浅析混凝土墙体裂缝原因及处理措施

摘要：大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多的特点，又具有超长结构温度变形条件复杂、温度裂缝控制要求高的特点。混凝土施工质量监理控制的关键就是如何因地制宜采取有效施工工艺和预防措施控制混凝土温度变形裂缝的发生和开展。
关键词：大面积混凝土工程；地下室；裂缝；处理措施；质量控制
随着城市建设的高速发展，大面积地下室混凝土结构工程越来越多。目前高层建筑混凝土地下室墙裂缝现象较为普遍，不仅因渗漏而影响使用，还会降低耐久性。混凝土分项工程作为混凝土主体结构质量的重要组成部分，是保证和实现单位工程自身结构安全和使用功能的关键。大体积混凝土产生裂缝的主要原因是混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热使其表面温度出现非均匀温差产生拉应力而形成裂缝以及混凝土的温度变形受到约束。如何采取有效的施工工艺和预防措施是控制温度裂缝的关键。本文结合近几年的工程实践，就大面积地下室混凝土温度变形裂缝的质量控制，谈谈一些工作方法和体会。
一、 裂缝主要原因
1．混凝土收缩因素
从裂缝特征可见大多数均属收缩裂缝。地下室混凝土墙收缩较大的主要原因有水泥用量过多、养护不良、粉煤灰掺量太大、泵送混凝土坍落度大、施工操作不合要求等。
2．设计方面因素
《混凝土结构设计规范》规定：现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距为20（露天）－30ｍ（室内或土中），但实际工程中墙长均超过此规定。特别是一些工程设计突破了规范规定后，地下室墙的水平钢筋仍按构造配置，这是墙较易裂缝的又一因素。
3.温差影响因素
包括混凝土内外温差大、昼夜温差、日照下混凝土阴阳面的温差、拆模过早及结构跨季节气温变化差异大等因素的影响。
4.地下室墙长期暴露因素
这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感，常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。设计时地下室墙均按埋入土中或室内结构考虑。
5.混凝土施工质量差
原材料质量不良、配合比不当、使用过期的uea微膨胀剂、坍落度控制差，施工中任意加水以及混凝土养护不良等因素，均会导致混凝土收缩加大而裂缝。
施工缝设置不合理，施工缝处理不合要求，浇筑振捣不到位，是混凝土产生裂缝的另一影响因素。
覆土及回填土不及时，不能满足设计要求的条件，结构外露时间长，环境温度变化差异大，也是影响混凝土裂缝的主要原因。
二、裂缝处理方法
目前常用的地下室混凝土墙裂缝的处理方法有以下四类。有的工程采用两种方法同时使用，效果良好。
1．灌浆法
灌浆材料常用的有环氧树脂类、水溶性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝等。其中环氧类及聚氨酯类材料来源广，施工较方便，建筑工程中应用较广；甲基丙烯酸甲酯粘度低，可灌性好，扩散能力强，不少工程用来修补缝宽≥ 0.05ｍｍ 的裂缝，补强和防渗效果良好。灌浆方法常用以下两类：一类是用低压灌入器具向裂缝中注入环氧树脂浆液，便裂缝封闭，修补后无明显的痕迹；另一类是压力灌浆，压力常用0.2～0.4ｍｐａ。
2．充填法
用风镐、钢钎或高速旋转的切割圆盘将裂缝扩大，形成ｖ 形或梯形槽，清洗干净后分层压抹环氧砂浆或水泥砂浆、沥青油膏、高分子密封材料或各种成品堵漏剂等材料封闭裂缝。当修补的裂缝有结构强度要求时，宜用环氧砂浆填充。
3.表面涂刷加玻璃丝布法
目前常用的有聚氨酯涂膜或环氧树脂胶料加玻璃丝布。环氧树脂胶结料应经试配合格后方可使用。被处理表面应坚实、清洁、干燥均匀涂刷环氧打底料，凹陷不平处用腻子料修补填平，自然固化后粘贴玻璃丝布１～３ 层。
4.表面涂抹法
常用材料有环氧树脂类、氰凝、聚氨酯类等。混凝土表面应坚实、清洁，有的表面根据材料要求还要求干燥。
三、预防地下室混凝土墙裂缝质量控制措施
1.设计方面
