地下室结构裂缝产生成因分析及处理

摘要：结合工程实例，对某工程超长地下室结构裂缝产生的进行原因分析，并提出裂缝相应的处理措施。
　　关键词：地下室；裂缝；微膨胀剂；干缩
　　
　　1工程概况
　　该工程地下室（二层）长约94m，宽约54m。地下室防水采用掺有10%UEA微膨胀剂的混凝土刚性结构自防水，不设外防水，内防水采用PQ-200防水涂层。整个地下室不设分缝及施工后浇带，只在中部采用2m宽的UEA加强带，掺量增至14%。
　　2裂缝的检查及初步分析
　　2．1裂缝检查
　　1、板面裂缝：地下室底板及负一层楼面的板面有局部表面裂缝，不严重。地下室顶板的板底、板面有大面积的表面裂缝，板底多于板面。
　　2、地下室外墙内外两侧有大面积分布的裂缝，基本上每跨5～6条，共有裂缝约109条，宽度约为0.3～1.0m。裂缝均由上而下贯通，缝宽上大下小。见地下二层混凝土壁板裂缝示意图。
　　
　　2．2裂缝分析
　　（1）板底、面裂缝
　　地下室顶板板面白天受阳光照射，板面升温高达55～65℃。而顶板板底无阳光直接照射，温度均在35℃左右，温差达20℃左右。这一温差使板面相对板底伸长了，再有UEA的膨胀作用，更增大了板面的涨伸量，而板底还有混凝土干缩，故板底会产生裂缝，严重者会开裂连通至板面，故在板面亦能看到裂缝。
　　（2）墙体裂缝
　　墙体浇筑后，墙侧壁外面未回填土，产生混凝土干缩，而干缩受到周围约束开裂。而且受日照会产生涨伸，温度降低时产生冷缩；且还有墙体内外膨胀差；再有UEA的膨胀反作用，使墙体膨胀伸长。由于墙体、板的浇筑时间不一致，如±0.00板的膨胀量要比负一层板、墙的膨胀量大得多（因膨胀量随时间增大而降低，负一层板、墙先于±0.00板浇筑），当±0.00板不断膨胀时，墙体只有较小的膨胀，甚至还伴随干缩，则墙混凝土收缩受到限制开裂，即墙顶部自由膨胀受到下部约束引起开裂。故由于UEA的膨胀反作用，更加速了墙体开裂。
　　因此，本工程的开裂主要来自两方面：一是混凝土固有的干缩特性决定的，是不可避免的；二是由于UEA微膨胀剂的特性决定的。UEA膨胀剂混凝土的性能：只有在湿养条件下才会膨胀，其限制膨胀率在14天内增幅最大；在膨胀值达到极限值（包括膨胀量和时限）之前，其胀缩量随湿养条件而波动。如图1。
　　
　　图1不同养护条件下混凝土膨胀率关系曲线图。
　　在UEA膨胀混凝土的应用过程中，应注意到在单一、独立构件中应用UEA膨胀混凝土，利用其在水化过程中的产物填充、堵塞毛细孔隙，以及在混凝土硬化过程中产生的膨胀力，以抵抗混凝土硬化过程中产生的收缩拉应力，从而使混凝土不裂、少裂或有抗渗作用。但在一整体建筑中，这膨胀力会由于混凝土浇筑时间不同或其他客观环境所限而产生反作用力，加速混凝土开裂。
　　3裂缝处理的意见
　　（1）顶板面大面积的表面裂缝，其宽度、深度都较大，对混凝土的耐久性和防止钢筋被锈蚀都极不利，则表面应作防水砂浆批荡处理：①清理基层；②扫一层聚合物界面剂EC1，抵抗空鼓；③水泥砂浆掺杜拉纤维，以抵抗裂；④分隔为6m×6m，分格缝用油膏填满。总计增加约3.0元/㎡。
　　（2）墙体裂缝
　　考虑抗渗、防锈蚀、耐久性以及经济合理的问题，可比较下列方案：
　　1）墙体外壁做柔性防水，内壁凿缝嵌补，取消原设计采用的PQ-200内防水涂层。此方案考虑到在将来的运用下，墙体裂缝仍有可能变化，从迎水面做外防水最稳妥可靠，确保长期防渗效果。由于墙体有大量裂缝，从内壁涂刷PQ-200防水涂料已无意义。取消PQ-200防水涂料改用外防水，其造价不会增加。
　　2）内外壁沿裂缝凿缝嵌补膨胀水泥砂浆，缝两侧批防水砂浆。但该方法采用刚性材料修补裂缝，效果不太理想，因裂缝粘结面时间一长，一旦再有收缩变形又会产生新裂缝。
　　3）迎水面用环氧玻璃钢粘补裂缝，内壁用水泥砂浆补缝，环氧玻璃钢强度高，延性好，适应变形，抗渗防锈有保证，但价钱昂贵且需专员人员操作。且内壁用水泥砂浆刚性材料补缝也不妥，时间一长，容易松脱。
　　综合上述方案，考虑经济可行的因素，确定墙体裂缝处理方法如下：
　　a、将原设计采用的PQ-200内防水涂层改为外壁做柔性防水；
　　b、对小于或等于0.2㎜的裂缝不需处理；
　　c、对大于0.2㎜的裂缝做封缝处理：将裂缝切割或凿成V型缝，嵌填聚硫密封膏，涂刷100~150㎜宽抗裂胶作为抵抗裂缝变形的蠕变层，再用聚合物-水泥基复合防水涂料作增强处理后作大面积防水层；聚硫密封膏有极强的粘结、抗拉能力，能很好的修补混凝土裂缝，防止漏水。图2所示。
　　
　　图2混凝土裂缝处理图
　　4总结
　　通过上述一系列对裂缝产生的分析表明，地下室墙板裂缝主要由混凝土收缩引起的。当地下室外墙较长，且又是环状全封闭结构时，其水平方向的应力相当大，而UEA微膨胀剂对控制后期收缩效果较差，单靠添加UEA微膨胀剂还不能完全控制裂缝的产生，因此还应采用“放”的原理，合理设置应力释放带，减少墙体长度，尽可能使混凝土墙体的收缩应力小于抗裂强度，以达到减少地下室墙板开裂的效果。