淺析地下室外墻裂縫的產生原因及處理方法

鄭波

摘 要：近年來，隨著經濟的迅速發展和對建筑安全及品質要求的提升，對人防工程的要求越來越嚴格，建筑物的高度也越來越高，相應地下室規模也在逐漸增大，但在地下室結構的施工過程中，地下室外墻開裂一直沒有得到很好的解決，這是施工中常見的質量通病，不但使工程容易出現安全隱患，也影響建筑美觀和使用。筆者認為，只要靈活地將理論與實踐相結合，在設計階段和施工階段采取有效的控制措施，就能有效防止地下室外墻開裂，且能確保建筑物使用安全。文中主要分析了地下室外墻裂縫產生原因及處理方案，以供同行參考。

關鍵詞：地下室；外墻；裂縫；滲漏；方法

近幾年來，筆者通過四川綿陽、云南昆明等多個大型地下室項目的建筑結構設計實踐及經驗總結得出：雖然地下室外墻產生裂縫的因素較多，但只要嚴格執行有關混凝土結構工程規范的有關規定，從設計、施工各方面層層把關，采取有效的控制措施，針對地下室超長結構進行整體設計，精心施工就會消除地下室外墻開裂的通病。本文就地下室外墻裂縫產生的原因、處理方法以及如何有效的對裂縫進行預防和控制進行了分析，以供同行參考。

1 地下室外墻裂縫的產生原因及危害

地下室外墻基本上都是由多種不同材料經拌合、振搗及養護而成的鋼筋混凝土結構，在實際工程中，鋼筋混凝土結構大多為帶縫工作，我國現行《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）3.4.5條也對裂縫寬度做了明確的限制規定，其目的有兩個：第一、裂縫過寬會導致混凝土內鋼筋銹蝕，耐久性和承載力都會降低，并從外觀上會引起使用者的不安。第二、過細的裂縫會使建造成本增加。因此，將鋼筋混凝土結構的裂縫控制在規范規定的可接受范圍是我們追求的目標。

產生裂縫的原因很多，可根據其成因總結為以下兩大類：

第一類，由外荷載引起，也稱為結構裂縫，其裂縫與荷載有關，表明結構承載力可能不足或存在嚴重問題。主要表現在以下方面：①設計階段，地下室外墻設計時，各類設計荷載考慮不周，取值小于規范規定或實際情況的荷載值，從而使得墻體配筋不足，由于承載力不足，使得墻體產生結構裂縫；②施工階段，施工企業為搶進度、抓工期，大多采用地下室外墻與頂板一起澆筑的施工模式，地下室外墻混凝土未達到設計強度時，過早進行拆模。為方便施工，或在地下室頂板上堆放大量的施工機具及各種建筑材料，使得地下室外墻混凝土自身未到達設計強度時，受到來自墻頂大梁的較大集中力，梁下墻體極易出現豎向裂縫；或過早進行邊坡回填，施工機具碾壓或材料堆載，地下室外墻混凝土自身未到達設計強度時，由于承載力不足而產生裂縫；③使用階段，使用過程中超過了設計荷載，導致地下室外墻承載力不足，墻體產生裂縫。

第二類，由變形引起，如溫度變化、混凝土收縮、地基不均勻沉降等因素引起的變形，當此變形得不到滿足，在結構構件內部產生內應力，當此內應內超過混凝土的允許拉應力時，即會引起混凝土裂縫，裂縫發展后，變形得到滿足或部分得到滿足，應力就發生松弛。主要表現在以下幾個方面：①溫度變化，溫差過大會使混凝土產生不均勻的溫度應力。這是引起混凝土墻產生裂縫的重要原因，主要包括混凝土內外溫差大、晝夜溫差大、日照下混凝土陰陽面的溫差、拆模過早及氣候突變、養護不良等方面的影響。②混凝土收縮，從裂縫的主要特征可以得知：大多數均屬于收縮裂縫。地下室混凝土外墻收縮較大的主要原因有：水灰比過大，水泥用量過多，外摻劑保水性差，粗骨料太少，砂石含泥量過大，用水量大，振搗不均勻、水平和豎向分布筋間距過大等都可能導致混凝土表面收縮開裂；③地基不均勻沉降，在設計階段未仔細核對地質勘察報告，選取地下室外墻的基礎形式及持力層不合理，或在施工時，基坑開挖完畢后，未按要求進行驗槽，未及時發現軟弱下臥層，或是在施工過程中沒有按照設計要求和施工規范嚴格進行施工等等，都容易導致地基沉降不均勻情況，最終引起地下室外墻出現裂縫；④其他原因，地下室結構設計時未按《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）12.2.3條規定，當地下室長度超過伸縮縫最大間距時，可考慮利用混凝土的后期強度，降低水泥用量；也可每隔30～40m設置貫通頂板、底部及墻板的施工后澆帶。實際在工程中墻長往往均超過規范規定的要求，但地下室外墻的水平鋼筋仍按構造配置，又未采取其他有效措施，這些均是地下室外墻較易出現裂縫的因素。