（1）没有充分依据时，不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。应注意满足《混凝土结构设计规范》的要求：“位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构，可按照使用经验适当减小伸缩缝间距”，并明确覆土回填时间要求。
（２）设置后浇带，以减小混凝土收缩应力。
（3）加强水平钢筋的配置。应注意三个问题：第一，水平钢筋保护层应尽可能小些；第二，防裂钢筋的间距不宜太大，可采用小直径钢筋小间距的配筋方式；第三，考虑温度收缩应力的变化增加配筋；第四，水平钢筋应设置与竖向钢筋外侧。
2.材料方面
（1）水泥：宜用低水化热、铝酸三钙含量较低、细度不过细，矿渣含量不过多的水泥。由于墙板结构施工中的水化热及收缩很可观，所以应尽可能选用低水化热、低收缩的水泥。如果一味追求较快的施工进度，盲目使用高强度等级早强水泥，必然导致高收缩及水化热峰值的提前出现，这对控制墙板裂缝是很不利的。
（2）砂、石：宜用中、粗砂，含泥量不大于2％ ；石子宜用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不大于１％ 的碎石或卵石。砂石料的含泥量必须严格控制，当砂石料含泥量超过规定，不仅增加了混凝土的收缩，同时又降低了混凝土的抗拉强度，容易引起裂缝。
由于在剪力墙中配筋很多、很密，为了保证混凝土在结构中的最紧密填充，应当控制石子的最大粒径和粗细集料级配。如石子粒径较大，石子容易卡在钢筋中间，或钢筋与模板之间。由于砂浆的收缩比混凝土的收缩大，从而导致在拆模后一段时间在钢筋的下方会产生裂缝。
（3）掺减水剂，以减少混凝土用水量。
（4）掺人微膨胀剂，配制成补偿收缩混凝土，本工程地下结构墙体抗渗混凝土掺水泥用量15％ｕｅａ 。
（5）掺用粉煤灰替代部分水泥，以降低水泥水化热温升。
3.施工方面
（1）模板选用：对外露面积较大的混凝土墙体、气温变化剧烈的季节以及冬季不宜使用钢模板。选用木模时，应充分湿润，以利保湿和散热。
（2）严格控制混凝土施工质量，尽量降低不均匀性。除控制混凝土制备和运输中的质量外，还要注意混凝土浇筑时防止离析，振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。
（3）严格控制混凝土配合比、各材料掺量、水灰比，明确混凝土坍落度要求。
（4）合理设置施工缝，认真处理施工接缝，防止分层缝及冷缝的产生。
（5）采用科学合理的施工组织设计，根据混凝土的凝结时间对混凝土的浇注施工及混凝土搅拌站的混凝土供应做合理的协调，使上层混凝土在下层混凝土浇注后３－５ｈ 内浇筑（不是控制在下层混凝土的初凝之前）。混凝土的初凝时间并不是混凝土不致出现冷缝的终凝时间，实际上在此时浇注混凝土，上下层混凝土的结合已经很弱，如在混凝土接近初凝之时，对混凝土进行振动，同样也会在新旧混凝土之间形成一层薄弱层，影响结构的整体性，形成冷缝。
为防止产生分层缝，在浇筑上层混凝土时，捣棒应插入下层混凝土５－１０ｃｍ，以利于两层混凝土充分结合。同样，分层缝的出现也将使混凝土的整体性能降低。
（6）根据测温记录和气象预报确定拆模时间，保证混凝土内外温差不超过２５℃，温度陡降不超过１０℃，拆模后应注意覆盖和及时养护，保证拆模后混凝土表面与养护环境温度不超过１５℃。
（7）条件具备的情况下，尽早安排覆土、肥槽土回填。
（8）加强养护。
结语
大面积地下室结构混凝土温度裂缝质量控制的核心是控制混凝土温度变形裂缝的发生和开展，是一项涉及到建设、设计、施工、监理、材料供应商、检测等单位的系统工程。既要掌握裂缝产生后的处理方法，也要加强施工过程的事前控制、事中和事后控制，能使混凝土温度裂缝控制质量得到有效保证。随着对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术的提高，混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满的解决。
参考文献：
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