高层地下室墙裂缝的成因和处理方法

毕宏杰

（太原市玉磊预拌混凝土有限公司，山西太原 030041）

高层地下室墙裂缝的成因和处理方法

毕宏杰

（太原市玉磊预拌混凝土有限公司，山西太原 030041）

由于裂缝的存在和发展常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋等混合材料的承载能力、耐久性等，影响建筑物外观、使用寿命，严重威胁到生命安全，本文叙述了裂缝的成因和处理方法，并提到了预防地下室混凝土裂缝的几点建议。

地下室；裂缝；处理方法

0 前言

近几年来，随着混凝土设备的迅速发展，越来越多的民用建筑、桥梁结构物在浇筑过程中普遍采用了搅拌站、搅拌楼集中拌制，混凝土是由砂石骨料、水泥、水及其外加剂混合而成的非匀质脆性材料。随着混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中常见的工程病害。由于裂缝的存在和发展常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋等混合材料的承载能力、耐久性，影响建筑物的外观、使用寿命，严重威胁到人民的生命财产安全。因为混凝土裂缝的种类多种多样，我们这里只谈一下高层地下室剪力墙裂缝的成因和处理办法。

1 工程实例

太原市某高层建筑，地下室二层，地上28 层，全框架结构，建筑面积约为 48000m2，其造型复杂，高为89m，混凝土墙东南两面长度分别为 46m 和55m，地下室间距为6～7.8m，层高 4.8m，地下室混凝土墙厚300mm。

该地下室二层剪力墙东侧浇筑后，为加快模板周转，养护3天后，开始拆模，发现墙体有裂缝产生，多为竖向裂缝，有6条，墙的两侧则是向墙端呈 45°向上的斜裂缝，裂缝具有中间宽，两头尖灭的特点，在门窗洞口处有2 条以 45°向上的斜裂缝，具有“下大、上尖灭”的特点。

2 裂缝产生的原因

（1）结构本身的原因：地下室墙是浇筑在混凝土基础底板上，基础底板对新浇筑的墙体混凝土有很大的水平阻力，底板或筏基底板大块混凝土对墙体的强劲约束是导致裂缝出现的最本质原因。

（2）设计问题的原因：设计时对温度变化、混凝土收缩引起的变形、在约束条件下因温度收缩变形引起的温度收缩应力对结构裂缝出现和开展的影响没有考虑或考虑甚少。GB50010—2010《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20～30米，但实际工程中墙长均超过此规定，更有甚者，一些工程设计突破了规范规定外，地下室墙的水平钢筋仍按构造配置，这是出现裂缝的又一因素。混凝土收缩，从裂缝特征看出大部分属于收缩裂缝。地下室混凝土剪力墙收缩较多的主要原因有水泥用量过多、养护不良等，

（3）温差过大：该建筑物施工时正值冬季，昼夜温差较大，根据施工情况和裂缝形状，该建筑物所形成的裂缝应为温度收缩、膨胀裂缝，呈垂直型发育，因当时气温剧降，模板之间保温较差，因此混凝土变形遭受刚度、强度较大的约束，使构件产生拉应力。

（4）施工养护的原因：墙体结构的散热面大、与空气接触面大，水分蒸发相对较大。加以墙体混凝土浇筑时，一般混凝土的降温阶段尚未完成，底板温度还高于环境温度，这就加剧了新浇筑混凝土的水分蒸发。即使完成规定时期的养护，在一定时期内，墙体暴漏在空气中，受到环境温度，湿度变化影响，已有的裂缝在一定程度内也会有发展和变化，也可能有新的裂缝产生。

3 裂缝的处理方法

3.1 充填法

沿裂缝切出15～20mm 的 V 型槽，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。以涂抹环氧树脂类为例，其处理要点是先清洁需处理的表面，然后用丙酮、二甲苯或酒精擦洗，待干燥后用毛刷反复涂刷环氧浆液，每隔3～5min 涂一次，至涂层厚度达到1mm左右为止。国外曾报道用这种处理方法的环氧浆液渗入深度可达16～84mm，能有效防止渗漏。

3.2 灌浆法

灌浆材料常用的有环氧树脂类、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝和水溶性聚氨酯等。其中环氧类材料来源广，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。环氧树脂浆液和甲基丙烯酸酯类浆液配方可参考 CECS25:90《混凝土结构加固技术规范》。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。此工程用水溶性聚胺酯处理地下室混凝土裂缝，虽然裂缝较宽，渗水较严重，但经用聚胺酯灌浆处理后，再无渗漏。

4 预防地下室混凝土墙裂缝的几点建议

混凝土本身是带裂缝工作的材料，混凝土热胀冷缩是不可抗拒的自然规律，干缩湿涨是混凝土的本性，而混凝土的结构又是处在复杂多变的环境和约束条件之中。因此，影响混凝土裂缝产生和发展的因素很多，尤其混凝土墙体裂缝是控制的重点，也是当前的一大技术难题。裂缝控制是涉及到多学科、多方面的系统工程。著名裂缝专家王铁梦教授对混凝土裂缝控制提出了放和抗的观点，这是对裂缝控制最本质的阐述。“放”是降低对结构的约束程度，使产生的约束应力小于当时混凝土的抗拉强度，防止裂缝产生。“抗”是提高混凝土结构本身抵御裂缝产生的能力，或提高结构的抗裂能力，根据这一原则，在当前的认识水平上，从设计、材料、施工及使用方面关注裂缝的控制，使降低裂缝的出现在一定程度上得到缓解。

4.1 优化设计

（1）根据墙体裂缝的特点，宜在墙中部三分之一墙高的范围，在附壁柱和暗柱的柱墙交接部位增加细而密的水平构造配筋，以控制竖向裂缝及 45°方向裂缝。

（2）合理设置后浇带，合理划分温度区段，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加强配筋，将水平钢筋置于竖向钢筋之外是有效的裂缝控制措施。

（4）在确定混凝土强度等级时，宜采用60 天或90 天后期龄期强度，可以在满足设计对承载能力和抗渗要求的前提下减少水泥用量，从而减小混凝土的温度收缩变形和应力。

4.2 优化配合比设计

优化配合比是在保证设计要求的强度等级、抗渗等级、耐久性、良好的施工性能的前提下，采用较低的水泥用量、较小的水胶比配制出混凝土水化热相对较低、体积收缩相对较小，有利于墙体裂缝控制的混凝土。

4.3 施工方面措施

（1）模板选用：特别注意模板的牢固和严密、钢筋保护层的控制，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，以利于保湿和散热。

（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，有序的组织分层浇筑、适度振捣，以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。

（3）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。

（4）做好混凝土早期保湿养护。应保持混凝土表面持续湿润，养护时间不少于施工规范的规定。对拆模较早或出于风口部位的墙体，注意水分蒸发对裂缝产生的不良影响，宜采用“小水慢淋”保湿养护，最好采用涂刷养护液防止水分蒸发。尽可能抓紧地下结构的验收和回填，减少混凝土墙体在大气中的暴露时间。

[1] 钢筋混凝土结构设计规范[M]．北京：中国建筑工业出版社，1999.2．

[2] 冯乃谦．混凝土结构的裂缝与对策[M]．北京：机械工业出版社，2002.5．

毕宏杰（1978—），男，总工，工程师。［通讯地址］太原市尖草坪区柏板乡镇城村太原市玉磊预拌混凝土有限公司（030041）