某高层地下室剪力墙裂缝的分析与处理

摘要：采用理论与工程实际相结合的方法，从施工配合比、养护条件、结构形式及构造钢筋等方面对某高层地下室剪力墙裂缝产生的原因进行了分析诊断，并针

对该裂缝拟定了具体修补方案，且对上部结构的施工提出了改进建议。

关键词：剪力墙； 收缩裂缝； 化学灌浆法

在高层地下室施工过程中，混凝土浇筑完成后不久，剪力墙常常会出现上下贯穿裂缝。这种结构有其自身的特点：1）都有防水、防渗的要求，须控制裂缝开展，一般都不存在承载力不足的问题；2）结构形式采用超静定结构，温差和收缩变化复杂，约束作用较大，容易引起开裂；3）混凝土强度等级高，水泥用量大，壁较薄，收缩变形较大；本文结合某高层地下室剪力墙出现的裂缝，对此类裂缝进行分析诊断，并探讨可行的修补措施。

l 工程概况

某工程共38层，采用筒中筒结构，核心筒为剪力墙结构，外框筒为框架柱墙结构。剪力墙内墙厚度为600mm，外墙厚度750mm。地下二层墙高6.05m，底板厚4m，外框柱截面1.4m×1.4m，柱距6m，墙内配双向钢筋网，外墙采用Фl2@200的水平分布筋，核心筒墙采用Фl4@150的水平分布筋。混凝土强度等级为C60，采用泵送混凝土，分层浇筑连续施工，整个结构没有设置任何施工缝。结构抗渗等级为S6。混凝土配合比墙体采取的养护措施为：混凝土浇筑结束后，墙顶用麻袋蓄水保温养护，侧面密挂塑料布防风保湿保温，拆模后及时覆盖麻袋，蓄水养护。

2 裂缝产生的原因分析

本工程采用C60混凝土，属于高强混凝土。高强混凝土的特性是强度高、脆性差、延性差、胶凝材料比普通混凝土胶凝材料掺量大。胶凝材料的增加，增大了混凝土收缩，易产生混凝土收缩裂缝，墙体产生的裂缝是混凝土早期收缩裂

缝。经初步分析，本工程的收缩裂缝主要由下面三种收缩引起：自收缩、塑性收缩、干缩。混凝土构件在完全自由状态下，收缩只会引起构件的缩短，但当这种收缩受到约束时，就在混凝土内部产生应力，当这些应力超过混凝土材料的抗拉强度时，导致了结构物开裂。本文主要从以下几个方面分析裂缝产生的具体原因。

2.1 施工配合比

采用C60高强混凝土，从众多文献中可知，对于高强混凝土由于自干燥作用引起的自收缩，初始的收缩速率较高，与普通混凝土相比，差异很大。在全约束的情况下，高强混凝土的约束反力在最初的几天几乎是直线上升，在短短的几天内达到约束应力的峰值。而普通混凝土要平缓得多。

2.2 结构选型

外框筒结构类型不利于混凝土早期抗裂。地下室底板厚为4.0m，柱距6m，截面为1.4m×1.4m，所以对于位于柱间的墙体来说处于完全约束状态，而高强混凝土初始的收缩速率大，故这种结构类型不利于结构释放收缩变形。

2.3 构造配筋

根据文献可知，在混凝土结构中适当配置构造钢筋，无论对于温度应力还是收缩应力，都能提高结构的抗裂性，且能提高混凝土的极限拉伸并约束裂缝扩展。墙体的 裂缝情况为，外墙有83条裂缝，内墙仅有5条裂缝。而外墙的水平分布筋为Ф12@200，内墙的水平分布筋为Фl4@150，比较可见，墙体的配筋也是导致裂缝产生的一个原因。

3 裂缝的修补方案

地下二层外框筒中，柱是承重构件，没有裂缝，而混凝土墙的主要作用是挡土围护，只要对墙的裂缝进行正确处理即可满足结构和使用要求。根据地下二层混凝土墙体裂缝的具体情况，主要采用化学灌浆方法修补混凝土出现的裂缝，恢复其整体性和使用功依据混凝土墙体裂缝宽度的实测数据和具体情况，对现有存在的裂缝修补提出如下方法：

