高层建筑地下室外墙裂缝原因分析及预防

高层建筑地下室外墙裂缝原因分析及预防

的几点建议

穆建忠 陕西隆生建材有限公司

前言

随着建筑业的飞速发展，楼房越盖越高，基础越挖越深，地下室墙混凝土的强度等级设计也越来越高。五年以前C50的混凝土很少用到，近两年C60的混凝土也频频使用，较高的强度等级和较多的水泥用量，加上施工和养护等原因，高层建筑地下室外墙的裂缝发生几率也越来越高。根据我公司对周边正在建设的高层建筑地下室外墙的调查结果，发现此类墙容易发生45度斜角裂缝和每隔2－3米的垂直于基础地板的竖向裂缝，特别是后者容易出现，裂缝的出现不仅使观感质量受到影响，而且一些有害裂缝使混凝土的抗渗防水功能降低，甚至对结构的安全性带来隐患。笔者根据近年来积累的一点浅见，借此机会，与广大同行共同探讨一下这个问题。

1 裂缝产生的原因分析：

对于混凝土结构来说，出现此问题的原因从大的方面来讲，主要有三个环节：一、设 计方面；二、混凝土的品质；三、施工工艺和养护措施，具体有以下几个方面原因：

1.1 高层建筑地下室外墙一般情况下长度较长，面积也较大，受到基础和其它部位的约束应力也较大，另外，柱子的配筋量也比墙体高，约束应力比墙体大。在配筋设计中，对于柱子与墙体的连接部位，墙体的中上部，其水平构造筋的配筋率和钢筋间距若不作特殊处理，可能会在墙柱交接部位和墙体的中上部出现竖向裂缝。

1.2 部分设计者把地下室外墙的强度等级设计的较高，认为强度等级越高保险系数越大，而忽视了高强与高耐久性的关系，较高的强度等级使混凝土的单方水泥用量过高，造成混凝土的温度应力和收缩应力迭加也会加剧混凝土裂缝的产生。

1.3 地下室外墙结构断面小，虽不属于大体积混凝土，但降温梯度大，不仅易发于内外温差造成的温度应力裂缝，而且，西北地区昼夜温差往往超过10℃以上，这种昼夜温差和日照下的阴阳面温差或气温突变使混凝土表面温度降低，也是形成裂缝或加剧混凝土裂缝的一个因素。

1.4 施工人员为了好施工，往往要求商口混凝土到工地坍落在200mm以上，有的直接把水管子塞进搅拌车中加至混凝土几乎离析才肯罢休，有的施工管理人员也睁只眼闭只眼，反正混凝土出现质量问题可以拿商品混凝土来说事。坍落度过大，一是混凝土的均匀性受到破坏，二是粗骨料下沉浆体上浮，墙体上部易出现裂缝。

1.5 在施工组织设计中，浇注竖向结构混凝土，浇注厚度要求在30－50mm。但根据我观察，大多工地浇注方法是定点下料，用赶浆法施工，每层浇注厚度远远超过50mm。这样两个浇注点之间的混凝土中，粗骨料较少，浆体丰富，收缩加大。而且振捣尺度不易掌握，容易过振或漏振。

1.6 大多工地都要求的工期较紧，施工单位往往在混凝土浇注后不到24h就想拆模，这时混凝土正在进行剧烈的水化反应，水化热正处于在升温期，此时拆模，混凝土表面温度骤降，导致混凝土开裂。

1.7 拆模后不及时养护或养护不到位，尤其是用硫酸铝酸类膨胀剂作为补偿收缩的混凝土，膨胀剂的膨胀源钙矾石（AFt）的生成需要大量的水这一条件得不到满足，若不加强保温养护，反而比不加膨胀剂的混凝土更容易产生裂缝。

2 预防地下室外墙裂缝的措施建议

影响混凝土裂缝的因素很多，有的只有一个因素就可造成混凝土的裂缝，有的需要几个因素迭加才能造成混凝土的裂缝生成，鉴于这种情况，只有对各个环节加以控制，才能防止或减少裂缝，所以，根据本人的居的公司多年来累积的经验，对于高层建筑地下室外墙的裂缝预防提出以下建议：

