某地下室混凝土外墙裂缝原因及处理方法

广东建材２００６年第７期　水泥与混凝土　某地下室混凝土外墙裂缝原因及处理方法　翁保平　［汕头市建安实业（集团）有限公司］　摘　要：通过施工实例，从设计、材料、施工、养护等方面出发，介绍地下室混凝土外墙裂缝出现的　原因分析和处理方法。　关键词：商品混凝土；温度收缩应力；后浇带；施工工艺　目前深圳市高层建筑施工均采用商品混凝土泵送　工艺。由于泵送要求的水泥用量及水灰比均比现场搅拌　非泵送的混凝土大得多，同时石子粒径偏小，夏季高温　季节混凝土墙体极易出现裂缝（有的裂缝是贯通的），这　几乎成为一种质量通病。　深圳市某小区总建筑面积１２２７０２．４平方米，由高　层住宅、商业、托儿所、会所及地下一层组成，混凝土框　架剪力墙结构。整个地下室建筑面积ｌ７３４３．５ｍ　，分三　个区。地下室混凝土外墙厚４００ｒａｍ，强度等级为Ｃ４０，抗　渗等级Ｓ８。　地下室一区混凝土外墙白２００３年８月５日浇筑，８　月６日结束，８日下午拆模。浇筑与拆模气温均为２６４　３４￣Ｃ。拆模时就发现有多条竖向细小裂缝，报设计院、监　理公司，经测量宽度均不超过０．３ｍｍ，且无分支和交叉　裂缝。裂缝长度不等，呈两端细中间粗。经长时间试水　后，发现三、四处裂缝有渗水现象。　１裂缝原因分析　地下室混凝土外墙裂缝主要原因是温度变形（收　缩）受到约束。地下室墙体内产生较高的温度收缩应力，　这种应力超过混凝土的抗拉强度就产生裂缝。　（１）温度收缩裂缝：水泥用量过大（４６０ｋｇ／ｍ。）水泥强　度等级过高（５２．５），使墙体混凝土的水泥水化热温升值　大。墙厚４００ｒａｍ，温升值可达３０℃以上，由此造成内外温　差易使混凝土表面产生裂缝。随后发生混凝土收缩及其　它原因引起的共同作用，使部分裂缝扩展贯穿混凝土墙　身。　（２）混凝土干缩裂缝：①干燥收缩，即混凝土中多余　水分蒸发，体积减少而产生收缩，这部分占整个收缩量　的８０％４９０％。②混凝土自收缩，即水泥水化作用，使形　成的水泥石骨架不断紧密，造成体积缩小。混凝土收缩　量值约为０．１５‰４０．２‰之间，这种收缩早期快，后期　慢。影响收缩的原因较多，主要是拌和物的组成与质量、　混凝土配合比、化学外加剂等。与温度裂缝一样，收缩裂　缝的形成，也必须存在收缩变形和内外约束条件。表面　干燥快而内部湿度变化小，表面收缩变形受到内部混凝　土约束，因此在较大的墙板表面产生较大的拉应力，当　拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，产生干缩裂缝。　（３）泵送混凝土方面：原材料质量控制不严，砂、石级　配差，砂太细，含泥量高，石子中含砂量大，用水量或水　泥用量大都导致产生混凝土裂缝。　（４）设计方面：目前设计人员对泵送混凝土的性能认　识不足，在结构设计时，一般只作强度计算，不进行抗裂　验算，对泵送混凝土收缩性大的特点缺乏了解，墙体水　平钢筋配筋率偏小，钢筋间距偏大，是导致墙体出现裂　缝的重要原因。　２混凝土裂缝的理论计算　按《工程结构裂缝控制》中的公式计算。　（１）裂缝宽度计算：　６＝２ｑＪ　ｔｈ（ｔ３　Ｌ）　（１）　式中：Ｔ一温差　经验系数，取值０．３　ａ一温度系数，取值ｌ０－ｓ　混凝土墙长度，本工程取６×４．２ｍ　、／ｃ　７ＨＥ　（ｔ）　Ｃ　一水平阻力系数，取６０×ｌＯ－２Ｎ／ｍｍ。　Ｈ一混凝土墙的厚度，本工程为４００ｒａｍ　混凝土弹性模量Ｅ　（ｔ）＝Ｅ　（１＿ｅ－Ｏ．０９ｔ）　（２）　式中：ｔ＝时间（ｔ）　（２）裂缝间距计算：　Ｌ　２、／　ａｒｃｃｈ　（３）　式中：ｅ　Ｐ一为极限应变　Ｃ４０混凝土Ｅｃｏ＝３２．５ｋＮ／ｍｍ。＝３．２５ｘｌＯ４Ｎ／ｍｍ。　混凝土７ｄ和１４ｄ的弹性模量　Ｅ　（７）＝１．５２×ｌ０　Ｅ　（１４）＝２．３３×ｌ０　（７）＝３．６３×１０　（１４）＝２．９３×１０叫　墙体配筋为：外侧中１６＠１５０　Ａｇ，＝１３４１ｍｍ２　内侧中１６＠１５０　Ａｇ２＝１３４１ｍｍ。　Ａ　Ａｚ１＋Ａ艘＝２６８２ｍｍ。　一３７—　维普资讯 http://www.cqvip.com

