浅析地下室外墙裂缝的产生原因及处理方法

郑波

摘 要：近年来，随着经济的迅速发展和对建筑安全及品质要求的提升，对人防工程的要求越来越严格，建筑物的高度也越来越高，相应地下室规模也在逐渐增大，但在地下室结构的施工过程中，地下室外墙开裂一直没有得到很好的解决，这是施工中常见的质量通病，不但使工程容易出现安全隐患，也影响建筑美观和使用。笔者认为，只要灵活地将理论与实践相结合，在设计阶段和施工阶段采取有效的控制措施，就能有效防止地下室外墙开裂，且能确保建筑物使用安全。文中主要分析了地下室外墙裂缝产生原因及处理方案，以供同行参考。

关键词：地下室；外墙；裂缝；渗漏；方法

近几年来，笔者通过四川绵阳、云南昆明等多个大型地下室项目的建筑结构设计实践及经验总结得出：虽然地下室外墙产生裂缝的因素较多，但只要严格执行有关混凝土结构工程规范的有关规定，从设计、施工各方面层层把关，采取有效的控制措施，针对地下室超长结构进行整体设计，精心施工就会消除地下室外墙开裂的通病。本文就地下室外墙裂缝产生的原因、处理方法以及如何有效的对裂缝进行预防和控制进行了分析，以供同行参考。

1 地下室外墙裂缝的产生原因及危害

地下室外墙基本上都是由多种不同材料经拌合、振捣及养护而成的钢筋混凝土结构，在实际工程中，钢筋混凝土结构大多为带缝工作，我国现行《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）3.4.5条也对裂缝宽度做了明确的限制规定，其目的有两个：第一、裂缝过宽会导致混凝土内钢筋锈蚀，耐久性和承载力都会降低，并从外观上会引起使用者的不安。第二、过细的裂缝会使建造成本增加。因此，将钢筋混凝土结构的裂缝控制在规范规定的可接受范围是我们追求的目标。

产生裂缝的原因很多，可根据其成因总结为以下两大类：

第一类，由外荷载引起，也称为结构裂缝，其裂缝与荷载有关，表明结构承载力可能不足或存在严重问题。主要表现在以下方面：①设计阶段，地下室外墙设计时，各类设计荷载考虑不周，取值小于规范规定或实际情况的荷载值，从而使得墙体配筋不足，由于承载力不足，使得墙体产生结构裂缝；②施工阶段，施工企业为抢进度、抓工期，大多采用地下室外墙与顶板一起浇筑的施工模式，地下室外墙混凝土未达到设计强度时，过早进行拆模。为方便施工，或在地下室顶板上堆放大量的施工机具及各种建筑材料，使得地下室外墙混凝土自身未到达设计强度时，受到来自墙顶大梁的较大集中力，梁下墙体极易出现竖向裂缝；或过早进行边坡回填，施工机具碾压或材料堆载，地下室外墙混凝土自身未到达设计强度时，由于承载力不足而产生裂缝；③使用阶段，使用过程中超过了设计荷载，导致地下室外墙承载力不足，墙体产生裂缝。

第二类，由变形引起，如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的变形，当此变形得不到满足，在结构构件内部产生内应力，当此内应内超过混凝土的允许拉应力时，即会引起混凝土裂缝，裂缝发展后，变形得到满足或部分得到满足，应力就发生松弛。主要表现在以下几个方面：①温度变化，温差过大会使混凝土产生不均匀的温度应力。这是引起混凝土墙产生裂缝的重要原因，主要包括混凝土内外温差大、昼夜温差大、日照下混凝土阴阳面的温差、拆模过早及气候突变、养护不良等方面的影响。②混凝土收缩，从裂缝的主要特征可以得知：大多数均属于收缩裂缝。地下室混凝土外墙收缩较大的主要原因有：水灰比过大，水泥用量过多，外掺剂保水性差，粗骨料太少，砂石含泥量过大，用水量大，振捣不均匀、水平和竖向分布筋间距过大等都可能导致混凝土表面收缩开裂；③地基不均匀沉降，在设计阶段未仔细核对地质勘察报告，选取地下室外墙的基础形式及持力层不合理，或在施工时，基坑开挖完毕后，未按要求进行验槽，未及时发现软弱下卧层，或是在施工过程中没有按照设计要求和施工规范严格进行施工等等，都容易导致地基沉降不均匀情況，最终引起地下室外墙出现裂缝；④其他原因，地下室结构设计时未按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）12.2.3条规定，当地下室长度超过伸缩缝最大间距时，可考虑利用混凝土的后期强度，降低水泥用量；也可每隔30～40m设置贯通顶板、底部及墙板的施工后浇带。实际在工程中墙长往往均超过规范规定的要求，但地下室外墙的水平钢筋仍按构造配置，又未采取其他有效措施，这些均是地下室外墙较易出现裂缝的因素。

