淺談高層建筑地下室墻體裂縫原因及防治措施

浙江大經(jīng)建設集團股份有限公司 徐 輝

淺談高層建筑地下室墻體裂縫原因及防治措施

浙江大經(jīng)建設集團股份有限公司 徐 輝

隨著高層建筑基礎的設計深度加深，加之建筑使用功能的不同要求，高層建筑都相應設有地下室。地下室墻體裂縫現(xiàn)象較為多見，本文對裂縫原因進行分析并采取有效的防治措施，對提高工程質(zhì)量尤為重要。

高層建筑地下室 墻體裂縫 原因 防治措施

近年來，城市建筑很快，中高層，高層住宅數(shù)量在住宅比例中越來越大，為了更好地利用資源，高層建筑都相應地設有地下室。但是在建筑過程中，地下室墻體出現(xiàn)的裂縫大家尤其關注。

一、 墻體裂縫

墻體裂縫主要有：砼收縮裂縫；磚砌體因溫度應力引起的裂縫；外力作用的裂縫。

1. 砼收縮的三種情況

（1）干縮

這種裂縫產(chǎn)生的原因是混凝土拌合物在澆搗完畢后，混凝土拌合物內(nèi)部的水分一部分泌出流失，一部分被水泥水化所用，另外一部分被蒸發(fā)，尤其是在干熱、風較大的季節(jié)以及在空中的薄壁結(jié)構(gòu)板混凝土拌合物則更容易出現(xiàn)失水干縮而發(fā)生裂縫。砼在制備過程中，水泥和摻合料與水拌合后體積膨脹，但在入模成型后，隨著砼水化作用的發(fā)生，砼中的部分水分被吸收部分水份被蒸發(fā)，體積有一定的縮小。干縮量與水泥用量、水灰比的大小有關。水泥用量多、水灰比大的砼其收縮亦大。同時砼收縮量與氣候有關，夏季氣溫高，氣候干燥，砼中水份蒸發(fā)快，收縮也快。 砼體積收縮，使砼產(chǎn)生內(nèi)應力，當收縮快和收縮大時砼就會產(chǎn)生裂縫，干縮裂縫一般都是表面的，不規(guī)則和不連續(xù)的。

（2）熱脹冷縮，膨脹系數(shù)α=1.0 10-5。假如同樣兩20m長的砼墻在酷夏40℃時施工與嚴冬-6℃，在無任何約束的情況下，其砼墻收縮量為9.2mm。若墻兩頭有約束，即會導致裂縫。裂縫垂直平面，從上到下有規(guī)劃地分布在墻體上，但裂縫出現(xiàn)時間均在一、二個月以后，未見砼早期裂縫。

（3）砼內(nèi)部溫度變化產(chǎn)生收縮裂縫

根據(jù)實際測定，砼從攪拌機出斗就有水化熱產(chǎn)生，溫度由低到高，到砼成型以后第3~4天，水化熱到達高峰，其溫度較溫度升高30~40℃，以后逐步下降，半個月以后接近自然界溫度。與地下室墻連體的部分框架柱，斷面邊長都大于1m，屬大體積砼，水化熱高，表面暴露在空氣中，散熱快，內(nèi)部砼熱量散發(fā)不出來，內(nèi)外溫差大，若采取措施不當，表面砼就會產(chǎn)生裂縫。對于框架柱與外墻連體的節(jié)間來講，大體積砼的框架柱可視為一個較大的熱源體，而與之連體的墻體薄，且與外界空氣接觸面較大，散熱快。當框架柱砼內(nèi)大量發(fā)熱膨脹時，墻體已開始降溫收縮，由于連結(jié)在一起的兩個構(gòu)件之間產(chǎn)生溫差，變形不同步協(xié)調(diào)，在柱子附近和墻中間出現(xiàn)裂縫是符合的。