上述兩類裂縫存在明顯差異，裂縫對主體結構造成的危害程度也不盡相同，兩種裂縫有時會同時融合在一起。根據工程調查資料表明：當地下室外墻出現裂縫時，約80%為變形裂縫，荷載引起的的裂縫約占20%。變形裂縫雖然一般不影響承載力，但影響地下室外墻自防水功能，混凝土耐久性降低，影響建筑物的正常使用。更為嚴重的是，由于滲透水銹蝕鋼筋，結構承載力降低，從而影響結構安全。因此，須從設計、施工等角度去采取控制措施，以盡量避免較大裂縫的產生。

2 地下室外墻裂縫的處理措施

鋼筋混凝土地下室外墻出現裂縫，應進行仔細檢查、檢測，認真分析，根據裂縫產生的部位、原因及危害性，采取相應的處理方法。在實際工程中，針對裂縫寬度小于0.3mm，對結構承載力影響不大時，為了滿足使用和美觀要求、防止鋼筋銹蝕、預防滲漏、保證混凝土結構的耐久性等，可采用表面處理法、填充密閉法。其中表面處理法主要包括：①表面涂刷法，該法主要在開裂混凝土表面涂刷素水泥漿、環氧樹脂等材料。涂刷前，混凝土表面采用鋼絲刷清理干凈，待表面干燥后再進行施工。②表面涂刷加玻璃纖維布法，該法采用環氧樹脂膠料涂刷后，再粘貼1～2層玻璃纖維布，用于防滲要求較高的部位。③表面抹灰法，當表面裂縫較多時，可采用1：2.5水泥砂漿加細鉛絲網抹平，抹灰前應采用鋼絲刷清理，用水清洗干凈，結合面保持濕潤，抹灰結束后進行養護。填充密閉法適用于中等寬度的裂縫，將裂縫表面鑿成寬約30mm，深約20mm三角形槽或凹槽，然后用環氧水泥或環氧砂漿進行修補。當裂縫寬度大于等于0.3mm時，一般采用灌漿法進行施工，灌漿法常用的灌漿材料有環氧樹脂類、甲基丙烯酸甲酯、丙凝和水溶性聚氨酯等。其中環氧樹脂漿液材料來源廣泛且有以下優點：a、粘度很低，滲透力強，能注入0.1mm寬的微裂縫；b、抗老化、耐介質（酸、堿、水）性能好；c、不含揮發性溶劑，硬化時不收縮；d、固化后韌性和抗沖擊能力優異；e、可操作時間較長、綠色環保；f、施工工藝簡單方便，在建筑工程中應用比較廣。環氧樹脂漿液灌縫工藝流程如下：裂縫調查→裂縫處理方案選取→表面預處理→粘接灌漿嘴→裂縫表面封閉→壓力注漿（低壓慢注）→固化→檢驗。

總之，出現地下室外墻產生裂縫時，首先應分析裂縫成因，再選取合理的處理方法。裂縫寬度不同時，在選擇材料時也需慎重。

3 地下室外墻裂縫的控制措施

3.1 合理的結構設計

對于大型地下室，在設計階段，應注意和采取以下措施：①應嚴格按照規范《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）12.2.3條規定，當地下室長度超過伸縮縫最大間距時，每隔30～40m設置貫通頂板、底部及墻板的施工后澆帶；②外墻承載力計算時，應按注意土壓力、水壓力、墻后地面荷載、墻頂豎向荷載（如消防車荷載）以及施工荷載的導算，墻體也應盡量選取小直徑、小間距進行配筋，且應適當加大水平分布筋配筋率；③在外墻基礎設計時應結合地質勘察報告，選取合理的基礎形式，根據工程實踐，在基礎頂面設置一道水平暗梁，截面高度大于等于2倍墻厚，寬度同墻厚，在外墻未達到設計強度之前，可有效的防止地基不均勻沉降引起的墻體開裂；④在實際工程實踐中還發現，地下室外墻與其平面外相交的梁下墻體內設置暗柱，暗柱截面高度可取墻的厚度，截面寬度可取梁寬加2倍墻厚，能有效的防止墻體受到局壓而產生剪切裂縫。