2.1 将原有设计在墙体的水平配筋间距150mm改为100－120mm，墙体的中部或顶端300－400mm范围内水平筋间距宜为100mm左右，对于墙体与柱子连接部位宜插入一定量的加强筋，其配筋率应相对提高10%左右，。在钢筋的外侧挂钢丝网片。尤其是挂钢丝网片对于防止裂缝的效果比较明显，有一施工单位曾采纳我公司的这一建议，在强度等级为C60，长度达62米的地下室外墙成功浇注，没有发现一例贯穿性裂缝。

2.2 对于地下室外墙的混凝土的强度设计，本人赞同玉铁梦教授的观点，不宜大于C35。若强度等级设计的较高，宜适当减少单方水泥用量，增加掺合料用量，充分发挥掺合料的各种效应，减少由于水泥和量过多造成的收缩应力和温度应力迭加引起的裂缝加剧。在混凝土强度评定时，利用其后期强度，采用60d或其它较长龄期。这种措施的实施，与《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204－2002的7.1.1条和《粉煤灰混凝土应用技术规范》GB146－90的第4.1.2条的要求是相一致的。

2.3 配制抗渗混凝土采用膨胀剂时，需要慎重，一定要注意“量”和“度”的问题，不可滥用和用量过多，更不能用过期的膨胀剂，若有其它方法能使混凝土的抗渗性能达到设计要求，尽可能不选用膨胀剂。

2.4 在混凝土的原材料选用上，水泥磨制地，进罐水泥温度过高，不宜配制此类混凝土。砂子不宜用细砂，砂率在能满足施工要求的前提下，能小则小。外加剂的用量一定要适当，在拌制混凝土前，根据施工配合比和砂石、水泥等原材料再做一次复配，观察这时混凝土拌合物的性能，根据情况合理微调外加剂的用量，避免混凝土拌合物的主析、泌水和扒底。

2.5 进入工地的混凝土拌合物的坍落度宜控制在180mm±20mm，不可随意加水改变

混凝土拌合物的水灰比与和易性。随意加水现象在工地比较普遍，此事需要引起施工单位的高度重视，否则控制混凝土裂缝就相当困难，混凝土的凝结时间宜在6－8h，过长容易使混凝土的粗骨料下沉，上部浆体过多，收缩加大。

2.6 混凝土的浇注，改变习惯用“定点下料，赶浆法”施工为“水平移动，分层下料。”每层的厚度宜在50mm以下。振捣时，振动棒不能碰撞钢筋，更不能振动棒别在钢筋上，避免振动传递沿钢筋产生顺筋裂缝。

2.7 适不延迟拆模，时间最低不宜低于3d，墙体混凝土浇注完毕，混凝土达到一定强度后，必要时松动两侧模板，沿缝从墙体的顶部向下淋水（冬天除外），拆模后，及时悬挂草帘或再生毛毡，进行保温保湿养护，避免阳光直射和冷热空气对流。保湿养护时间一定要符合《混凝土工程施工质量验收规范》GB50204－2002第7.4.7条的规定。有条件的及早进行回填土。

结语

混凝土的裂缝问题是一个世界性的难题，此话题也已是一个“古老”的话题。因为混凝土本身是一咱高度不均匀性的复合材料，混凝土出现裂缝，从材料科学的角度来看，应该属于正常规律，混凝土从拌合到水硬化过程，一直到承受荷载等环境劣化因素的影响，始终存在着引发裂缝的诱因。到目前为止，还没有某个人或某个专著能提供灵凡妙药根治裂缝这一顽疾。但并不是说，我们对混凝土的裂缝就束手无策，放任自流。对于混凝土地下室外墙的裂缝，需要本着“预防为主，防治结合”的原则，对可能发生裂缝的各个环节加以控制，就可以避免或减少裂缝。一旦出现裂缝，也不需惊慌失措。王铁梦教授说了一句很客观的话：“轻微裂缝不是质量事故。”这时需要高计、施工等单位，实地考察，客观分析，对有害裂缝进行及时修补或用其它方法处理，确保结构的使用功能。