地下室剪力墻裂縫成因及對策分析

1引言近年來，大體積混凝土的地下車庫及小區(qū)整體地下車庫的大型地下工程逐漸增多，地下車庫的長度及寬度均超過現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的長度，部分結(jié)構(gòu)屬于超長大體積混凝土工程。此類工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計及施工過程中需要考慮到結(jié)構(gòu)受溫度影響出現(xiàn)的裂縫，比較典型的便是地下室剪力墻裂縫。2裂縫種類及特性2.1裂縫種類裂縫成因：（1）荷載作用產(chǎn)生的裂縫：因荷載作用產(chǎn)生的裂縫即為結(jié)構(gòu)性的受力裂縫，這些裂縫的出現(xiàn)及發(fā)展主要是由于結(jié)構(gòu)過載或者結(jié)構(gòu)自身承載力不足；（2）變形產(chǎn)生的裂縫：這種裂縫主要是由于溫度變化、混凝土干縮、建筑基礎(chǔ)沉降不均等原因形成的。這2種裂縫成因并不相同，但部分構(gòu)件上存在的裂縫是由這2種原因共同作用而導致的。裂縫影響后果：裂縫分有害和無害兩種，有害裂縫即裂縫、產(chǎn)生及發(fā)展會對工程結(jié)構(gòu)的承載力及耐久性產(chǎn)生不良影響，在實際施工過程中應(yīng)予避免的裂縫；無害裂縫即裂縫的存在不會對混凝土結(jié)構(gòu)承載及耐久性產(chǎn)生嚴重影響，但裂縫的存在會影響美觀及可能在一定程度引起人們的心理恐慌，此類裂縫應(yīng)當在施工及設(shè)計過程中采取適當措施進行控制。2.2裂縫特征在大規(guī)模地下工程中地下室剪力墻施工中，裂縫產(chǎn)生的原因主要是由溫度變化及混凝土的收縮變形引起的，其中早期裂縫多出現(xiàn)在28d以前，裂縫的形狀近似直線，裂縫并未貫通，裂縫的長度、寬度及深度也不大，裂縫發(fā)展也并不規(guī)則；部分早期裂縫出現(xiàn)在28～108d，當養(yǎng)護措施不當或者抗裂鋼筋設(shè)置較少時，上述裂縫寬度、深度等甚至較大，需采取相應(yīng)方法進行處理。當混凝土養(yǎng)護得當，同時混凝土構(gòu)件配有一定的抗裂鋼筋，即便出現(xiàn)早期裂縫，也較為輕微?；炷恋暮笃诹芽p一般產(chǎn)生于108～720d，此類裂縫一般是混凝土受拉應(yīng)力作用、溫度應(yīng)力作用等產(chǎn)生的，此類裂縫需結(jié)合具體的裂縫形態(tài)及嚴重性酌情處理。3工程案例某建筑群體工程由7個單體主樓構(gòu)成，單體之間由地下車庫連接，設(shè)計時車庫與主樓間留設(shè)后澆帶。該建筑基礎(chǔ)埋置深度為8.0m，基礎(chǔ)為筏板基礎(chǔ)，主樓部分筏板厚度為1.5m，地庫部分筏板厚度為0.6m，該建筑基礎(chǔ)位于地下水位以下，地下水位高度約為4.0m。地下工程車庫部分四周為混凝土剪力墻，中間部分布設(shè)柱網(wǎng)，柱間距為8.0m，車庫頂板覆土厚度1.8m。該地下工程車庫與主樓地下部分一同施工，在結(jié)構(gòu)拆模時發(fā)現(xiàn)車庫部分剪力墻存在較多裂縫，裂縫多為豎向和斜向裂縫，裂縫最大寬度為1.0mm，主樓地下室部分也存在較多裂縫，最大裂縫寬度為0.50mm。裂縫形態(tài)如圖1所示。裂縫出現(xiàn)后，經(jīng)持續(xù)記錄裂縫寬度及走向，發(fā)現(xiàn)裂縫并未繼續(xù)發(fā)展。

