自愈。裂缝一般由几类原因产生：荷载作用、结构不均匀沉降、温度变化导致收缩等。
        荷载作用产生裂缝：长期对结构进行集中荷载或反复荷载易使结构出现裂缝，施工过程中应重点注意地下室肥槽回填土施工阶段。深基坑工程如设计有内支撑系统等，应在内支撑系统拆除前请原设计单位来现场验收，同时确保换撑结构、外墙结构达到设计强度要求。回填土阶段严格控制回填土分层次数及高度，且分层填筑分层夯实，严禁野蛮施工。在回填完成后密切关注地下水位的变化，并做好相关记录。
结构不均匀沉降产生裂缝：地基沉降或者支座沉降不均匀造成墙体开裂。
        温度变化导致收缩裂缝:首先就是混凝土自身配合比不合理导致，主要就是用水量和水泥的含量。一般情况下，当水灰比小于0.5时，水灰比越大，混凝土自身的收缩就越大，当水灰比大于0.5时，混凝土收缩随水灰比提高而减小，水灰比是决定混凝土收缩变形的主要因素。当矿粉和粉煤灰超量，就会导致骨料之间的间隙增加、形成泥浆膜，混凝土自身的收缩将加大，构件受拉边缘混凝土拉应力超过抗拉强度时候就会产生裂缝。其次就是浇筑混凝土后养护不及时、不到位，由于混凝土自身水化热产生的热量，导致墙体内外温差变化过大，水蒸发流失过快。导致温度裂缝的产生。最后，剪力墙结构温度伸缩缝或后浇带设置的位置和间距也会对裂缝的产生造成直接影响，后浇带间距过长会导致温度应力释放超过允许值而产生裂缝，设计过程中要充分考虑后浇带设置的合理性。
        2.裂缝的防治措施
        2.1设计角度
        结构外墙的伸缩缝、后浇带设置，根据《混凝土结构设计规范》规定，现浇混凝土剪力墙结构温度伸缩缝的最大间距，当室内或土中时为40m，露天时为30m，而现浇挡土墙、地下室墙壁等类结构的伸缩缝间距可取20～30m。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，高层建筑地下室不宜设置变形缝，当地下室长度超过伸缩缝最大间距时，可每隔30～40m设置施工后浇带。后浇带必须严格遵循规范间距的标准进行设置，后浇带应设置在结构受力和变形较小的部位，温度后浇带混凝土宜在两侧墙体混凝土完成45d之后浇筑。
        2.2混凝土原材角度
        搅拌站的混凝土配合比以及原材质量的控制。混凝土优先选用水泥低水化热、骨料粗细均匀、矿渣含量低，并且严格控制外加剂的摄入含量的混凝土。

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对于跨度较大的结构，在混凝土中掺入一定量的碳纤维、聚丙烯纤维可以有效阻止裂缝的产生。
        2.3施工角度
        首先控制好泵送混凝土的塌落度，并在泵送过程中严禁加水。塌落度不合格情况下应联系搅拌站专业负责人员进行调试，调试不合格进行退场处理，严禁使用不合格产品。
        其次浇筑过程中严格控制入模时的温度，对于层高较高、跨度较大的剪力墙部位应进行分层浇筑处理、振捣均匀，严禁出现混凝土离析现象。
        最后浇筑完后做好养护工作，特别注意冬期施工和夏季高温施工期间的养护工作，冬期施工注意混凝土浇筑完成后的保温养护，按方案设计的保温措施做法及时保温养护；夏季高温施工期间注意洒水保湿养护，控制养护用水的温度不宜过低。混凝土养护时间不得少于14天。
        3.已有裂缝处理办法
        3.1对缝宽小于0.2mm采用水泥基渗透结晶防水涂料在外墙内侧沿裂缝宽度不小于100mm,厚度不小于1mm进行涂刷。对于裂缝宽度大于0.2mm的裂缝，采用“开槽法修复”，具体如下：
        ⑴清理基层：将地下室内墙裂缝区域表面灰尘及杂质清除，沿裂缝剔凿V槽（宽度10mm；深度10～20mm深,不宜剔露钢筋），用水冲洗干净；
        ⑵待剔凿区域混凝土结构干燥，在V槽灌环氧树脂浆料5～10mm厚，并及时采用毛刷将面层浆料涂刷至整个剔凿面；
        ⑶做保护层：待环氧树脂浆料固化后，在原裂缝位置做淋水试验，无渗漏后用水泥砂浆或C20细石混凝土做保护层（将V槽抹平）。
        3.2对于裂缝宽度0.5mm以上时，则需在地下室外墙内侧裂缝处采用注浆法处理。具体做法如下：
        ⑴观测裂缝：正确观测裂缝宽度并统计出裂缝总长度，为施工做准备；
        ⑵基层处理：清除裂缝表面的灰尘、油污，可用气泵清理裂缝，施工时一定要保证裂缝干燥，切忌用水冲刷裂缝；
        ⑶确定注入口：一般按15～20cm距离设置一个注入口，贴上胶带，预留。注入口位置尽量设置在裂缝较宽、开口较通畅或开叉的部位；
        ⑷封闭裂缝：将配好的封缝胶，沿裂缝表面涂刮，宽度约为5cm，留出注入口。对裂缝周围有细小的分枝裂缝也须同时封闭，以防止环氧树脂流出；
        ⑸安设底座：揭去注入口上的胶带，用封缝胶将底座封严粘于注入口上，底座封严粘牢的同时保证注入口的通畅；
        ⑹灌浆：将EP-01环氧树脂A、B料依配比混合搅拌均匀后吸入针筒内，安装到注射底座上，旋紧后拔出插栓开始灌浆。检查灌注针筒内的浆液余量，若无残余应即补充浆液。重复此步骤直到注射筒有残余，表示已灌满。取下注射针筒，迅速在底座上安装堵头。待裂缝内部的环氧硬化后，即可敲除底座，清理基层表面；
⑺灌浆完成后，待EP-01环氧树脂达到设计强度后，对其进行淋水试验。检验修复是否完成。
        4.总结
        在超高层地下室施工过程中，结构外墙裂缝问题屡见不鲜，我们应该重视此类质量问题，针对裂缝产生的原因进行仔细分析，采取预控措施，同时对发现的裂缝及时进行相应的处理，节约后期由裂缝产生渗漏的维修费用，提高工程质量，发扬工匠精神。
参考文献：
[1]葛黔涛.地下室剪力墙裂缝的检测及处理实例研究[J]
[2]高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010
[3]混凝土结构设计规范GB50010-2010