水泥与混凝土　配筋率ｐ＝２０９５／（４００×１０００）＝０．６７％　混凝土７ｄ和１４ｄ的抗裂设计值为　Ｒｆ（ｔ）＝０．８Ｒｆ０（１ｇｔ）Ｏ．６６７　（４）　式中Ｒ　混凝土抗裂强度设计值，Ｃ４０混凝土　Ｒ　１．８Ｎ／ｍｍ　；　广东建材２００６年第７期　３混凝土墙裂缝处理　（１）外墙外侧面裂缝采用快速堵漏剂堵漏，然后刷聚　氨酯防水涂料２ｍｍ厚，６ｃｍ砖模保护。　（２）外墙内侧面裂缝及室内剪力墙裂缝采用环氧树　脂压力灌缝。　Ｒ　（ｔ）一龄期混凝土抗裂强度。　当ｔ＝７与１４时　Ｒ　＝１．２８７　Ｒ１４＝１．５７７　混凝土在７ｄ和１４ｄ的极限拉伸　￡　（ｔ）＝０．５Ｒ　（Ｔ）（１＋ｐ／ｄ）×１０　（５）　４预防及减少混凝土裂缝的措施　４．１设计方面　４．１．１设置后浇带　混凝土墙体裂缝与墙的长度有关。在夏季施工，可　以每隔２０￣３０ｍ在墙体设置一条后浇带，以便有效的控　制混凝土收缩应力。　式中Ｐ＝截面配筋率，本例为０．６７；　ｄ＝钢筋直径（ｃｍ）本例最大为１．６ｃｍ。　得：￡ｐ＝０．９１３×１０　￡Ｐ（１４）＝１．１ｌ９×１０　计算收缩当量温差：　ＡＴ：！！　Ｑ　（６）　４．１．２混凝土墙体配筋　目前设计规范对混凝土墙体水平钢筋的配筋未要　求进行计算，故其配筋率较低，不足以抵抗混凝土收缩　应力。建议按抗裂要求计算配筋。为了提高混凝土外墙　表面抗裂性，建议混凝土外墙水平钢筋间距在ｌＯＯｍｍ左　右。通过抗裂计算，使其配筋能与混凝土收缩应力相平　衡。　式中：ｅ　（ｔ）一计算期的收缩，素混凝土收缩经验公式　１０　ｅ、（ｔ）＝ｅ：（１一ｅ　叭　）ｎＭｉ　（７）　ｉ＝ｌ　式中：ｔ一龄期（ｄ）；　ｅ　一最终收缩；　Ｍ　一考虑各种非标准条件下的修正系数。　经计算，７ｄ与１４ｄ的收缩当量温差分别为：　△Ｔ（７）＝２．９，　△Ｔ（１４）＝５．５　（８）　４．１．３混凝土强度等级　设计应充分了解泵送混凝土的特点。混凝土墙体　应尽量采用强度等级较低的混凝土，减少水泥用量。　计算综合温差　Ｔ（ｔ）＝Ｔ＋△Ｔ（ｔ）　４．２施工方面　４．２．１控制水泥用量，减少混凝土收缩裂缝的产生　要尽量降低商品混凝土的水泥用量，从提高石子粒　径，选用中、粗砂，合理选用外加剂入手，石子粒径尽可　式中Ｔ一实测温差，８℃。　根据收缩当量温差可计算出综合温差为　Ｔ（７）＝１０．９　７ｄ时　Ｌ…Ｔ（１４）＝１３．５　裂缝间距按③式计算　能大，且连续级配，并采用混凝土外加剂和粉煤灰，降低　水泥水化热。　４．２．２修改施工工艺　ａｒｃｃｈ　＝２　尽量采用木模，提高混凝土表面保温保水性能。对　浇筑的混凝土，在初凝以前给予二次振捣，排除混凝土　＝２、／　Ｖ　＝１１．２ｍ　６０×１０　ａｒｃｃｈ＝　１０　×１０．９－０．９１３×１０　：　泌水在粗骨料和水平筋下部生成的水分和空隙，提高混　凝土与钢筋握裹力，防止因粗骨料沉落而出现裂缝。在　现场条件许可的情况下，采用现场搅拌半干硬性混凝　土，可有效地防止墙体裂缝的产生，同时要加强混凝土　的养护，采用麻袋覆盖，增加浇水次数。●　１４ｄ时Ｌ　＝１４．５ｍ　计算裂缝宽度，将以上计算结果代入式（１）可得　６　＝２　（３．６３×１０　Ｚ　ｔｈ（Ｂ　）＝２×０＿３×　３．６３　Ｘ　ｌ０　ｔｈ　【参考文献】　（１）《工程结构裂缝控制》王铁梦著，中国建筑工业出版社，２０００　年第六版。　（２）《建筑施工计算手册》　江正荣编著，中国建筑工业出版社，　２００２年第二版。　）：０．１８ｍｍ　５　ｌ４＝０．２８ｍｍ　计算结果与实际情况基本相符，说明混凝土外墙出　（３）《建筑工程施工技术交底应用手册》谢建民、肖备编著，中国建　现裂缝是必然的。　一筑工业出版社，２００４年第一版　３８—