地下室顶板裂缝的分析及处理

-PAGE4-地下室顶板裂缝的分析及处理本人通过参加上海地区一项住宅工程地下室顶板裂缝处理过程，对裂缝的成因进行分析，并提示了处理方法到预期效果，现将防治处理过程总结如下：工程概况该工程地下室为一南北宽87m，东西长215m的不规则形平面，南面敞开，沿东、北、西面周边布置五幢高层住宅，地下室中除主楼占去的面积外，其余机种均用于停车（以下称地库）；高层主楼为剪力墙结构，地库为单层框架结构，柱网一般为9X9m（范围包括附图第六、七区）。工程地处上海软土地区，设计采用桩筏基础，主楼为￠1000、￠1200mm的钻孔灌注桩，桩端进入强风化岩层，地库为￠800mm的钻孔灌注桩，桩端只进入砂层。地下室底板板厚400mm采用带肋筏板（桩基承台），地下室顶板位于主楼一层楼面处，为肋形楼盖，板厚120mm，地库顶面为井字楼盖，板的区格为3X3m，板厚150mm。地下室底板及顶板均采用整体现浇钢筋混凝土结构，不留永久性变形缝，施工阶段也不设后浇缝。该工程施工顺序见图一，在底板和地下室墙全部施工完毕后，第一阶段按图中第一、二、三区的顺序浇灌地下室顶板，并施工一、二、三幢高层主楼，至三幢高层主楼结构完工；第二阶段按图中第五、四、六区和第七区的顺序浇灌地下室顶板混凝土，三个区之间间隔2~3个月，于1999年中浇完全部地下室顶板。2000年春夏之交，因雨季及顶板积水，发现顶板板底渗漏，经检查，顶板可见且贯穿裂缝达245条，比较集中于第四、第五和第六区，裂缝主要位于小井格板内，其走向为板的对角线方向，如附图一所示。该工程在施工期间对桩基沉降进行了观测，到目前为止，三幢已建主楼基础最大沉降量27mm，地库只观测一次，未见沉降。钢筋混凝土结构裂缝及其控制裂缝的分类裂缝根据宽度大小和产生的原因可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝：尚未承受荷载的混凝土结构中存在肉眼不可见（宽度小于0.05mm）的裂缝。微观裂缝可分为：1）粘着裂缝：围绕在骨料与水泥石（水泥浆凝固体）粘着面上的裂缝。2）水泥石裂缝：水泥浆凝固体中的裂缝（存在于骨料与骨料之间）。3）骨料裂缝：骨料本身的裂缝。大多数的微观裂缝是粘着裂缝和水泥石裂缝。微观裂缝产生的原因是在温度和湿度变化的情况下，混凝土逐步硬化并产生体积变形，由于骨料收缩很小，受热时膨胀系数也较小，而水泥石的收缩较大，膨胀系数也大，故混凝土中的变形是不均匀的，不自由的。骨料和水泥石之间产生相互的约束力，特别是水泥石收缩时引起的内应力较大，从而引起水泥石裂缝和粘着裂缝。微裂缝的分布不规则，且沿裂缝截面是不贯穿的，故混凝土仍有良好的抗拉和抗剪能力。对防水防腐的使用也无危险性，可认为是无裂缝结构。宏观裂缝：承受荷载（动、静荷载和变形引起的荷载）后混凝土结构中产生的肉眼可见（宽度等于和大于0.05mm）的裂缝。宏观裂缝可分为：结构变形裂缝：由外加荷载作用和地基不均匀沉陷引起的裂缝。材料特性裂缝：由水泥水化温差、混凝土干燥收缩及外界气温变化引起的裂缝。施工不良裂缝：由于混凝土浇注不密实、水灰比过大或过早拆模引起的裂缝。上述三种宏观裂缝中，据大量调查统计结果。结构变形裂缝约占20%，材料特性和施工不良引起的裂缝约占80%。实践证明，在荷载作用下或在温度应力、收缩应力作用下，钢筋混凝土结构中固有的微观裂缝会逐渐扩展并增多，形成宏观裂缝。材料特性和施工不良引起的裂缝虽对结构的安全性影响不大，但会影响建筑物的正常使用，且在荷载作用下，这些裂缝也可能会扩展而使结构破坏，因此，必须对宏观裂缝进行控制。