3.2 摻用抗裂膨脹劑

隨著經濟技術的發展，市場上的抗裂膨脹劑品種也逐漸增多，普通混凝土中摻入適量抗裂膨脹劑，可配制成膨脹混凝土（補償收縮混凝土），該膨脹混凝土具有雙重功效，含有微膨脹劑和合成纖維兩種抗裂組分，可從物理和化學兩方面提高混凝土的抗裂能力，為混凝土提供雙重保護?？捎行У胤乐够炷恋拈_裂，使鋼筋混凝土的整體結構和防水質量得到根本的提高，從而實現混凝土的結構自防水和超長結構的無縫施工。它在養護期能產生適度體積膨脹，在鋼筋和鄰位約束情況下能對鋼筋產生一定的拉力，從而對混凝土產生壓縮作用，因而在混凝土中建立一定的化學預應力，使它能大致抵消因干縮產生的拉應力，從而達到補償收縮。

3.3 正確選用材料

在材料的選擇上，優質的粉煤灰和適合工程實際需求的配方是很重要的。摻用符合國家標準要求的粉煤灰，替代混凝土中的部分水泥，以降低水泥水化熱溫升，減小溫度應力。①在選擇水泥品種時，應當選擇符合國家標準的水泥，以防止日后因為用料不當而發生的安全事故。②摻加適宜、適量的減水劑，以減少拌合混凝土用水量，達到減少混凝土的收縮的目的。對于混凝土材料的配合比，應該給予嚴格的控制，在選擇合理的添加劑和水灰比等方面，應該按照施工的設計方案和相關的國家標準進行。③在混凝土的生產過程中，應當加入適量的粉煤灰，以減小水泥的熱量反應。④水泥采用普通硅酸鹽水泥，外摻礦物質摻合料，骨料最好選用中粗砂和卵石，以減少砂石的含泥量，適當提高粗骨料的用量。

3.4 混凝土施工后的養護

在混凝土施工結束后對混凝土進行合理養護，也是有效防止混凝土裂縫產生的重要措施之一，如：對混凝土進行保濕處理等，就能降低混凝土內外溫度差，使其強度更加貼近設計要求。早齡期混凝土抗拉強度低，易發生干縮裂縫。為此，加強混凝土早期濕養護，可以推遲產生收縮的時間，減少干縮裂縫。

3.5 施工方面的建議

①嚴格控制混凝土的施工質量，盡量降低不均勻性。除控制好混凝土制備和運輸中的質量外，還要注意混凝土澆筑時防止產生離析現象，切實加強振搗，確?；炷撩軐?，以免墻內出現薄弱而產生裂縫。②控制混凝土入模溫度。當氣溫接近40℃時，混凝土入模溫度通?？蛇_60℃左右，加劇了水化熱產生時的溫度上升。施工時，混凝土運輸車不宜長途運輸，并宜停在陰影處?；炷翝仓皩δ０暹M行澆水降溫。③做好澆筑前的各項工序的驗收，如模板的牢固和嚴密、鋼筋位置的校正和附著污物的清除以及鋼筋保護層的控制等等。按照施工組織設計、作業設計確定的混凝土澆灌路線，按次序進行分層澆筑、并隨時振搗密實，尤其須注意的是在混凝土施工縫、預埋件、門窗洞等預留洞口、部位要進行二次振搗。④加強控制混凝土養護和拆模時間。

4 結 語

綜上所述，雖然產生墻體裂縫的因素很多，但是只要嚴格按照有關規范進行設計和施工。同時，地下室外墻裂縫控制是一項系統工程，需要設計、施工等部門和單位的通力合作與積極配合。不能僅從某一方面加以控制，要科學合理地考慮各種存在的影響因素，采取綜合治理的方式予以防治，并依賴于科技進步，應用新技術、新工藝、新材料來豐富和完善防治措施。

參考文獻

[1]GB50007-2011建筑地基基礎設計規范[S].中國建筑工業出版社，2011.

[2]GB50010-2010混凝土結構設計規范[S].中國建筑工業出版社，2010.

[3]JGJ3-2010高層建筑混凝土結構技術規程[S].中國建筑工業出版社，2011.