王海兵，楊 烽，夏儒斌，胡禮磊

(中國建筑第八工程局有限公司，上海200000)

0 引言

地下室外墻裂縫是影響建筑整體結(jié)構(gòu)安全性與穩(wěn)定性的主要因素，在深入市場調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，建筑市場內(nèi)超過半數(shù)的既有建筑存在地下室外墻裂縫問題，該問題不僅加劇了房屋建筑滲漏現(xiàn)象，也在一定程度上縮短了房屋建筑的有效使用年限，為了解決裂縫對建筑綜合性能造成的負面影響，本文以某建筑地下室外墻為研究對象，分析出現(xiàn)裂縫的原因，并提出相應的處理方案。

1 地下室外墻裂縫主要特征

建筑地下室外墻出現(xiàn)的裂縫主要具備如下幾個特征。

1)目前大部分出現(xiàn)在地下室外墻表面的裂縫都呈現(xiàn)豎向結(jié)構(gòu)，大多數(shù)裂縫的延伸長度已經(jīng)接近墻體高度[1]。在一個完整的墻體裂縫中，中間位置的裂縫寬度較大，兩端位置的裂縫寬度較小，延伸部位逐步變細。

2)建筑地下室墻體兩端部位的裂縫相對較少，墻體中間部位的裂縫較多，裂縫整體呈現(xiàn)不均勻分布現(xiàn)象。

3)盡管建筑地下室外墻的裂縫數(shù)量較多，但絕大部分裂縫的寬度較小[2]。在對出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的建筑地下室外墻進行質(zhì)量檢測與集中分析后發(fā)現(xiàn)，極少數(shù)存在寬度大于0.3 mm的裂縫，大部分裂縫的寬度都在0.2～0.3 mm。

4)大部分建筑地下室出現(xiàn)裂縫的時間為外墻施工拆模后，當拆模后環(huán)境溫度驟降或突發(fā)性變化時，墻體將出現(xiàn)裂縫。

5)裂縫的出現(xiàn)并不是一成不變的，隨著時間的推移，墻體裂縫數(shù)量將逐漸增多，但大部分長度增加的裂縫寬度不會發(fā)生明顯變化[3]。裂縫的長度延伸情況與混凝土暴露在大氣環(huán)境中的時間存在直接聯(lián)系，即暴露時間越長，裂縫發(fā)展越快。

6)大多數(shù)建筑地下室外墻在完成回填土步驟的施工后，便可見墻體裂縫位置出現(xiàn)滲漏問題，但滲漏量一般較小。

2 地下室外墻裂縫滲漏原因分析

2.1 混凝土收縮

從建筑地下室的構(gòu)成結(jié)構(gòu)層面分析可知，幾乎所有建筑中的地下室由混凝土材料構(gòu)成，而混凝土是一種穩(wěn)定性較差的材料，當混凝土發(fā)生固結(jié)后會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。誘發(fā)混凝土收縮的主要原因為竣工后沒有及時做好對混凝土的養(yǎng)護或水泥用量過大。

2.2 外墻設(shè)計不合理

根據(jù)現(xiàn)有工程文件規(guī)定，建筑地下室混凝土墻伸縮結(jié)構(gòu)的最大間距為20 m(露天環(huán)境)與30 m(室內(nèi)環(huán)境或非露天環(huán)境)，但在實際工程中，大部分工程成果都會超出此項規(guī)定，導致外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，最終在使用中出現(xiàn)裂縫。

2.3 溫差過大

混凝土表層與內(nèi)部溫度差、竣工養(yǎng)護階段晝夜變化溫度差、不同施工面受到日光照射時間不同出現(xiàn)的溫度差，都會誘發(fā)混凝土裂縫滲漏問題。

2.4 地下室外墻長期暴露在環(huán)境中

地下室在建筑結(jié)構(gòu)中屬于“薄且長”的結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)對于環(huán)境溫度、濕度的感應較為敏感，當附近溫度發(fā)生變化時，墻體將出現(xiàn)收縮應力，最終會導致墻體在應力作用下出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

2.5 混凝土材料質(zhì)量不達標

混凝土作為建筑地下室工程中的主要材料，當材料質(zhì)量檢驗不達標時，勢必會造成降低工程質(zhì)量。此外，在配比使用材料時，設(shè)計配合比不合理、使用過期的調(diào)配試劑等問題都會在不同程度上造成地下室外墻出現(xiàn)裂縫滲漏現(xiàn)象。