1）当裂缝宽度≤0.2mm时，为了保证使用功能，当裂缝浅而细并且条数很多的情况下，采用环氧树脂液进行表面封闭；

2）当裂缝宽度>0.2mm时，采用流动性的环氧树脂浆液灌注：

3）当裂缝宽度大于lmm时，在环氧树脂浆液中适量掺加一部分水泥进行灌注。

3.1 施工具体要求

3.1.1 采用环氧树脂浆液表面封闭的要求

1）首先对混凝土构件上较细（≤0.2mm）的裂缝，采用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮渣以及松散层等污物，然后再用毛刷蘸酒精沿裂缝两侧20-30mm处擦洗干净并保持干燥。

2）环氧树脂浆液的配制，根据环氧树脂浆液的凝固时间和刷浆的速度，确定浆液一次配备数量。

3）将配制好的环氧树脂浆液自下而上采用毛刷涂刷一层环氧树脂浆液，涂刷要求均匀平整。

3.1.2 采用环氧树脂浆液灌注要求

1）首先对混凝土构件上宽度>0.2mm的裂缝，采用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮渣以及松散层等污物，然后采用压缩空气将裂缝中的碎屑粉清除干净，然后再用毛刷蘸酒精沿裂缝两侧20—30mm处擦洗干净并保持干燥。

2）埋设灌浆嘴：灌浆嘴布置在裂缝交叉处、较宽处、端部以及裂缝贯穿处，采用钻孔的方法埋设。埋设间距为：当裂缝宽度大于lmm时为350—500mm；当裂缝宽度小于lmm时，为500-1000mm。在一条裂缝上必须有进浆嘴、排气嘴、出浆嘴。

3）为便于控制施工质量，灌浆嘴宜布置在同一个平面上，若是贯穿裂缝，在另一个平面上采用环氧树脂胶泥（即掺入适量水泥）封堵缝隙，保证封闭可靠；若不是贯穿裂缝，只需在嘴与嘴之间的裂缝处用环氧树脂胶泥进行封缝，并保证封闭可靠。

4）裂缝封闭后应压气试漏，检查密闭效果。试漏前沿裂缝涂一遍肥皂水，从灌浆嘴通入压缩空气，凡漏气处，应予修补密封至不漏为止。

3.2 配合比

环氧胶泥和环氧树脂浆液配方按照裂缝宽度≤O.2mm、裂缝宽度>O.2mm和裂缝宽度>1mm时等三种情形配制使用。

3.3 灌浆施工安全措施

1）灌浆材料大都属易燃品，应密封储存，远离火源。

2）配制及使用现场，必须有良好的通风条件，操作人员应穿工作服，戴防护口罩、乳胶套和眼镜，并尽量在上风口操作，严禁在现场进食；同时，操作完毕，必须用肥皂洗手后方可进食。

3）工作场地严禁烟火，并必须配备消防设施。

4 对上部结构改进措施的建议

1）配合比：在保证混凝土强度的条件下，适当调整配合比，降低胶凝材料的掺量。对于掺合料优先选用粉煤灰。

2）结构设计：为抑制高强混凝土的自收缩，调整抗裂缝钢筋。将剪力墙的钢筋改为水平构造钢筋在外侧，受力钢筋在内侧，并加人外墙的水平分布钢筋，改为Фl4@150。

3）施工养护：严格控制松模与拆模时间，且改进养护措施，在未拆模前，在墙体侧面密挂一层塑料布，并浇水养护，对于外墙体外侧，再另外挂一层麻袋。拆模后，在侧面挂麻袋蓄水养护，而外墙体外侧，二层麻袋外面再加一层塑料布，利用混凝土墙体上的对拉螺杆、横置钢架管将麻袋塑料布与混凝土墙紧密接触在一起，并保证浇水时，水能浸入麻袋渗到混凝土墙上。

5 结语

本文针对实际工程的裂缝分布情况，通过分析高强混凝土材料性质以及简体剪力墙结构特点，从施工配合比、施工养护条件、结构选型、构造配筋等方面，得出导致墙体产生收缩裂缝的具体原因。并结合裂缝自身特点，阐述了采用化学灌浆方法进行修补裂缝时的具体施工要求及步骤；根据墙体裂缝产生的具体原因，对上部剪力墙施工提出了改进建议。防止温度收缩裂缝的再出现。在对上部结构的现场实地调查中未发现裂缝，说明改进建议具有实际意义。

参考文献：

1.王振欢，毛文成；浅谈高层建筑混凝土剪力墙裂缝的控制[J]；广东土木与建筑；2002年05期

2.郝刚；泵送混凝土剪力墙裂缝成因分析及治理方案[J]；河南科学；2002年04期

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