摘要:本文通過對高層建筑地下室剪力墻混凝土的裂縫成因進行了內外因素綜合分析,提出了防止大構件混凝土裂縫的設計與施工的相關技術措施,并對混凝土裂縫的提出了修補處理方法,從而說明了大構件混凝土裂縫的缺陷是可以事前控制的。
　　關鍵詞:大構件混凝土，裂縫缺陷預防與修補
　　三明泉州大廈工程建筑高度99.95米，該工程地上二十八層，地下一層,地下室面積為7145.8m2，地下室底板面標高-5.2米，地下室頂板面標高-0.6～-1.20米。基礎采用錘擊預應力高強管樁基礎，地下室地板厚400mm，由后澆帶劃分為三個區域。地下室承臺和底板于2009年12月上旬開工，三月初頂板澆筑完成。地下室外墻設計厚度400mm，混凝土強度分別為C40和C50(承受上部主樓的地下室外墻為C50)。地下室從一月初至三月初按后澆帶的劃分區域Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ的先后順序施工地下層的外墻、內部剪力墻和頂板,分區的混凝土澆筑完畢后的第十天拆開墻柱的側模，結果發現地下層的剪力墻體出現多條裂縫，特別是與地下層樓梯相交接處的剪力墻處，每一至二米就有一條細裂縫，但未發現貫穿性裂縫。裂縫的寬度一般在0.3mm以上，少部分在0.3mm以下，這些裂縫是有規則的:豎直的、兩端尖細中間寬的裂縫，是在模板拆除時發現裂縫的，可以肯定它不是外荷載引起的裂縫，也不是結構的實際工作狀態與設計計算假設模型的差異引起的裂縫，它應該是溫度收縮引起的結構變形產生的裂縫，即干縮裂縫。這種裂縫是宏觀的，對結構的耐久年限和建筑使用功能均受到影響。工程上出現這種有害裂縫，要花去不必要的財力進行修復，還要延誤工期。因此施工項目部應在施工前，根據當地的氣候條件、地下室的深淺、地下室墻體的厚度、混凝土的設計強度等級等因素做好地下室的防裂措施。
　　一、該工程地下室墻體裂縫淺析:
　　(一)材料分析
　　1、摻合料的總摻量過多。該工程地下室墻體設計厚度為400mm，屬大厚度混凝土墻體,為了降低水化熱，在買不到礦渣水泥的情況下，商品混凝土公司在普通硅酸鹽水泥中，摻合了水泥用量的14%的粉煤灰和9%的磨細礦渣。按建設廳關于《住宅工程鋼筋混凝土現澆面板裂縫控制技術導則》的通知規定,粉煤灰或礦粉摻量不得大于水泥用量的15%，兩者合摻時不得大于水泥用量的20%。從理論上講，粉煤灰取代部分水泥可以降低水泥的水化熱升溫,有助于減少混凝土的溫度收縮和干燥收縮。但本工程除了摻入粉煤灰之外,還摻入了磨細礦渣,摻合料的總摻量過多。摻合后的標準稠度需水量較大,但保持水分的能力較差,泌水性較大,使混凝土的干縮性增大。
　　2、配置C40和C50混凝土的單方水泥用量過大。本工程的C40混凝土,在扣除取代摻合料后的水泥用量還需373d/m3。由于水泥用量多，導致混凝土多余水分增大。混凝土失水后,收縮也加大。
　　3、混凝土用水量多。該工程地下室混凝土采用泵送混凝土，坍落度較大為140mm。由于坍落度大，用水量多，其結果也增大了混凝土的收縮，增大了墻體開裂的可能性。
　　(二)設計方面的分析:
　　1、鋼筋保護層厚度太厚。地下室外墻豎向鋼筋設計為Φ20@200，水平筋為Φ16，位置在豎筋的內側，地下室外墻外側豎向鋼筋保護層要求為40mm，內側為20mm，這樣從墻體外表面到抗收縮的水平筋的尺寸分別為68mm和48mm，此尺寸為地下層外墻體表面素混凝土的厚度，特別是地下室水池的墻體，其豎向鋼筋保護層的厚度要求為50mm，即從墻體表面到抗開裂的水平筋素混凝土厚度達到78mm。造成墻體表面存在著一層厚厚的素混凝土。當混凝土澆注后，水化熱在墻體內部和墻體表面由于散熱不一樣，溫度也不一樣，內部溫度高，表面溫度低，形成溫度梯度，使混凝土墻體內部產生壓應力，表面產生拉應力，拉應力超過混凝土的抗拉強度時，即產生裂縫。裂縫一般是從表面向內部發展，而本工程地下室墻體鋼筋保護層太厚，超出混凝土結構設計規范表9.2.1的規定，又沒有對保護層采取有效的防裂構造措施，客觀上助長了表面收縮裂縫向墻體內部發展，本工程地下剪力墻的裂縫應該與鋼筋保護層厚度太厚分不開。