3 處理措施

地下室外墻裂縫產(chǎn)生后，若不對其進行合理處置，則會造成地下室出現(xiàn)漏水問題，進而造成地下室結(jié)構(gòu)的功能實用性受到影響[4]。因此，本文綜合考慮地下外墻結(jié)構(gòu)特點，分別從設(shè)計角度、施工角度等提出相應的處理措施，從而避免裂縫問題的產(chǎn)生，并實現(xiàn)對已有裂縫結(jié)構(gòu)的合理控制。

3.1 設(shè)計控制措施

從設(shè)計角度對地下室外墻裂縫進行控制，引入無縫施工理念，在施工中選擇在底板位置上設(shè)置一個膨脹加強帶，并將其寬度設(shè)置為2.5 m，在加強帶結(jié)構(gòu)兩側(cè)分別完成對密孔鐵絲網(wǎng)的敷設(shè)，并利用Φ16～18@300型號立筋材料對其進行加固處理。在具體施工中，可先用小膨脹混凝土進行澆筑，后用大膨脹混凝土澆筑，并以此形式不斷循環(huán)，直到形成一個100～120 m的超長結(jié)構(gòu)后完成上述操作[5]。

同時，在施工過程中，針對法向應力進行計算，若法向應力超過混凝土的抗壓強度，則此時在地下室外墻結(jié)構(gòu)上會產(chǎn)生一道垂直裂縫?；谶@一特點，對其法向應力進行實時監(jiān)測，確保其數(shù)值始終在合理范圍內(nèi)。法向應力可通過如下公式計算得出:

(1)

公式中σmax為最大法向應力數(shù)值，單位為N；E為混凝土彈性模量，單位為×104MPa；α為混凝土結(jié)構(gòu)的熱膨脹系數(shù)，單位為10×10-6；T為綜合溫差，單位為°C；h為外墻板厚度，單位為mm；L為間隔距離，單位為m。結(jié)合上述公式，可完成對法向應力的計算，為設(shè)計控制措施的實施提供數(shù)據(jù)依據(jù)[6]。在上述措施實施的基礎(chǔ)上，還可結(jié)合間歇式底板無縫設(shè)計和后澆式膨脹加強帶設(shè)計方式，進一步提升處理效果。間歇式底板無縫設(shè)計和后澆式膨脹加強帶設(shè)計示意圖如圖1和圖2所示。

圖1 間歇式底板無縫設(shè)計示意圖

圖2 后澆式膨脹加強帶設(shè)計示意圖

按照上述示意圖中的內(nèi)容，實現(xiàn)了從設(shè)計角度對地下室外墻裂縫的合理控制。針對需要進行控制的外墻裂縫，應當將其清洗干凈后進行澆筑施工。針對回填時間的設(shè)定，應當結(jié)合施工設(shè)計方案具體計劃制定。

3.2 施工控制措施

針對施工中現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)模板體系，必須通過模板設(shè)計使其具備足夠的承載力以及剛度條件。拆模時，在進行混凝土強度設(shè)計、模板拆除順序確定時，都應當結(jié)合相關(guān)標準規(guī)范進行[7]。針對鋼筋結(jié)構(gòu)的綁扎施工，必須采取合理、有效的控制位置措施，避免施工過程中受力鋼筋出現(xiàn)位移。在施工過程中，應當嚴格控制施工荷載，若存在施工荷載不利于裂縫控制的問題時，則應當對各個施工構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能進行核算，并為其提供臨時的支撐條件。

為確保實現(xiàn)對裂縫的有效控制，需要保證振搗的時間、位置均符合規(guī)范標準中的相關(guān)要求，以此避免漏振、欠振或過振問題的產(chǎn)生[8]。對于已經(jīng)完成初凝的混凝土結(jié)構(gòu)，不得再次對其進行振搗，以此避免破壞混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成的強度。針對這一問題，應當在混凝土完全凝固后，按照施工縫處理方法對其進行處理。

同時，針對后澆帶兩側(cè)的梁板支撐模板，應當予以更強的支撐力，確保其能夠形成獨立的支撐結(jié)構(gòu)，并滿足地下室外墻結(jié)構(gòu)施工和后期使用的剛度需要，在澆筑的混凝土強度達到設(shè)計方案中要求的強度標準后，才能夠?qū)⑦@一模板結(jié)構(gòu)拆除。針對外墻結(jié)構(gòu)上容易產(chǎn)生裂縫的位置，例如洞口、孔邊等結(jié)構(gòu)，應當對其編制專項施工方案實現(xiàn)對其裂縫的合理控制。