2. 磚砌體因溫度應力引起的墻體裂縫

產(chǎn)生墻體裂縫的原因很多，但砼內(nèi)部水化熱的變化所引起的墻體伸縮變形是產(chǎn)生裂縫的主要原因。 墻體砼降溫出現(xiàn)溫差及砼收縮當量溫差產(chǎn)生內(nèi)應力，當水平拉應力σx（y）超過砼抗拉強度時便會引起豎向裂縫。砼初期抗拉強度很低，因此這種現(xiàn)象會經(jīng)常發(fā)生。事實上，在豎直方向也有應力σz的作用，但因墻體高度不大，溫度變形極小，且上部無約束作用，又配有豎鋼筋抗拉，故不會出現(xiàn)水平裂縫。 由于墻體兩端與高層框架柱連接，高層框架柱是一個較強的約束體，當水化熱降溫墻體收縮時，約束了墻體沿水平方向的收縮變形，致使墻柱連結(jié)處及墻中出現(xiàn)裂縫。一般材料均有熱脹冷縮性質(zhì)，如果結(jié)構(gòu)不受任何約束，在溫度變化時能自由變形，那么結(jié)構(gòu)中就不會產(chǎn)生附加應力。如果結(jié)構(gòu)受到約束力而不能自由變形時，將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應力或溫度應力。在相同溫差下，鋼筋砼結(jié)構(gòu)的伸長值要比磚砌體大一倍左右。所以在混合結(jié)構(gòu)中，當自然界溫度發(fā)生變化時，房屋各部分構(gòu)件都會發(fā)生各自不同的變形。鋼筋砼樓蓋，圈梁等與磚墻伸縮不一，結(jié)果由于彼此間制約作用而產(chǎn)生應力，而混凝土和磚砌體又都是抗拉強度弱的材料，當構(gòu)件中因制約作用產(chǎn)生的拉應力超過其極限抗拉強度時，不同形式的裂縫就會出現(xiàn)。

3. 外力作用引起墻體裂縫

地下室墻體所受外力主要有以下三個方面：①地基基礎產(chǎn)生不均勻沉降，造成墻體和梁板結(jié)構(gòu)裂縫。②墻兩側(cè)模板未同時拆除，選拆一邊，未拆的一邊模板支撐給新澆砼墻一個側(cè)向壓力，若模板支撐較緊，則砼墻產(chǎn)生裂縫。③墻外側(cè)填土過早，填土使墻外側(cè)向內(nèi)側(cè)擠壓，早期砼強度低，極易產(chǎn)生裂縫。

二、裂縫防治措施

1. 砼的保混養(yǎng)護

砼的保混養(yǎng)護對其強度增漲和各類性能的提高十分重要，特別是早期的養(yǎng)護可避免表面脫水減少砼初期伸縮裂縫發(fā)生。施工中必須堅持覆蓋麻袋或草包進行一周左右的養(yǎng)護，并建議采用噴養(yǎng)護液進行養(yǎng)護。為了防止墻體早期砼出現(xiàn)收縮裂縫，在墻體中設置適當數(shù)量的后澆帶，后澆帶設置間距15～25m，留置寬度1000～1500mm，保留時間為40～60天，在建施工的一幢27層高層建筑，地下室墻板施工已近兩年，未出現(xiàn)裂縫。墻板留置后澆帶就是減少約束，釋放溫度收縮應力，給墻體有一定的伸縮自由。

2. 采取"抗裂"的設計原則，控制裂縫發(fā)生

在墻板頂部和腰部設兩道暗梁，并適當增設暗柱，以起到“模箍作用”；適當增加墻板鋼筋，尤其是水平構(gòu)造筋的配筋率應適量提高。

3. 進行砼配合比的試配試拌

采用水化熱低收縮性小早期強度高的硅酸鹽水泥作膠結(jié)料，粗骨料級配好，中粗砂含泥量小，摻早強緩凝型泵送劑，嚴格控制砼水灰比和攪拌時間，為墻體施工提供高質(zhì)量的砼拌料。

4. 加強砼振搗

砼必須分層分段振搗，有效排除砼內(nèi)的泌水，消除砼內(nèi)部孔隙，確保砼的高密度，增加砼與鋼筋的粘結(jié)力，增加砼材質(zhì)的連續(xù)性和整體性，提高砼的強度，尤其要提高砼的抗拉強度。

5. 砼要分層澆筑

砼要分層澆筑有利于砼水化熱的散發(fā)，砼澆灌完成后和模板拆除后，墻柱兩側(cè)必須覆蓋二層草袋，使柱、墻表面砼與內(nèi)部砼的溫差保持在25℃以下，防止砼柱墻內(nèi)外溫差過大，收縮不均勻，摻入砼膨脹劑，使砼內(nèi)產(chǎn)生微量膨脹應力抵消砼中的收縮應力。

6. 加強砼養(yǎng)護

早期砼不得有外力作用，避免沖擊、碰撞，使砼墻柱遭受早期傷害，并適當延長淋水養(yǎng)護時間，確保砼強度快速健康增長

綜上所述，雖然產(chǎn)生墻體裂縫的因素很多，但是，只要嚴格執(zhí)行有關砌體規(guī)范，從生產(chǎn)、設計、施工各方面層層把關，采取有效的控制措施，針對開裂原因?qū)φw進行設計，精心施工就會消除墻體開裂的通病。

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