商品砼墙体裂缝产生原因与控制措施及修复方法

商品砼墙体裂缝产生原因与控制措施及修复方法

梁正

海南省琼海市建筑工程公司571400

摘要：在绝大数城市市区内都是用商品砼作为建筑物的混凝土材料，本文介绍了建筑物地下室墙体裂缝产生的主要特征和规律，对在地下室使用商品混凝土施工过程中经常出现的裂缝，从温度变化、建筑材料、设计、施工工艺、碳化收缩、沉降等几个主要原因分析产生的裂缝的原因，并提出控制措施和修复裂缝的办法。

关键词：地下室；商品混凝土；裂缝；原因分析；控制；修复

一、概述

地下室商品混凝土墙体裂缝在工程施工实践中是一个较为普遍的现象，商品混凝土标号越高，裂缝越普遍，裂缝的发生会导致地下室墙板渗漏，锈蚀地下室墙板钢筋，严重影响地下室的使用功能，给建筑结构安全造成极大的隐患。

地下室主要由商品混凝土垫层、地下室底板、地下室墙板、地下室顶板构成，因为地下室商品混凝土底板对商品混凝土墙板的约束系数比地基对整个地下室商品混凝土底板的约束系数要大得多，所以地下室裂缝大都发生在地下室墙板部位，地下室墙板越长，出现裂缝的可能性越大，因此地下室商品混凝土工程在施工阶段出现裂缝是长期困扰工程施工的一大质量通病。

二、地下室商品混凝土墙体裂缝产生的主要特征和规律

1、大多数裂缝为垂直地面的竖向裂缝，裂缝宽度是中间大，两端逐渐变细后直至消失。长度方面，多数裂缝基本接近墙高，也有处于墙体中间位置。

2、裂缝数量较多，宽度一般不大，大多数裂缝宽度在0.2MM以内，超过0.3MM宽的裂缝不多，贯穿裂缝很少。

3、裂缝出现的时间多在模板拆除后不久，且模板拆除越早，裂缝发生现象越多。

4、商品混凝土长墙方向裂缝较多，且集中在中部，两端较少，短墙方向出现裂缝现象较少。

5、泵送商品砼比自拌砼出现的裂缝概率要多。

6、砼强度越高，水泥用量越大，出现裂缝的现象就多。

7、砼坍落度越大，裂缝越多。

三、裂缝产生的主要原因

地下室商品混凝土工程在施工阶段出现裂缝现象与很多因素有关，其中商品混凝土温度应力和收缩应力是产生商品混凝土裂缝现象的主要原因，产生裂缝的主要原因有以下几点：

1、设计原因引起的商品混凝土裂缝

（1）因在设计的时候，往往为了保证建筑物的整体性、适用性、抗渗性，只在整体结构沉降不均匀的地方设置后浇带，这就造成部分地下室砼墙长超过《商品混凝土结构设计规范》要求而未设置伸缩缝。

（2）在工程结构设计时，作为地下室墙板只起到维护和分隔作用，所以在墙板配筋时，只配构造筋，而不配受力筋，因砼收缩应力的大小没有设计计算依据，无法计算横向受力筋的配筋量。因地下室裂缝全是竖向裂缝，这就可以证明砼收缩应力是横向的。若在横向方向没有足够的受力筋去抵抗收缩应力，收缩应力一旦大于砼本身的抗拉强度时，必然会导致裂缝的产生。

（3）土方开挖后，基底的土质与地质报告不符，造成不均匀沉降而引起砼开裂。

2、商品混凝土收缩变形引起的商品混凝土裂缝

地下室墙板出现非结构性裂缝，主要是由于砼收缩变形作用引起的，砼是以水泥浆与砂石搅拌均匀后胶结而成。它的收缩大部分发生在砼的胶凝材料即水泥石的收缩上，砼的收缩主要是失水收缩和碳化收缩。

（1）失水收缩

经研究表明，水泥水化所需要的水约为其重量的32%即水灰比为0.32，而为了满足砼施工的和易性，水灰比一般都大于0.38-0.42，这些多余的水在砼浇筑完毕后，除少部分留在砼内部，其余沿模板渗出，一部分由砼表面蒸发，在砼凝固后，如拆模过早，砼表面的水份蒸发快，表面层砼体积收缩大，而砼内部失水慢，体积变化小，砼就会产生内外变形的差异，使砼产生拉应力，而此时砼强度较低，当产生的拉应力大于砼抗拉应力时，导致砼裂缝的产生。另外砼在养护过程中，砼的强度增长是与内侧毛细管中水份的失去同时发生的，在失水过程中，较大孔隙中的自由水失去所引起的体积收缩值虽然不大，但因留下的孔洞会导致砼防水抗渗能力降低。