上述两类裂缝存在明显差异，裂缝对主体结构造成的危害程度也不尽相同，两种裂缝有时会同时融合在一起。根据工程调查资料表明：当地下室外墙出现裂缝时，约80%为变形裂缝，荷载引起的的裂缝约占20%。变形裂缝虽然一般不影响承载力，但影响地下室外墙自防水功能，混凝土耐久性降低，影响建筑物的正常使用。更为严重的是，由于渗透水锈蚀钢筋，结构承载力降低，从而影响结构安全。因此，须从设计、施工等角度去采取控制措施，以尽量避免较大裂缝的产生。

2 地下室外墙裂缝的处理措施

钢筋混凝土地下室外墙出现裂缝，应进行仔细检查、检测，认真分析，根据裂缝产生的部位、原因及危害性，采取相应的处理方法。在实际工程中，针对裂缝宽度小于0.3mm，对结构承载力影响不大时，为了满足使用和美观要求、防止钢筋锈蚀、预防渗漏、保证混凝土结构的耐久性等，可采用表面处理法、填充密闭法。其中表面处理法主要包括：①表面涂刷法，该法主要在开裂混凝土表面涂刷素水泥浆、环氧树脂等材料。涂刷前，混凝土表面采用钢丝刷清理干净，待表面干燥后再进行施工。②表面涂刷加玻璃纤维布法，该法采用环氧树脂胶料涂刷后，再粘贴1～2层玻璃纤维布，用于防渗要求较高的部位。③表面抹灰法，当表面裂缝较多时，可采用1：2.5水泥砂浆加细铅丝网抹平，抹灰前应采用钢丝刷清理，用水清洗干净，结合面保持湿润，抹灰结束后进行养护。填充密闭法适用于中等宽度的裂缝，将裂缝表面凿成宽约30mm，深约20mm三角形槽或凹槽，然后用环氧水泥或环氧砂浆进行修补。当裂缝宽度大于等于0.3mm时，一般采用灌浆法进行施工，灌浆法常用的灌浆材料有环氧树脂类、甲基丙烯酸甲酯、丙凝和水溶性聚氨酯等。其中环氧树脂浆液材料来源广泛且有以下优点：a、粘度很低，渗透力强，能注入0.1mm宽的微裂缝；b、抗老化、耐介质（酸、碱、水）性能好；c、不含挥发性溶剂，硬化时不收缩；d、固化后韧性和抗冲击能力优异；e、可操作时间较长、绿色环保；f、施工工艺简单方便，在建筑工程中应用比较广。环氧树脂浆液灌缝工艺流程如下：裂缝调查→裂缝处理方案选取→表面预处理→粘接灌浆嘴→裂缝表面封闭→压力注浆（低压慢注）→固化→检验。

总之，出现地下室外墙产生裂缝时，首先应分析裂缝成因，再选取合理的处理方法。裂缝宽度不同时，在选择材料时也需慎重。

3 地下室外墙裂缝的控制措施

3.1 合理的结构设计

对于大型地下室，在设计阶段，应注意和采取以下措施：①应严格按照规范《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）12.2.3条规定，当地下室长度超过伸缩缝最大间距时，每隔30～40m设置贯通顶板、底部及墙板的施工后浇带；②外墙承载力计算时，应按注意土压力、水压力、墙后地面荷载、墙顶竖向荷载（如消防车荷载）以及施工荷载的导算，墙体也应尽量选取小直径、小间距进行配筋，且应适当加大水平分布筋配筋率；③在外墙基础设计时应结合地质勘察报告，选取合理的基础形式，根据工程实践，在基础顶面设置一道水平暗梁，截面高度大于等于2倍墙厚，宽度同墙厚，在外墙未达到设计强度之前，可有效的防止地基不均匀沉降引起的墙体开裂；④在实际工程实践中还发现，地下室外墙与其平面外相交的梁下墙体内设置暗柱，暗柱截面高度可取墙的厚度，截面宽度可取梁宽加2倍墙厚，能有效的防止墙体受到局压而产生剪切裂缝。