裂缝的控制裂缝的形式从裂缝的深度看有表面的、纵深（深度达构件厚度一半以上）的和贯穿的；从裂缝的断面看有上宽下窄的、下宽上窄的和等宽的；从位于构件平面上的方向看有纵向的、横向的和斜向的，裂缝的方向一般情况下与主应力方向相垂直。裂缝的控制标准根据我国现行规范及工程实践经验，处于不同环境及使用要求下的钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度（δmax）的控制标准为：无侵蚀介质，无防渗要求δmax=0.3~0.4mm；轻微侵蚀，无防渗要求δmax=0.2~0.3mm；严重侵蚀，无防渗要求δmax=0.1~0.2mm；为了避免产生不允许的宏观裂缝，应当采用有效的控制方法，采取必要的控制措施。裂缝的控制方法设置变形缝在不影响建筑物的正常使用和美观的情况下，宜按现行有关规范要求设置永久性变形缝（伸缩缝、沉降缝或防震缝）。设置后浇缝当不允许或不便设置永久性变形缝时宜在施工阶段设置后浇缝，其间距为20~30m，或采用间隔时间较长的施工缝分区施工。不设变形缝或后浇缝在这种情况下应对结构变形、材料收缩和徐变变形进行计算，必须满足由上述变形产生的拉应力不超过混凝土的抗拉强度，并应有下述的措施；设计措施：对墙、板等薄壁结构（厚度200~600mm）应增配构造钢筋（温度筋），提高混凝土的抗裂性能；配筋时尽量采用小直径小间距的方案（如用￠8~14mm@150mm），全截面配筋率应在0.3%以上；材料选择改性环氧树脂浆材，其具有以下优良性能：起始粘度低，可灌性好，可灌入小至0.01mm的小裂缝中。固化体的力学性能指标高，抗压强度为70~90Mpa，抗弯强度为30~80Mpa，裂缝粘结强度为1.7~2.8Mpa.粘结力强,可与混凝土形成一体.固结体不易老化。固结体不受酸碱，细菌等生物的侵蚀。施工工艺清缝找出裂缝，在裂缝明显处用切割机沿裂缝两边割开，深度在0.5~1厘米左右,用凿子剔除表面松散层,形成“└┘”型槽，用钢丝刷刷干净贯穿裂缝两面的浮土或沉积物，使裂缝暴露出来，再用读数显微镜读出裂缝的大小。预埋灌浆嘴在凿开处沿裂缝每隔30~50厘米预埋一个灌浆嘴头，用胶泥固定灌浆嘴后，在裂缝处的混凝土上下两面，再用胶泥封闭裂缝。试气灌浆前用空气压缩机试气，试气有两个作用：检查裂缝是否止好；吹开缝内的灰尘，形成更好的灌浆通道。灌浆待止缝胶泥固化并有一定强度后，配制改性环氧树脂灌浆液，用手摇压力泵从预埋灌浆嘴管中灌入裂缝中，使裂缝中充满浆液，即可绑扎封闭灌浆管。后处理待浆液固结后，敲掉灌浆管。质量控制裂缝的清理是保证质量的第一关，裂缝中已充满了砂尘，裂缝下表面有游离钙析出物，若不清理干净，则大大影响浆材的粘结力和固结体强度。止缝是保证质量的第二关，止缝后，要求确保裂缝与灌浆系统形成密闭体系。灌浆时，要求灌浆压力达到0.4~0.5Mpa，并恒压5分钟，保证灌浆的质量。控制进浆量，保证裂缝充满浆液。从灌浆量看，经统计，平均每米裂缝的灌浆量为90毫升，经施工过的裂缝宽度普遍为0.04~0.1毫米，如果按0.1毫米宽度的裂缝计算，每米长的裂缝容积才有14毫升，可见进浆量足以达到要求。由于施工阶段昼夜温差达15度，根据已知的温度变化规律，选择在温度较低的夜间进行灌浆。在修补过的混凝土板裂缝处砌筑蓄水槽，灌水浸泡24小时，观察修补后裂缝是否渗漏，以此作为补缝验收依据。裂缝修补经检验合格后，尽快做好永久性防水层，覆土并做好排水设施，避免顶板暴晒和积水。结语通过以上对地下室顶板裂缝产生原因的分析以及裂缝的修补处理，并经过一定时间的验证，该工程顶板裂缝得到了较有效的控制，收到了较好的保护钢筋、防止渗漏的双重效果。大面积地下室顶板产生裂缝是较为普遍的现象，裂缝产生因素是复杂多变的，处理的方法也是多种多样的，只有认真分析，正确找出产生裂缝的原因，采取较为科学的处理方