李松林
(杭州金地中天房地產(chǎn)發(fā)展有限公司,310000)
改革開放以來的這幾十年,中國的城市(尤其是沿海城市)面貌發(fā)生了翻天覆地的變化。時(shí)至今日,城市的告訴發(fā)展仍在繼續(xù),人們對(duì)城市建筑空間的需求持續(xù)膨脹,在戰(zhàn)時(shí)防空、地下商場、地下車庫等使用功能的要求下,高層建筑幾乎都設(shè)有地下室。筆者這些年一直在浙江省工作,并且從事的是工程一線的管理工作,所遇到的幾個(gè)地下室都存在不同程度的墻體滲水現(xiàn)象,對(duì)地下室墻體裂縫的認(rèn)識(shí)較為深刻。本文對(duì)地下室墻體裂縫原因進(jìn)行分析并闡述相應(yīng)預(yù)防措施,以期拋磚引玉。
根據(jù)裂縫的形成原因可以把墻體裂縫歸類為三類:砼收縮裂縫;溫度應(yīng)力引起的裂縫;外力作用引起的裂縫。下面分別分析其形成原因。
(1)干縮裂縫。這種裂縫產(chǎn)生的原因是混凝土拌合物在澆搗完畢后,混凝土拌合物內(nèi)部的水份一部分泌出流失,一部分被水泥水化吸收,另外一部分被蒸發(fā),尤其是在干熱、風(fēng)較大的季節(jié)以及在空中的薄壁結(jié)構(gòu)板混凝土拌合物則更容易出現(xiàn)失水干縮而發(fā)生裂縫。砼在制備過程中,水泥和摻合料與水拌合后體積膨脹,但在入模成型后,隨著砼水化作用的發(fā)生,砼中的部分水份被吸收,部分水份被蒸發(fā),體積有一定的縮小。干縮量與水泥用量、水灰比的大小有關(guān)。水泥用量多、水灰比大的砼其收縮亦大。同時(shí)砼收縮量與氣候有關(guān),夏季氣溫高,氣候干燥,砼中水份蒸發(fā)快,收縮也快。砼體積收縮,使砼產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)收縮快和收縮大時(shí)砼就會(huì)產(chǎn)生裂縫,干縮裂縫一般都是表面的,不規(guī)則和不連續(xù)的。
(2)熱脹冷縮裂縫。砼的線膨脹系數(shù)α=1.0×10-5,一段15m長的砼墻在酷夏 40℃ 條件時(shí)施工,在嚴(yán)冬 -5℃ 環(huán)境下,在無任何約束的情況下,其砼墻收縮量為 6.75mm({40-(-5)}×15×10-5)。當(dāng)墻兩端有約束時(shí),這樣的收縮量足以導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。
(3)砼內(nèi)部溫度變化產(chǎn)生的裂縫。根據(jù)實(shí)際測定,砼從攪拌機(jī)出斗就開始不斷有水化熱產(chǎn)生,內(nèi)部溫度由低到高,到砼成型以后第 3-4 天,水化熱到達(dá)最高值,其溫度較自然環(huán)境溫度高出 40℃ 左右,以后逐步下降,半個(gè)月以后接近自然界溫度。此時(shí)兩個(gè)部位容易出現(xiàn)裂縫:一是與地下室墻連體的部分框架柱表面。這些框架柱的斷面邊長大都都大于1m,屬大體積砼,水化熱很高,表面暴露在空氣中,散熱快,內(nèi)部砼熱量散發(fā)則極其緩慢,內(nèi)外溫差大,若早期養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng),表面砼就會(huì)產(chǎn)生裂縫。二是框架柱與墻體連接的交會(huì)處。此時(shí)大體積砼的框架柱可視為一個(gè)較大的熱源體,而與之連體的墻體截面較薄,且與外界空氣接觸面較大,熱量散發(fā)非???。當(dāng)框架柱砼內(nèi)大量發(fā)熱膨脹時(shí),墻體已開始降溫收縮,由于連結(jié)在一起的兩個(gè)構(gòu)件之間產(chǎn)生溫差,變形不同步協(xié)調(diào),在柱子和墻交接處出現(xiàn)裂縫是符合規(guī)律的。
產(chǎn)生墻體裂縫的原因很多,但砼內(nèi)部水化熱的變化所引起的墻體伸縮變形是產(chǎn)生裂縫的最主要原因。 墻體砼降溫出現(xiàn)溫差及砼收縮當(dāng)量溫差產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)水平拉應(yīng)力σx(y)超過砼抗拉強(qiáng)度時(shí)便會(huì)引起豎向裂縫。砼澆搗完成初期抗拉強(qiáng)度很低,因此這種現(xiàn)象會(huì)經(jīng)常發(fā)生。事實(shí)上,在豎直方向也有應(yīng)力σz的作用,但因墻體高度不大,溫度變形極小,且上部無約束作用,又配有豎鋼筋抗拉,故不會(huì)出現(xiàn)水平裂縫。 由于墻體兩端與高層框架柱連接,高層框架柱可以看做一個(gè)較強(qiáng)的約束體,當(dāng)水化熱降溫墻體收縮時(shí),約束了墻體沿水平方向的收縮變形,致使墻柱連結(jié)處及墻中出現(xiàn)裂縫。