（2）碳化收缩

砼在硬化和成型过程中，受到的碳化作用也会引起砼收缩，碳化收缩与砼所处环境中的潮湿状态和二氧化碳的浓度有关，碳化收缩是大气中的二氧化碳与砼中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙和水的过程，碳化首先在砼表面发生，然后由表及里逐渐扩散的过程，砼表面因碳化作用而产生收缩，对其内部形成压力，从而使砼表面产生碳化裂缝。

3、温度变化引起的商品混凝土裂缝

（1）未选用低水化热的水泥，除了大体积砼施工外，水泥水化热问题并没有引起重视，实际上地下室也存在早期水化热问题，在砼硬化和成型初期，水泥水化释放出大量的热量，砼的内部因水化热而升温，并产生一定程度的膨胀，当砼内外存在温差时，就会产生砼内外温差应力，温差越大，温差应力越大，由于砼早期强度较低，当温差应力大于砼抗拉强度时，就会在砼表面产生张拉裂缝。

（2）昼夜温差和墙体阴面和阳面温差变形

由于昼夜温差和墙体阴面和阳面温差变化，引起墙体产生温度变化的胀缩变形，温差越大，变形越大，相应的砼收缩变形也大。

（3）气候突然变化（温差变化较大）

炎热的高温季节，雷阵雨频繁，高温下的砼墙体受雨淋后，温度骤降，引起墙体在较短时间内产生较大的温度应力，而地下室墙没有足够的时间调整应力均匀分布，极易产生收缩裂缝。

4、施工工艺引起的商品混凝土裂缝

（1）钢筋的绑扎不规范，钢筋保护层不符合要求，墙中的“S”形钢筋未钩在外侧筋上，水平筋间距明显不匀等。

（2）未合理选用砼浇筑方案，未分层施工，砼顶板与墙板一起施工，使墙板较早的受到顶板的约束，砼配合比不准确，石子、砂等原材料不符合要求或含泥量较大。

（3）商品混凝土浇筑时，振捣不实或过振，造成砼空洞、材料均匀性差或砼粗骨料下沉，面层浮浆多。

（4）模板没有足够的强度、刚度和稳定性，或模板拆除时间太早，砼养护不及时、不充分，砼表面失水过快。

5、材料因素引起的商品混凝土裂缝

（1）水泥的铝酸三钙含量偏高，含碱量高或水泥细度过大。

（2）砂和碎石的级配不符合要求，造成砼孔隙率大，砼中游离水多，砼密度下降，导致强度变低。砂石含泥量大，降低水泥浆与骨料之间的粘接力，导致早期裂缝，且易发生贯穿裂缝。另外砂石粒径过细，也会导致水泥用量的增加。

（3）砼施工时选用的砼外加剂不正确，或使用过期的砼外加剂。

6、商品混凝土标号越高，收缩越大，泵送商品混凝土收缩大

商品混凝土标号越高，强度越大，水泥用量也越多，收缩也越大，裂缝出现的频率也越高。泵送砼的坍落度较大，砼收缩也大，水泥用量多，石子粒径小，容易形成砼开裂。

四、地下室裂缝的预防和控制

1、设计方面应严格按照《商品混凝土结构设计规范》的要求进行设计，保证伸缩缝的设计合理、补偿收缩混凝土膨胀率的设计合理、后浇带或膨胀加强带的设置合理。

2、钢筋配筋加强水平钢筋设计配置合理，第一、要把水平钢筋放在竖筋的外侧，钢筋保护层应尽可能小。第二、防裂缝钢筋的间距不宜过大，可采用直径10-12MM螺纹钢筋，钢筋水平间距为100-150MM。第三、保证其配筋率不小于0.4%。

3、合理设置后浇带代替永久性变形缝，是减小砼墙体收缩应力比较理想的方法，后浇带浇筑的时间不能过短，最短不少于60天，后浇带浇筑用的砼采用微膨胀砼。

4、掺入适量的膨胀剂，用于补偿砼收缩，另外可以减小砼的干缩和水化热产生的收缩，控制有害裂缝的出现。

5、尽量采用中低强度等级的砼（C25-C35），砼强度等级越高，裂缝出现的可能越大，为增强砼的抗拉强度，可以在砼内侧设置一道或二道砼暗梁。

6、优先选用低水化热的矿渣水泥拌制砼，并适当使用缓凝减水剂，在确保砼强度的前提下，适当降低水灰比，减少水泥用量，掺入适量粉煤灰，掺量为水泥用量的15%-20%，以降低水泥水化热。

