浅论高层建筑地下室墙体裂缝的防治

1.绪论

虽然我国各地的高层建筑数量发展迅猛，但高层地下室墙体裂缝一直是影响地下室工程质量和使用功能的主要质量通病，如何正确分析高层建筑地下室墙体裂缝产生的原因，采用合理有效的防治措施，是非常重要的。本文对高层建筑地下室墙体裂缝产生的原因进行分析，并结合本人多年实践经验，介绍一些防治控制裂缝产生的措施。

2.高层建筑地下室墙体裂缝的特征及原因分析

2.1 高层建筑地下室墙体裂缝的特征

我国许多地方，尤其是南方地区，地下水位相对较高，地表水丰富，一般地下室外墙均作用有压力水。在地下室墙体开裂情况下，压力水势必发生渗漏现象，地下水渗透将使钢筋锈蚀而降低结构强度。因此高层建筑地下室墙体裂缝会破坏结构的整体性、耐久性和防水性，影响建筑物的正常使用，从而缩短建筑物使用寿命。

2.2 高层建筑地下室墙体裂缝的原因分析

（1）地下室混凝土墙体发生了较大收缩变形

混凝土在空气中硬化时，其体积将在较长时间内不断缩小，如果混凝土中水泥用量偏大，必然增大混凝土的收缩和干缩。砼在制备过程中，水泥和掺合料与水拌合后体积膨胀，但在入模成型后，随着砼水化作用的发生，砼中的部分水份被吸收部分水份被蒸发，体积有一定的缩小。干缩量与水泥用量、水灰比的大小有关。水泥用量多、水灰比大的砼其收缩亦大。同时砼收缩量与气候有关，夏季气温高，气候干燥，砼中水份蒸发快，收缩也快。砼体积收缩，使砼产生内应力，当收缩快和收缩大时砼就会产生裂缝，干缩裂缝一般都是表面的，不规则和不连续的。干缩裂缝在施工中发生，也能在施工中处理好。

（2）地下室混凝土墙体发生了过大的温度变形

主要包括水化热引起的温度变形、昼夜温差和气候突变引起的温度变形。根据实际测定，砼从搅拌机出斗就有水化热产生，温度由低到高，到砼成型以后第3-4天，水化热到达高峰，其温度较自然温度升高30-40℃，以后逐步下降，半个月以后接近自然界温度。与地下室墙连体的部分框架柱，断面边长都大于1m，属大体积砼，水化热高，表面暴露在空气中，散热快，内部砼热量散发不出来，内外温差大，若采取措施不当，表面砼就会产生裂缝。对于框架柱与外墙连体的节间来讲，大体积砼的框架柱可视为一个较大的热源体， 而与之连体的墙体薄，且与外界空气接触面较大，散热快。当框架柱砼内大量发热膨胀时，墙体已开始降温收缩，由于连结在一起的两个构件之间产生温差，变形不同步协调，在柱子附近和墙中间出现裂缝是符合规律的。

（3）建筑物的形体及结构构件断面对墙体裂缝的影响。

①建筑物平面形状的影响。经观察，凡矩形、方形、梯形等直线段比较的平面形状，墙体产生裂缝的较多，而曲线、弧线和折线较多的建筑物墙体裂缝却极少。因为直线是两点的最短距离，直线墙收缩变形的内约束较大，直线方向无伸展的余地。而曲线、弧线、折线有一定的伸展余地，内约束力比直线墙小。

②建筑物体形的影响。因为追求建筑艺术造型的美观，现代建筑造型越来越复杂，竖向高低错落，横向凸出凹进，大大增加了结构设计的难度，亦增加了结构出现裂缝的机会。有些是使用功能的要求，如高层建筑大都在负一层楼设车库，车道外墙与大楼地下室外墙相交处如若处理不好，亦较容易产生裂缝。为了达到在有限的土地上建较大面积的建筑物，因此常常在一个裙房或一个地下室上建两幢高层塔楼，因为荷重不同，地基和基础压缩的差异，在两幢塔楼与裙房连联结处的墙板和梁上都较容易产生裂缝。

③墙、柱连体的影响。地下室墙与部分框架柱连体，框架柱断面大，墙板厚度小，柱墙连接断面变化大，不利于防止墙体裂缝，其原因除了柱墙砼水化热产生温差收缩变化和大柱子给墙板增加约束造成墙体裂缝以外，还因框架柱是高层建筑主要传力构件，基础以上的所有荷重全部由柱子、筒体传给基础、基岩，当地基出现沉降或基础压缩下沉时，墙体在基础边级部位产生剪力，导致裂缝出现。

