地下室外围混凝土连续墙裂缝的成因及防治

2022-09-10

近年来, 随着泵送商品混凝土的发展, 地下室外墙混凝土连续裂缝几乎遍及每一个工程。因裂缝而产生渗水也屡见不鲜, 控制其裂缝已成为混凝土施工的一项课题。

1 裂缝情况

地下室外墙混凝土连续裂缝一般于混凝土浇筑完毕后3d左右开始出现, 其形状呈垂直状, 从墙顶至墙底, 裂缝宽度在0.1～0.5mm内, 裂缝一般沿墙均匀布置, 特别是在墙柱, 柱与墙相交处等部位出现。

2 裂缝产生的原因

2.1 地下室外墙混凝土在水化及凝固过程产生体积变形的收缩

混凝土在空气中水化及凝固过程中体积会收缩, 结硬初期收缩变形发展较快。混凝土的收缩与下列因素有关。

(1) 水泥品种:高标号水泥制成的混凝土收缩较大 (或高强度等级的混凝土收缩较大) 。

(2) 水泥的用量:水泥用量越大、水灰比越大混凝土收缩就越大。

(3) 骨料的级配性质:骨料的弹性模量越大, 收缩越小。

(4) 养护条件:在结硬过程中周围环境湿度大, 收缩小。

(5) 混凝土的成型:混凝土越密实, 收缩越小。

(6) 使用环境温度:温度高, 易失水, 收缩大。

(7) 混凝土构件的 (体积/表面积) 比值:比值大, 收缩小。

2.2 收缩过程中所受到的约束

收缩过程中所受到的约束是对构件活动和变形的制约, 约束又分为内部约束和外部约束。

(1) 内部约束:首先是地下室外墙的配筋对混凝土的约束这是由于混凝土的收缩对钢筋产生压应力而钢筋握裹力的作用对混凝土产生拉应力, 制约了混凝土的变形。其次地下室外墙中柱与墙等构件在收缩量的差异产生的约束, 这是由于柱的 (体积/表面积) 比值大收缩小而墙的 (体积/表面积) 比值小收缩大, 这样变形不协调, 形成收缩变形小的部分对收缩变形大的部分的约束。

(2) 外部约束:墙体以下的基础底板对地下室外墙的下部约束。

由上可知混凝土的裂缝是由于混凝土的收缩, 使混凝土处于一种受压状态, 由于约束的作用, 反而使混凝土处于收拉状态, 当对混凝土产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度时, 就出现裂缝, 这种现象在混凝土的结硬初期尤其明显, 这是由于混凝土的结硬初期收缩量较大, 且其抗拉强度又较低。

3 裂缝的防范措施

3.1 合理的配筋

墙体的配筋尽量小而密, 一般来说, 墙体的水平筋和竖向筋均按100mm间距布置较为合理, 其钢筋截面大小根据计算而定, 另外对于50mm厚的钢筋保护层, 有条件的可在其内加设一层细铁丝网, 这样裂缝发生的可能性会大大降低。

3.2 合理安排施工段

尽量根据规范要求留设后浇带, 混凝土的收缩大部分集中在初期, 如留设后浇带, 墙体收缩时, 所受到的约束较小, 混凝土大部分收缩完成后, 再进行后浇带封闭。另外施工时可采取跳段施工的方法进行混凝土浇筑, 这样可以避免后浇带施工, 建议每段施工2 0 m左右。

3.3 合理调整混凝土的配合比

尽量采用水化热低收缩性小的早期高强水泥, 降低水泥用量;降低水灰比 (控制好混凝土的坍落度) ;调整骨料级配;在混凝土中掺入适量微膨胀剂, 补偿混凝土的收缩。

3.4 加强对薄弱部位的处理

对墙体薄弱部位的地方, 如留有大空洞, 墙厚、墙高突变等, 宜采用加设钢筋或留设后浇带等方法, 避免在此形成应力集中部位, 产生裂缝。

3.5 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。混凝土内部水化热基本释放, 再拆除模板, 在此之前, 可将模板松动, 保证养护用水进入混凝土表面, 一般拆模时间为5d～6d。

3.6 减少混凝土连续墙外露时间

在地下室外围连续墙混凝土施工完毕后, 尽量早点进行防水施工和基坑回填土, 尽量避免混凝土连续墙长期暴露。

4 裂缝的处理

由于裂缝是由变形引起的, 为非结构性裂缝, 故无承载力危险。但是会对地下室防水、钢筋的保护造成危害。因此必须对裂缝进行修补处理。

对于存在较多的贯通裂缝, 采用高压化学灌浆法较为合适。采用自动压力灌浆技术, 具体做法如下。

施工工艺流程:裂缝检查→清洁裂缝→安设底座→封闭裂缝→浆液注入→拆除灌浆器→拆除底座→结束。

(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) 基层处理:采用钢刷将裂缝两侧表面的灰尘、浮渣清理干净, 缝宽≤0.5 m m。

(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, 一般缝宽≥0.5mm者为15cm～25cm, 一般缝宽≤0.5mm者为10mm～20mm。原则上缝窄应密, 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。对于贯通裂缝, 应在墙两侧均安设灌浆底座, 一侧灌浆时另一侧裂缝必须封闭。

(4) 封闭裂缝:其目的在于使裂缝成为一个封闭的空腔。采用原子灰沿裂缝表面涂刮, 封缝宽度以注浆时不能漏浆为原则。

(5) 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。

(6) 安设灌浆器: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。

(7) 灌浆: (1) 确定树脂的注入量, 可根据裂缝的宽度、深度、长度计算, 根据经验, 实际需要树脂约为理论计算量的1.3倍以上。 (2) 灌浆顺序应从裂缝下端依次向上灌注。 (3) 灌浆时, 邻近的底座必须用堵头封死, 以防漏浆。 (4) 灌浆压力稳定后应保持一定时间, 以满足灌浆要求, 保证灌浆质量。 (5) 松开灌浆器弹簧, 确定注入状态, 如树脂不足可补充再继续注入。

(8) 注入完毕拆除灌浆器:待注入速度降低确认不再进浆后, 可拆除灌浆器, 再用堵头将底座堵死。

(9) 树脂固化后敲掉底座及堵头, 修补好表面封缝胶。

(10) 修补质量检查:灌浆结束后, 随机选取三点通入压缩空气检查灌浆是否密实。