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地下室外墙裂缝渗水成因及预防要点

2019-08-26 01:32:25    1219次浏览

高层建筑结构因其高度高,基础埋深较深,一般会设置地下室。地下室通常用作设备用房、停车场和人防地下室使用,是高层建筑的重要组成部分。与上部结构设计有所不同的是,由于存在地下水,地下室结构设计除应满足受力要求外,抗渗也是地下室结构设计的一个重点。从已建高层建筑的地下室情况来看,经常出现裂缝的部位是地下室外墙。地下室外墙一旦出现裂缝,会影响其抗渗和防水要求,即使采取封堵、密封等措施,效果往往也不是很理想。因此,地下室外墙裂缝问题应引起工程界的广泛重视。

地下室外墙裂缝特征

裂缝的形状大多为竖向裂缝。多数缝长与墙高相当,中间宽,两端逐渐变小,呈梭形,间距2000mm左右。

从裂缝分布位置看,外墙中间裂缝数量较多,靠近外墙两端裂缝数量较少。

裂缝数量较多时,宽度大多不大于0.2mm,极少大于0.3mm。

裂缝出现时间大多在拆模后,与混凝土所处环境有关。

地下室外墙暴露在空气中时间越长,裂缝数量增加越多,但宽度变化不大。

预留洞口四角有裂缝。

地下室外墙裂缝产生原因

1、混凝土自身收缩裂缝

因水泥在水化凝结硬化过程中增加了混凝土强度,同时在凝结中形成化学收缩、塑性收缩、沉陷收缩、自收缩、失水(干燥)收缩、碳化收缩和温度收缩等造成混凝土体积收缩。混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、温度、湿度、拌和用水量、骨料规格、骨料质量、振捣密实程度和养护的好坏等有关。

2、设计原因

GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》第8.1.1条规定,现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的间距为20(露天)~30 m(室内或土中);由于地下工程的规模越来越大,工期比较紧,有的项目工艺要求不设缝,加上多设缝以后缝的防水处理难度较大,因此工程界采取了不少措施,如设置后浇带、加强带、诱导缝等,以取消伸缩缝或延长伸缩缝的间距,JGJ3—2010《高层建筑混凝土结构设计规范》第12.2.3条及GB50108—2008《地下工程防水技术规范》第5.1.2条都建议少设或不设变形缝。钢筋混凝土结构出现裂缝的设计原因如下。

(1)部分设计人员计算外墙时假定下端固结,上端铰接设计,满足竖向受力强度和裂缝控制要求,水平钢筋按规范的配筋率配置,没有考虑温度裂缝,导致水平钢筋配置不足,出现裂缝。

(2)后浇带设置不当或为满足施工单位施工方便,设计人员随意同意施工单位对后浇带的变更要求。

(3)墙体外侧的混凝土保护层厚度达50mm,设计人员设置防裂钢筋网片间距通常为300mm×300mm,间距稍大。

(4)地下室外墙预留的矩形洞口四角与圆形洞口四周,未增设抗裂钢筋,部分即使增设了,但钢筋直径、根数和位置不合适,也不能完全满足该处抗裂要求。

(5)地下室外墙混凝土强度等级偏高、水泥用量大、水化热偏大,增加了收缩。

3、施工原因

从施工角度分析,钢筋混凝土结构出现裂缝的原因如下。

(1)泵送混凝土坍落度过大。

(2)浇筑过程中任意加水、浇筑不够密实(漏振或振捣时间不够)、养护不当等。

(3)绑扎钢筋时没有固定好,导致混凝土保护层过厚,部分达100mm,远超规范要求。

(4)为加快施工进度提前浇筑后浇带,不满足规范及设计图纸要求的浇筑时间。

(5)膨胀加强带两边钢丝网固定不牢,引起两种混凝土混合,影响加强带效果。

(6)沉降后浇带按加强带处理,导致沉降裂缝。

(7)施工单位为加快模板周转,导致拆模时间过早。

(8)拆模后混凝土外墙外面暴露空气中时间过长,没有及时做好地下室外墙剩余工作和及时回填土。

(9)混凝土外侧迎水面防裂钢筋网片固定在地下室外侧钢筋上,没起到混凝土防裂作用。

(10)施工单位图省事,没有严格按图纸和规范施工,造成混凝土保护层过大。

另外,目前普遍采用预拌混凝土和泵送技术,混凝土坍落度增大导致了混凝士收缩的增加,加大了出现裂缝的可能性。

地下室外墙裂缝控制措施

1、材料方面

施工单位技术人员应认真研读图纸,和预拌混凝土公司做好技术沟通,在预拌混凝土公司的配合下,在满足泵送混凝土的情况下,尽量减小水灰比和坍落度。

预拌混凝土公司应严格控制坍落度,一般为10cm±2cm,浇筑混凝土之前,施工单位也应做好坍落度抽检工作,不流于形式。

预拌混凝土应严格控制粉煤灰掺量,一般为5%~15%,替代水泥含量不大于10%。

预拌混凝土其他减水剂、缓凝剂、泵送剂等总掺量应不大于1.0%。

2、设计方面

地下室外墙侧压力按GB50010—2010《混凝土结构设计规范》第9.1.1条规定,单、双向板计算配筋,并满足裂缝宽度要求,对于长方向墙体应计算收缩拉应力,配足抗裂水平钢筋。地下室水平和竖向钢筋间距建议不大于150 mm,水平钢筋配筋率不小于0.5%。

GB50010—2010《混凝土结构设计规范》第8.2.1条规定地下室外墙保护层厚度小40 mm;GB50108—2008《地下工程防水技术规范》第4.1.7条规定,混凝土保护层厚度应根据结构的耐久性和工程环境选用,迎水面混凝土保护层厚度不应小于50mm。地下室外墙保护层厚度50mm以上,应设置防裂钢筋网片4@200。

地下室外墙在结构强度、变形和裂缝满足规范要求的情况下,尽量采用低强度等级混凝土(用C30,不宜超过C35),降低水化热,减少开裂。当墙和柱混凝土强度等级不同时,在框架柱与剪力墙两种不同强度等级混凝土接槎部位挂设双层钢丝网片的方法,施工图纸应予以注明并给出施工详图。

地下室外墙计算中应计算温差引起的温度应力,配足防裂钢筋。

对应力集中部位配置加强钢筋。即在外墙上预留方形洞口四角增设双根双层加强钢筋,直径一般为12~16mm,间距100~200mm排列。圆洞增加环向抗裂钢筋,直径一般为16 mm。

在混凝土中掺入聚合纤维或钢纤维,可提高混凝土抗裂性,减少裂缝的发生。

设计人员不能为满足施工方便,随意同意施工单位对后浇带的随意变更。JGJ3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第12.2.3条,GB50007—2011《建筑地基基础设计规范规范》第8.4.20条等对后浇带设置均有明确规定。

3、施工方面

GB50204—2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》(2011版)第7.4节对混凝土施工有明确规定,第7.4.6条对后浇带有明确规定,施工单位要做好针对具体施工项目后浇带的施工技术方案。

墙、柱混凝土强度不同时,要在柱边设置一层钢丝网片,先浇筑柱的混凝土强度,待混凝土强度达到初凝后浇筑混凝土墙的混凝土,钢丝网片固定牢固,振捣时由专人看护,钢丝网片松动须及时处理。

施工后浇带及加强带的变更施工要征得原设计人员同意,由设计人员出具变更通知单后方可组织实施。特别是沉降后浇带不能为了施工方便用加强带代替。

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