該工程裂縫成因主要由于地下墻體高度達6m，墻體長度達40m，中間并無洞口，混凝土澆筑完成后并未及時養(yǎng)護，在拆模后混凝土表面存在溫度及干縮裂縫。4裂縫成因4.1材料由混凝土材料引起的裂縫主要在于控制其原材料，如水泥品種，強度等級，體積安定性；砂的含水率及含泥量；石子的含泥量及壓碎指標等。以上材料質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)乎到混凝土工程結(jié)構(gòu)安全問題，上述指標出現(xiàn)問題均有可能致使混凝土產(chǎn)生裂縫，因此控制好原材料質(zhì)量對于結(jié)構(gòu)工程裂縫的控制至關(guān)重要?；炷猎牧蠎?yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求：水泥應(yīng)當達到相應(yīng)強度等級，嚴禁使用過期水泥；粗骨料粒徑宜5～35mm，并控制其含泥量小于1%；細骨料宜采用中砂，其含泥量不高于3%；混凝土相關(guān)外摻料及減水劑也應(yīng)當符合相應(yīng)標準。4.2混凝土配置混凝土的配合比直接關(guān)系到混凝土的施工及力學性能，包括坍落度、和易性、強度等，在混凝土配置過程中，需要控制好水泥、砂、石、水、外加劑等的用量，同時需要注意上述材料的質(zhì)量?；炷恋脑O(shè)計配合比需要經(jīng)由具備特定資質(zhì)的攪拌站進行調(diào)整，變成施工配合比?；炷僚浜媳戎懈鹘M分控制參數(shù)分別為：水泥用量不低于300kg/m3，若摻加活性外摻料時，水泥用量不低于280kg/m3；砂率控制為35%～40%；施工中混凝土豎向構(gòu)件坍落度控制為180mm；水平構(gòu)件坍落度控制為160mm。在混凝土工程施工之前，應(yīng)當測試混凝土坍落度，嚴禁澆筑前再次摻加水，若現(xiàn)場檢測坍落度值不符合相關(guān)要求，應(yīng)當將混凝土退場。4.3混凝土養(yǎng)護混凝土澆筑完成后應(yīng)當及時開始混凝土養(yǎng)護工作，養(yǎng)護過程中需要注意混凝土養(yǎng)護時間及方法?；炷翝仓Y(jié)束后12h內(nèi)應(yīng)當開始覆蓋保水養(yǎng)護。若使用養(yǎng)護劑，應(yīng)當將養(yǎng)護劑噴涂均勻，并且選擇保水性能較好的養(yǎng)護劑。采用塑料膜覆蓋養(yǎng)護時，應(yīng)當包裹嚴密，保持混凝土表面濕潤。澆水養(yǎng)護混凝土相關(guān)事宜應(yīng)有專人管理。冬季養(yǎng)護混凝土時應(yīng)當注意采取防止混凝土受凍措施。對于膨脹混凝土的養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不應(yīng)少于14d，并注意保持膨脹混凝土濕潤。摻加膨脹劑的混凝土需要更多的水量，應(yīng)當注意加強膨脹混凝土的養(yǎng)護，注意保持混凝土表面濕潤。4.4結(jié)構(gòu)一體澆筑近年來，大量工程為了大幅削減工期、減少工時成本，大量地下工程將墻體與頂板一體化澆筑。但此法施工完成后，往往發(fā)現(xiàn)墻體存在較多裂縫，上述裂縫的出現(xiàn)主要是由于混凝土澆筑完成后會產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，而地下室墻體往往較長，混凝土累積的收縮應(yīng)力大于混凝土與鋼筋協(xié)同工作的抗拉強度時，混凝土即產(chǎn)生裂縫。此外，地下室混凝土養(yǎng)護措施不當、不及時等也會導致地下室墻體產(chǎn)生裂縫。