7、严格控制砼配合比，砂、碎石的级配必须符合要求，砂的含泥量不大于2%，石子的含泥量不大于1%，控制好砼坍落度。

8、降低砼入模温度，控制混凝土内外的温差（当设计无要求时，控制在25℃以内）。地下室砼墙板应采用二次振捣，排除砼因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成水份和空隙，提高砼与钢筋的握裹力，防止因砼粗骨料集中沉底而出现裂缝，减少内部微裂，增加砼密实度，从而提高砼抗裂性。

9、加强砼的养护工作，养护方法有二种，一是保温法，二是保湿法，施工现场一般采用第二种，为了确保新浇的砼有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，砼浇筑完毕后应在12小时以内加以覆盖和浇水，普通硅酸盐水泥拌制的砼养护时间不得少于14天。

10、防水砼的垫层其标号不应小于C15，厚度不小于100MM。防水砼结构厚度不应小于250MM，钢筋迎水面保护层不就小于50MM，防水砼的搅拌时间应大于2MIN，振捣时间为10-30S。

五、地下室裂缝的常用处理方法

地下室裂缝的处理必须通过对裂缝发展进行观察，发现裂缝稳定后方可处理。地下室墙板裂缝的处理要根据具体情况采用合适的方法，常用的处理方法如下：

1、砼自身闭全法

砼依靠自身合拢裂缝，当地下室周围的土质和地下水中不含有害物质且裂缝宽度小于0.2MM时，从这种宽度的裂缝中渗漏进去的地下水与水泥结合形成氢氧化钙，周围空气中的二氧化碳和水同渗漏出的氢氧化钙发生碳化作用，形成碳酸钙，结果碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长，晶体组合交织产生一种机械粘接作用，又被邻近晶体之间以及晶体和水泥浆及骨料表面间的化学粘接作用所增强，最后砼裂缝部位的抗拉强度得到一定恢复，裂缝也被密实了。

2、表面防水层

对于微小裂缝可采用这种方法。常用的材料有环氧树脂类、聚胺酯类等，施工时应先清理砼表面的浮浆、杂物，使裂缝部位干净、坚实、清洁、干燥，涂刷时应分多层用批刀批刷，确保防水层厚度在1.5MM以上。

3、填充堵漏法

对于较大的裂缝，在裂缝处凿成“V”字型槽口，清理干净后，分层压抹环氧树脂砂浆、堵漏王、沥青油膏、高分子密封材料或其它成品材料封闭“V”字型槽口。

4、注浆法

注浆法分为低压和高压注浆二种，常用的注浆材料有环氧树脂类、水溶性聚胺脂、丙凝、甲基丙烯酸等，其中环氧树脂类材料来源广，施工方便，应用较广，裂缝注浆后，使裂缝闭合，修复后无明显痕迹。

5、表面涂刷加玻璃丝布法

目前常用的有聚胺酯或环氧树脂加玻璃布，以前者为例，其施工要点如下：将聚胺酯甲乙组和二甲苯按1：1.5：2的重量配合比搅拌均匀后，涂刷在基层上，要求厚度均匀，刷完一次后间隔5小时或基本不粘手后再涂刷第二层，在第二、三层间设置玻璃布，玻璃布宜用非石蜡型，总共涂刷应为4-5层。

6、钉合法

当必须恢复砼裂缝部位的砼抗拉强度时，使用钉合法。特别是比较适合在不会损坏周围砼结构的情况下用来锁闭裂缝，用相对薄而长的金属“缝合U型钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中，用无收缩砂浆或环氧树脂粘合剂来固定。

六、结束语

地下室砼裂缝防治是一个综合性问题，裂缝的出现与很多因素有关，需要从结构设计、到砼原材料、配合比、砼施工前的准备工作、施工方案、砼振捣、养护等方面着手进行全过程控制，对地下室设计图应作专项审核，编制切实可行的地下室砼施工方案，方案应对气候变化确定相应的保护措施，砼浇筑过程应有专人负责，只有层层落实，责任到人，积极主动地做好裂缝预防工作，减少地下室墙板裂缝和杜绝渗漏的目标是可以实现。