此類裂縫可分為三類:一、地基基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降,造成墻體和梁板結(jié)構(gòu)裂縫;二、墻兩側(cè)模板未同時(shí)拆除,選拆一邊,未拆的一邊模板支撐給新澆砼墻一個(gè)側(cè)向壓力,若模板支撐較緊,則砼墻產(chǎn)生裂縫;三、墻外側(cè)填土過早,填土使墻外側(cè)向內(nèi)側(cè)擠壓,早期砼強(qiáng)度低,極易產(chǎn)生裂縫。
以上分析,結(jié)合筆者實(shí)際經(jīng)歷,歸納預(yù)防、措施如下:
(1)砼的?;祓B(yǎng)護(hù)對(duì)其強(qiáng)度增漲和各類性能的提高十分重要,特別是早期的養(yǎng)護(hù),可避免表面脫水,減少砼初期伸縮裂縫的發(fā)生。施工中必須堅(jiān)持覆蓋麻袋或草包進(jìn)行一周左右的養(yǎng)護(hù),或采取其他有效的養(yǎng)護(hù)措施。2007年筆者在杭州城北某工程地下室施工時(shí),對(duì)地下室外墻采取 PVC 管(18mm 直徑,間隔 50 公分鉆孔)噴淋養(yǎng)護(hù),取得的效果十分顯著。
(2)采取"抗裂"的設(shè)計(jì)原則,減少裂縫的發(fā)生。在墻板頂部和腰部設(shè)兩道暗梁,適當(dāng)增設(shè)暗柱,到"模箍作用";適當(dāng)增加墻板鋼筋,尤其是水平構(gòu)造筋的配筋率應(yīng)適量提高;因外墻保護(hù)層較厚,通常在墻體水平鋼筋外側(cè)設(shè)置冷拔絲網(wǎng)片以減少裂縫的出現(xiàn);為了防止墻體早期砼出現(xiàn)收縮,在墻體中設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的后澆帶也是一個(gè)行之有效的方法。
(3)進(jìn)行砼配合比的試配試拌,采用水化熱低收縮性小、早期強(qiáng)度高的硅酸鹽水泥作膠結(jié)料,采用級(jí)配好的粗骨料,控制砂石的含泥量,摻早強(qiáng)緩凝型泵送劑,嚴(yán)格控制砼水灰比和攪拌時(shí)間,適當(dāng)摻入抗裂纖維等。
(4)加強(qiáng)砼振搗,砼必須分層分段振搗,有效排除砼內(nèi)的泌水,消除砼內(nèi)部孔隙,確保砼的密實(shí)度,增加砼與鋼筋的粘結(jié)力,增加砼材質(zhì)的連續(xù)性和整體性,提高砼的強(qiáng)度,尤其要提高砼的抗拉強(qiáng)度。
(5)砼分層澆筑,有利于砼水化熱的散發(fā),砼澆灌完成后和模板拆除后,墻柱兩側(cè)覆蓋二層草袋,使柱、墻表面砼與內(nèi)部砼的溫差保持在 25℃ 以下,防止砼柱墻內(nèi)外溫差過大,收縮不均勻,產(chǎn)生裂縫。
(6)加強(qiáng)砼的成品保護(hù)。早期砼不得有外力作用,避免沖擊、碰撞,使砼墻柱遭受早期傷害,同事應(yīng)適當(dāng)延長淋水養(yǎng)護(hù)時(shí)間,確保砼強(qiáng)度快速健康增長。
綜上所述,雖然產(chǎn)生墻體裂縫的因素很多,但是,只要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定,從生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工各方面層層把關(guān),采取有效的控制措施,針對(duì)開裂原因?qū)φw進(jìn)行設(shè)計(jì),精心施工,消除墻體開裂的通病是可以實(shí)現(xiàn)的。
[1]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)
[2]《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T178-2009)