　　2、墻體中水平筋直徑和間距大。在一般情況下，對有防裂要求的結構，設計上對鋼筋的選用是采用密和小的手法，本工程若采用Φ14@100～150，防裂效果可能更好。
　　3、用后澆帶代替伸縮縫。后澆帶代替伸縮縫，其間距應符合混凝土結構設計規范表9.1.1的要求。表中規定現澆式地下室墻類結構,室內或土中最大間距為30米,露天為20米。而本工程地下室后澆帶的劃分原則，只考慮設置在受力和變形最小的部位，即主樓與裙摟交接處。后澆帶的間距超過表中的規定距離。該工程地下室面積大,達到7145.8m2。需要等地下結構全部施工完畢,結構驗收合格,外墻防水經試水驗收合格后,方可回填土方。總之,地下室墻體暴露時間過長,更應該注意伸縮縫的最大間距問題。
　　二、其它方面的分析:
　　1、養護不到位、不及時。現場的施工順序是先綁扎外墻及內部剪力墻、柱的鋼筋、立模板、安裝地下頂板、梁的模板、澆筑墻、柱的混凝土,再綁扎頂板、梁(包括外墻的暗梁)的鋼筋,驗筋后澆筑,澆筑頂板、梁混凝土，待頂板梁的混凝土澆筑12小時后開始進行養護。雖然在綁扎頂板及梁的鋼筋時，對內、外墻和柱進行養護，但往往只淋墻柱的頂面，有時也對外墻外側模板淋一下，但水分很快順模板流下，對外墻體的混凝土起不到養護作用。等到頂板、梁混凝土澆筑12小時后松開外墻板的對拉螺栓，養護水可以從板頂流向外墻板外側面，這時最少離外墻體澆筑混凝土的時間已有四天以上，而外墻體的內側面，由于頂板的立柱、支撐林立，無法養護，該墻體工程施工時的幾天氣溫較高,氣溫近30℃；該外墻體澆筑混凝土后第十天拆模，對墻體來說，這十天的養護完全不到位，模板拆開后，發現墻體1～2米之間就有一條收縮裂縫，這是側墻面無養護到位的例證。
　　三、裂縫處理:
　　該地下室臨近河岸線，地下水豐富且水位高。設計要求防水材料防水效果好，耐久年限長。但由于種種原因產生的干縮裂縫,對地下室的結構耐久性和防水造成影響,必須對裂縫進行處理。我們采用的方法為注漿法,材料為環氧基“巨成”牌WEP型注縫膠,利用該膠有較低的粘度、良好的可灌性、耐久性、且具有與混凝土粘結強度高的特性,對裂縫進行灌注。
　　具體施工方法:
　　1、裂縫縫口的表面處理:用鋼絲輪清除縫口及縫口兩旁的灰塵和污垢。
　　2、埋設灌漿嘴:裂縫表面處理后,將灌漿嘴埋設在裂縫的交叉或轉折處、轉彎處、端部處。埋設距離為150～300mm,原則上,縫窄應密,縫寬可稀,每條裂縫都必須有一個出氣孔和灌漿孔,出氣孔一般埋在裂縫端部10～30mm,以便觀察灌漿效果,也不影響灌漿質量。
　　3、封膠:灌漿嘴埋設完畢,沿縫長用WSS密封材料進行密封,一般密封厚度2mm左右,寬度100mm,封好的縫表面應光滑,平整,邊緣與混凝土緊貼。
　　4、密封檢查:待密封膠達到強度后沿縫涂抹一層肥皂水,把間隔1至2米中間的注漿孔用螺栓纏生膠帶堵住,向未堵的灌漿嘴通入壓縮空氣,如發現密封的縫上有冒泡現象,應及時對該處重新密封,直到無冒泡為止。
　　5、配漿、灌漿。注漿液配制應根據縫的大小、長度、深度、使用溫度及注漿時的進漿速率等因素配制漿液,配好的漿液應在2小時內用完。豎裂縫的灌漿從下到上進行,灌漿時,間隔預留出氣孔和進漿孔,當出氣孔出漿后,再把它作為進漿孔進行灌注,依次進行,下部的進漿孔用纏生膠帶的螺栓加以密封,直至整條縫灌完為止。灌漿時間不應少于15分鐘,且應持續到吸漿率不小于2ml/min為止。注意,當溫度低于5℃時,應停止灌注作業。
　　6、封口結束:對于縫內無水壓或其它壓力的裂縫,待灌漿液體初凝后,即可拆下灌漿嘴,清除密封層。否則,要等到漿液達到強度后,方可進行拆除、清理。
　　四、結束語
　　有害干縮裂縫是否發生,在施工前是可以預見的,只要從設計、施工、材料、商品混凝土配制等方面加以重視,即可避免。