3.2 掺用抗裂膨胀剂

随着经济技术的发展，市场上的抗裂膨胀剂品种也逐渐增多，普通混凝土中掺入适量抗裂膨胀剂，可配制成膨胀混凝土（补偿收缩混凝土），该膨胀混凝土具有双重功效，含有微膨胀剂和合成纤维两种抗裂组分，可从物理和化学两方面提高混凝土的抗裂能力，为混凝土提供双重保护。可有效地防止混凝土的开裂，使钢筋混凝土的整体结构和防水质量得到根本的提高，从而实现混凝土的结构自防水和超长结构的无缝施工。它在养护期能产生适度体积膨胀，在钢筋和邻位约束情况下能对钢筋产生一定的拉力，从而对混凝土产生压缩作用，因而在混凝土中建立一定的化学预应力，使它能大致抵消因干缩产生的拉应力，从而达到补偿收缩。

3.3 正确选用材料

在材料的选择上，优质的粉煤灰和适合工程实际需求的配方是很重要的。掺用符合国家标准要求的粉煤灰，替代混凝土中的部分水泥，以降低水泥水化热温升，减小温度应力。①在选择水泥品种时，应当选择符合国家标准的水泥，以防止日后因为用料不当而发生的安全事故。②掺加适宜、适量的减水剂，以减少拌合混凝土用水量，达到减少混凝土的收缩的目的。对于混凝土材料的配合比，应该给予严格的控制，在选择合理的添加剂和水灰比等方面，应该按照施工的设计方案和相关的国家标准进行。③在混凝土的生产过程中，应当加入适量的粉煤灰，以减小水泥的热量反应。④水泥采用普通硅酸盐水泥，外掺矿物质掺合料，骨料最好选用中粗砂和卵石，以减少砂石的含泥量，适当提高粗骨料的用量。

3.4 混凝土施工后的养护

在混凝土施工结束后对混凝土进行合理養护，也是有效防止混凝土裂缝产生的重要措施之一，如：对混凝土进行保湿处理等，就能降低混凝土内外温度差，使其强度更加贴近设计要求。早龄期混凝土抗拉强度低，易发生干缩裂缝。为此，加强混凝土早期湿养护，可以推迟产生收缩的时间，减少干缩裂缝。

3.5 施工方面的建议

①严格控制混凝土的施工质量，尽量降低不均匀性。除控制好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产生离析现象，切实加强振捣，确保混凝土密实，以免墙内出现薄弱而产生裂缝。②控制混凝土入模温度。当气温接近40℃时，混凝土入模温度通常可达60℃左右，加剧了水化热产生时的温度上升。施工时，混凝土运输车不宜长途运输，并宜停在阴影处。混凝土浇筑前对模板进行浇水降温。③做好浇筑前的各项工序的验收，如模板的牢固和严密、钢筋位置的校正和附着污物的清除以及钢筋保护层的控制等等。按照施工组织设计、作业设计确定的混凝土浇灌路线，按次序进行分层浇筑、并随时振捣密实，尤其须注意的是在混凝土施工缝、预埋件、门窗洞等预留洞口、部位要进行二次振捣。④加强控制混凝土养护和拆模时间。

4 结 语

综上所述，虽然产生墙体裂缝的因素很多，但是只要严格按照有关规范进行设计和施工。同时，地下室外墙裂缝控制是一项系统工程，需要设计、施工等部门和单位的通力合作与积极配合。不能仅从某一方面加以控制，要科学合理地考虑各种存在的影响因素，采取综合治理的方式予以防治，并依赖于科技进步，应用新技术、新工艺、新材料来丰富和完善防治措施。

参考文献

[1]GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社，2011.

[2]GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社，2010.

[3]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].中国建筑工业出版社，2011.