對于地下室墻體與頂板一體化澆筑時，應(yīng)當注意控制地下室豎向構(gòu)件拆模時間及速度，及時進行混凝土養(yǎng)護。地下室頂板搭設(shè)支撐時，應(yīng)注意考慮預留豎向構(gòu)件拆模所需的通道，便于豎向構(gòu)件拆除后隨即開始養(yǎng)護。4.5設(shè)計、施工因素通常情況下，地下混凝土工程為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，往往會因為暗柱鋼筋過于密集或者墻體過長、收縮應(yīng)力過大產(chǎn)生豎向裂縫。在地下工程施工過程中應(yīng)考慮以下方面。1）地下工程中外墻混凝土強度等級宜為C25～C35，強度等級不宜過高或過低，墻體厚度不應(yīng)小于250mm，地下室內(nèi)墻的混凝土強度可根據(jù)具體結(jié)構(gòu)要求選取，當墻體長度較長時，應(yīng)當注意采取防止墻體開裂的相關(guān)措施。2）地下工程剪力墻鋼筋配置應(yīng)當滿足下述要求：對于厚度不超過600mm的外墻，墻體水平分布筋配筋率下限宜為0.4%～0.5%，墻體的豎向分布筋配筋率下限宜為0.3%；地下工程剪力墻體鋼筋宜選用細直徑鋼筋，以提高墻體抗裂性能，鋼筋間距不大于150mm，鋼筋保護層厚度應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定；墻體拉結(jié)鋼筋可采用φ6mm鋼筋，鋼筋間距不大于600mm，鋼筋呈梅花形布置。3）在暗柱兩側(cè)設(shè)置水平分布筋，以抵抗混凝土收縮應(yīng)力。4）地下工程墻體施工時，設(shè)置后澆帶或者采用跳倉法。跳倉法倉格間距不宜大于40m，后澆帶間距不宜大于30m。5）提出混凝土相關(guān)性能要求，如抗凍性、干燥收縮率、抵抗鹽類侵蝕、抗碳化性能、抗?jié)B性能、預防堿骨料反應(yīng)等。6）冬季施工時，應(yīng)當注意避免已經(jīng)施工結(jié)束的混凝土暴露，地下工程施工完成且具備設(shè)計強度情況下及時回填土方。7）設(shè)計過程中，允許在混凝土中摻加適量的粉煤灰，采用混凝土56d強度作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。4.6荷載因素在實際工程中還存在由于荷載因素而產(chǎn)生的裂縫，如地面存在行車引發(fā)的超載、雨期降水地下室底板上浮等，在施工中應(yīng)當提早預防，防患未然。5裂縫處理結(jié)合本文地下工程案例的裂縫處理過程，闡述地下工程剪力墻裂縫處理的方法。5.1材料準備灌漿料采用YJS灌漿樹脂A料和B料。5.2施工技術(shù)1）將裂縫封閉形成密閉的空腔，同時預留相應(yīng)的進出口位置，通過壓力注射器將漿液注入裂縫內(nèi)部。2）灌漿工藝。灌漿遵循如下步驟：在裂縫上切割V型的字槽→布置灌漿嘴→封閉裂縫并檢查→安裝底座以及灌漿器→清理并檢查。（1）V型槽切割。采用角磨機沿裂縫方向開槽，槽寬約10mm，槽深度約6mm。切槽時應(yīng)注意沿著裂縫方向繼續(xù)延伸200mm長度，切割完成后采用鋼絲刷等清理槽內(nèi)雜物及粉塵。（2）布置灌漿嘴。每隔200～300mm布置，布置位置宜選取裂縫較寬處，整條裂縫需有進漿口、出漿口和排氣口。（3）封閉裂縫。沿裂縫表面封涂快干膠，并預留注入口。（4）漿液配制。YJS灌漿樹脂A料和B料按4:1配制，并倒入灌漿壓力容器內(nèi)。（5）安裝底座以及灌漿器。采用封縫膠將底座與注入口連接，將灌漿器安裝在底座上。（6）灌漿。整條裂縫灌漿由下向上進行，當下一個排氣嘴出漿時方可開始下一個灌漿嘴灌漿，如此不斷進行，灌