在對混凝土結(jié)構(gòu)進行澆筑時，應當首先確定裂縫的留置位置，并嚴格按照施工設(shè)計要求確定留置位置。同時，在選擇留置點時，應當選擇結(jié)構(gòu)受力點最小的位置。除此之外，在對混凝土進行堵?lián)鯐r，不可使用鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，應當選擇小木板替代的方式，以此避免在后續(xù)施工中進行復雜的拆卸和清理工作。

對于施工裂縫的處理，應當在完成澆筑后的2 d內(nèi)進行，在處理時應當對混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強度進行測量，確保其強度符合地下室外墻建設(shè)標準中規(guī)定的不小于1.25 N/mm2的標準。針對已經(jīng)完全處于硬化狀態(tài)的混凝土表面浮漿，應當對其進行合理處置，確保接觸面上的濕潤和潔凈。同時，在具體施工過程中，還應當在其表面敷設(shè)一層水泥材料或與混凝土內(nèi)部材料相同的砂漿，以此便于各層結(jié)構(gòu)的粘結(jié)。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫處理

在完成從設(shè)計角度和施工角度的裂縫處理后，針對已經(jīng)形成的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫還需要對其進行合理處置。常見的處理方法包括表面處理法和填充處理法。

具體而言，在結(jié)合表面處理法對其進行裂縫控制時，應當合理選擇各類防水材料或合成樹脂材料。將選擇的材料應用到裂縫結(jié)構(gòu)表面，以此提高裂縫的防水性和耐久性。這種對裂縫的處理方法通?？蓱糜诹芽p較小，且不存在漏水問題的裂縫結(jié)構(gòu)中，以此達到理想的防滲漏效果。在涂抹時需要完成對裂縫及周圍混凝土表面鑿毛處理，或沿裂縫結(jié)構(gòu)鑿出一個深度為14～21 mm，寬度為125～180 mm的凹槽結(jié)構(gòu)，并將其表面掃凈進行灑水濕潤處理。

完成上述操作后，還需要利用比例為1:2的水泥砂漿分3次完成對其表面的涂抹，涂抹厚度為4～5 mm。在涂抹后的3～4 h中完成覆蓋，并再次進行灑水和養(yǎng)護。在使用填充法對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進行控制時，需要在混凝土結(jié)構(gòu)上鑿出一個U型或V型的溝槽，并在該結(jié)構(gòu)中添加多種修補材料，以此達到恢復結(jié)構(gòu)耐久性和整體性的目的。通常情況下，這種處理方法可實現(xiàn)對寬度超過0.25 mm的裂縫處理，并且在實際施工中作業(yè)更加簡單，費用低。

4 對比分析

選擇某建筑工程項目中的地下室作為此次實驗的研究對象，此次研究的地下室占地面積約為50 258.42 m2，屬于常規(guī)的混凝土結(jié)構(gòu)。在對地下室進行現(xiàn)場勘查檢查時發(fā)現(xiàn)，地下室外墻已經(jīng)出現(xiàn)了嚴重的裂縫滲漏問題。隨機選擇地下室中一處裂縫較多的墻體對其進行裂縫檢測，檢測后發(fā)現(xiàn)此墻體中共包括16條裂縫，每條裂縫的長度與寬度都不相同。對實地測量結(jié)果進行整理，如表1所示。

完成對裂縫的描述后，使用本文設(shè)計的裂縫滲漏處理方法，對16條裂縫進行處理。對比處理前后外墻的滲漏量，并將其作為評價本文設(shè)計方法可行性的指標。實驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 地下室外墻裂縫處理前后滲漏量對比

通過對地下室外墻裂縫處理前后滲漏量的對比分析可知，完成對裂縫的處理后，外墻滲漏量趨近于0，證明在完成施工后，外墻裂縫滲漏問題得到了良好的解決與處理，說明此次研究設(shè)計的裂縫滲漏處理措施具有較強的實用性。

5 結(jié)語

地下室墻體開裂、滲漏等問題一直是我國工程研究的重點，為了解決此類問題，本文開展了課題研究，并通過對比實驗證明此次研究的裂縫滲漏處理措施具有較強的實用性，可以有效解決地下室外墻滲漏問題。同時，在后期對此類工程進行施工時，還應當進行混凝土材料的優(yōu)化選擇，以高質(zhì)量混凝土代替品質(zhì)較差的混凝土，解決由于材料問題造成的滲漏現(xiàn)象。