3.高层建筑地下室墙体裂缝的防治措施

3.1 防治措施

（1）从设计入手，优化墙体结构

从整体性、防水性、抗震性等方面考虑，设置后浇带代替永久性变形缝以减少混凝土墙体的收缩应力是比较理想的；后浇带填充封闭时间不宜过短，最短不少于45d。适当增加水平构造钢筋的配筋率，采用小直径钢筋，缩小水平钢筋的间距即采用细而间距小的布筋方式，可以提高钢筋混凝土的极限拉伸能力。

（2）施工措施，严格防治地下室墙体裂缝

①严格控制混凝土原材料的质量标准，优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥选，严格控制骨料的合理选取，选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，这样可以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。

②在混凝土浇筑过程中，应及时清除混凝土表面的泌水。泵送混凝土的水灰比一般较大，泌水现象也较严重，不及时清除，将会降低结构混凝土的质量。

③加强保温措施，优选胶合板作模板，以利保温；带模养护，拆模后仍要注意采取保温措施。土是最佳的养护介质，地下室外墙防水层施工完毕，应立即回填，利用回填土保温保湿；要掌握气温变化规律，如昼夜温差、季节温差，及时了解气象预报，在气温骤降前采取预防措施。

④根据具体工程特点，掺入UEA微膨胀剂1。该膨胀剂起到填充、堵塞混凝土在固化过程中产生的毛细孔缝的作用。其自身体积膨胀产生的应力可抵消或部分抵消因混凝土早期收缩、温差等因素引起的拉应力，提高混凝土抗裂、抗渗的性能。

3.2 工程实例

某工程总建筑面积39825m2，建筑总高度94.9 m，工程地基结构为片筏基础加辅助桩，上部结构质式为框支剪力墙结构。该工程地下室为长方形平面，平面尺寸为44.8×21.4m，其长向靠中间设有一条后浇带。地下室层高4.2 m，外墙厚350 mm。钢筋混凝土柱为1×1 m，柱网6600×7800 mm，地下室外墙采用木模板，某二建混凝土公司供应的C50P8泵送商品混凝土，石子粒径16mm-31.5mm，砂为中粗砂，坍落度为20mm±30 mm，混凝土初凝时间≥6 h，终凝时间≤12 h。在施工过程中，地下室的墙体裂缝产生的发现比较多，第一次浇筑区域有52条，第二次浇筑区域有26条，裂缝位于两柱距之间的墙上，分布较为均匀，间距在1m—2m内，断裂方向垂直分布，裂缝长度：下部从地下室底板面约50m—300mm起，上部直到外墙混凝土浇筑高度，全长3m—3.5m，裂缝宽度采用40倍带光源读数显微镜观测大部分在0.2m—0.3mm间，部分为贯通裂缝。

裂缝处理及后续施工的防治措施如下：

1、根据现场裂缝的检查情况确定具体施工方案；在施工前，对拟实施灌浆的裂缝宽度、长度、深度、走向进行认真的检查，并做好具体的标记。

2、采用钢刷将裂缝两侧表面的灰尘、浮渣清理干净，缝宽≥0.5 mm。

3、确定注入口及安设底座：灌浆底座的设置间距是根据裂缝大小、走向及结构形式而定，原则上缝窄因密，缝宽可稀，但每条裂缝至少需要两个或两个以上的底座。底座的安设采用原子灰进行固定。

4、配制浆液：环氧树脂、塑化剂和稀释剂组成的主剂在试验室预先配制好。主剂和固化剂现场配制混合后必须搅拌均匀，待反应热量降低后方可注入软管。将配好的灌浆树脂注入软管中，把装有树脂的灌浆器旋紧于底座上，灌浆。

5、后续施工合理调整混凝土的配合比，在混凝土中掺入适量微膨胀剂，补偿混凝土的收缩。

6、后续施工实施分层分段浇筑，加强振捣确保混凝土的密实性，增强混凝土的连续性和整体性，以体高混凝土的强度，尤其提高混凝土的抗拉强度。

7、加强养护。避免过早拆模，防止外力作用损伤混凝土，尤其要注意做好混凝土保湿保温的工作。