丁華柱,于 超,張 植,金建杰,陳源偉(.重慶市綦江區(qū)朝野混凝土有限公司,重慶 00;.招商局重慶公路工程檢測(cè)中心有限公司,重慶 0;.南充四新建材有限公司,四川 南充 67000;.浙江子城工程管理有限公司,浙江 嘉興 000;.重慶市莊大商品混凝土有限公司,重慶 0660)
根據(jù) JGJ/T 317—2014《建筑工程裂縫防治技術(shù)規(guī)程》,混凝土裂縫按形成原因分為荷載裂縫和非荷載裂縫,荷載裂縫是指由于荷載作用造成的裂縫,也稱直接裂縫;非荷載裂縫是指非荷載作用引起的裂縫,如溫差、風(fēng)吹、日照、混凝土水化熱、混凝土體積收縮、地基基礎(chǔ)不均勻沉降等非荷載作用產(chǎn)生的強(qiáng)迫位移或約束變形而引起的裂縫,也稱間接裂縫。
隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的不斷提高,混凝土強(qiáng)度等級(jí)也越來(lái)越高,導(dǎo)致水泥 3 d 強(qiáng)度提高、水化熱加大、凝結(jié)時(shí)間縮短,從而造成混凝土收縮裂縫增加,尤其是地下室墻壁混凝土結(jié)構(gòu)。由于地下室墻壁混凝土裂縫一般在混凝土澆注后2 ~3 d 出現(xiàn),此時(shí)上部荷載不大,所以裂縫屬于非荷載裂縫。工程調(diào)查和試驗(yàn)研究表明,影響地下室墻壁混凝土非荷載裂縫的因素很多,不確定性很大。
地下室墻壁混凝土裂縫的成因,與原材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝等環(huán)節(jié)有關(guān)?;炷亮芽p控制包括預(yù)防和治理兩個(gè)方面的措施,以預(yù)防為主。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)造措施、配筋及超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)裂縫控制等,原材料涉及原材料優(yōu)選及控制、配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化及混凝土出廠質(zhì)量控制等;施工工藝涉及混凝土澆注、水化熱溫升控制、施工縫與后澆帶設(shè)置、綜合養(yǎng)護(hù)等。地下室墻壁混凝土裂縫既受結(jié)構(gòu)、環(huán)境、混凝土本身和施工工藝影響,也受混凝土生產(chǎn)組織和施工精細(xì)化管理的影響。本文在查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)地下室墻壁混凝土裂縫的成因、預(yù)防和處理進(jìn)行了分析,以期為實(shí)際工程中地下室墻壁混凝土的裂縫控制提供一定的參考。
地下室墻壁混凝土受施工、環(huán)境溫濕度等因素影響,易出現(xiàn)豎向收縮裂縫?;炷翉?qiáng)度等級(jí)越高、坍落度越大,溫差和收縮變形越大,開(kāi)裂概率越大。柱、墻相連的結(jié)構(gòu),由于柱、墻的配筋率相差較大,混凝土脹縮變形與限制條件有關(guān),由于溫差及應(yīng)力集中、收縮變形等原因,墻體豎向收縮裂縫易出現(xiàn)在柱、墻交接處暗柱附近 1~2 m 或兩暗柱中間,裂縫寬度為 0.1~0.3 mm ,屬于貫穿性裂縫。如何降低地下室墻壁混凝土開(kāi)裂的概率,值得施工單位和混凝土生產(chǎn)企業(yè)的工程技術(shù)人員思考。
在每個(gè)新工地開(kāi)盤前,監(jiān)理單位、施工單位、混凝土生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)組織召開(kāi)技術(shù)交底會(huì),混凝土生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)向施工單位了解工程概況、地下室墻壁等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求,包括混凝土強(qiáng)度等級(jí)、長(zhǎng)度、限制膨脹率、抗?jié)B等級(jí)、后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶、施工縫及伸縮縫設(shè)置等。工程實(shí)踐表明,當(dāng)存在大體積、大面積及超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu),且混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C 45、伸縮縫或施工縫長(zhǎng)度 >30 m 時(shí),由于 C 45 及以上強(qiáng)度等級(jí)混凝土的溫差、收縮變形較大,混凝土長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生更大的收縮值,在地下室墻壁上易出現(xiàn)豎向收縮裂縫,參建各方應(yīng)采取有效措施減少和防止裂縫的產(chǎn)生。
GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了地下室墻壁結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距,如表 1 所示。通過(guò)合理設(shè)置伸縮縫,將地下室墻壁分割為較小單元,可避免引起較大的約束應(yīng)力和開(kāi)裂;設(shè)置控制縫(引導(dǎo)縫),引導(dǎo)混凝土裂縫產(chǎn)生在規(guī)定位置,并預(yù)先做好防滲止水措施,也是控制地下室墻壁混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的有效措施。
表1 地下室墻壁結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距 m
當(dāng)氣候干燥、炎熱且暴雨頻繁(夏季)或經(jīng)常處于高溫作用時(shí),或者混凝土收縮較大,施工外露時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),伸縮縫最大間距宜適當(dāng)減小。
JGJ/T 178—2009《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》給出了補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率的設(shè)計(jì)取值,如表 2 所示。若施工圖紙給出的限制膨脹率與表 2 的設(shè)計(jì)取值有較大差異,工程技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)向設(shè)計(jì)人員提出,以便調(diào)整。
表2 補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率的設(shè)計(jì)取值
當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí) ≥C 50 時(shí),限制膨脹率宜提高一個(gè)等級(jí)。另外,氣候干燥、炎熱(夏季)時(shí)養(yǎng)護(hù)條件差的構(gòu)件,如結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)度 >120 m 或室內(nèi)結(jié)構(gòu)越冬外露施工等,表 2 中的限制膨脹率取值宜適當(dāng)增加。
補(bǔ)償收縮混凝土澆注方式和構(gòu)造形式如表 3 所示。根據(jù)JGJ/T 178—2009 要求,地下室墻壁補(bǔ)償收縮混凝土的澆注方式和構(gòu)造形式應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度按表 3 進(jìn)行選擇,膨脹加強(qiáng)帶的間距宜為 30~60 m。
表3 補(bǔ)償收縮混凝土澆注方式和構(gòu)造形式
改善配筋方式分散配筋可充分發(fā)揮補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹性能,提高補(bǔ)償收縮混凝土的抗裂能力;在一些薄弱部位增設(shè)附加筋,能夠發(fā)揮補(bǔ)償收縮混凝土的補(bǔ)償收縮效果,避免出現(xiàn)有害裂縫。鋼筋間距補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)采用雙排雙向配筋,鋼筋間距要求如表 4 所示。當(dāng)?shù)叵率彝鈮舾?>3.6 m時(shí),在墻體的水平中線部位上下 500 mm 范圍內(nèi),水平筋的間距宜 ≤100 mm。
表4 鋼筋間距
預(yù)防地下室墻壁混凝土裂縫的設(shè)計(jì)措施包括“降”“放”“限”“抗”等方面的技術(shù)措施。目前,墻體水平筋間距一般設(shè)計(jì)為 200 mm,對(duì)混凝土裂縫控制不利。水平分布筋宜采取細(xì)而密的配筋原則,鋼筋間距應(yīng)取下限為100 mm。水平分布筋宜綁扎在豎向分布筋的外側(cè),這樣對(duì)混凝土裂縫控制有利。若混凝土收縮較大,可在外側(cè)加設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)。
在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)選用水化熱低的普通硅酸鹽水泥,根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范嚴(yán)格控制骨料含泥量、泥塊含量,摻加優(yōu)質(zhì)礦物摻合料、膨脹劑和高性能減水劑,選用對(duì)硬化混凝土收縮影響較小的外加劑,用水量宜 ≤160 kg/m3。在滿足施工要求的前提下,盡可能采取較小的混凝土坍落度,入模坍落度宜 ≤180 mm。在混凝土澆注過(guò)程中,應(yīng)均勻、對(duì)稱下料,振搗時(shí)避免欠振、過(guò)振和漏振,澆注層厚度宜為300~500 mm。地下室墻壁混凝土須一次性澆注完成,分層澆注時(shí),須在前層混凝土初凝前將次層混凝土澆注完畢,水平方向不留施工縫。
摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)?;炷翝沧⒑? d 內(nèi)濕養(yǎng)護(hù),可發(fā)揮混凝土的膨脹效應(yīng),如不養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)馬虎,難以發(fā)揮膨脹劑的補(bǔ)償收縮作用,反而更容易開(kāi)裂。GB 50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》要求,補(bǔ)償收縮混凝土澆注后,應(yīng)帶模養(yǎng)護(hù) 3 d;GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》要求,帶模養(yǎng)護(hù)結(jié)束后可采取掛濕麻袋、覆蓋節(jié)水保濕養(yǎng)護(hù)膜等保濕養(yǎng)護(hù)措施,養(yǎng)護(hù)期宜≥14 d,養(yǎng)護(hù)確實(shí)有困難時(shí),養(yǎng)護(hù)期應(yīng)≥7 d,1~7 d 養(yǎng)護(hù)相當(dāng)重要。冬季施工時(shí),墻體拆模時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)至 7 d 以上,表面不得直接灑水,可采用塑料薄膜保濕,在薄膜上再覆蓋巖棉被等保溫材料。
當(dāng)?shù)叵率覊Ρ诨炷脸霈F(xiàn)裂縫時(shí),有 2 種處理方法。①對(duì)寬度 <0.2 mm 的裂縫采用表面涂抹環(huán)氧膠泥進(jìn)行封閉處理,沿裂縫鑿出 V 型槽(槽寬 40.0 mm,深 20.0 mm),將剔鑿處清洗干凈,再用環(huán)氧膠泥填實(shí)。② 對(duì)寬度≥0.2 mm 的裂縫,采用環(huán)氧樹(shù)脂灌漿,對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理。建議在裂縫處理完后,沿已開(kāi)裂外墻做一層 4.0 mm 厚 SBS 防水層,防水層施工應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求。防水層外干砌 60.0 mm 厚頁(yè)巖磚保護(hù)層。
(1) 混凝土裂縫按形成原因分為荷載裂縫和非荷載裂縫,混凝土裂縫控制包括預(yù)防與治理兩個(gè)方面的措施,以預(yù)防為主。
(2) 地下室墻壁混凝土裂縫的成因,與原材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝等環(huán)節(jié)有關(guān)?;炷亮芽p產(chǎn)生的內(nèi)因?yàn)榛炷恋墓逃袑傩院徒Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),混凝土的溫差、收縮變形是主因,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)構(gòu)件長(zhǎng)度、水平分布筋及應(yīng)力集中等因素;外界因素為外因,應(yīng)采取相應(yīng)措施使外界因素對(duì)混凝土開(kāi)裂的影響降到最低。
(3) 地下室墻壁混凝土受施工、環(huán)境溫濕度等因素影響,易出現(xiàn)豎向收縮裂縫,混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高、坍落度越大,溫差和收縮變形越大,開(kāi)裂概率就越大。因此應(yīng)從設(shè)計(jì)、原材料選擇、施工等方面綜合控制,避免有害裂縫的產(chǎn)生。