试论建筑工程中裂缝的形成原因与修补措施

曹志刚

摘要：本文作者根据工程实例对某住宅小区的地下停车库出现的裂缝原因进行了分析，并提出了对裂缝修补的办法，从而可以在施工过程中更好的采取措施避免裂缝的发生。

关键词：裂缝；地下车库；修补措施

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1 工程概况

某工程项目为居民住宅小区，由4高层，1幢多层及地下车库组成。地下车库为框架结构，长为70m，宽为33m，建筑面积为1785m2。为顶板面标高为-1.650m，室外地坪标高为-0.450m。建筑物地下位置处有450mm×450mm的老桩，结合原来桩的布置情况，设计利用原老桩和新增的66根9m长的φ48mm×3.5mm钢管锚杆作为基础底板的抗拔桩。

2 工程用料

（1）混凝土：均采用商品混凝土，设计强度为C30S8。由于工程施工在冬春之交，混凝土浇注时，室外温度在10℃～15℃左右，因此，混凝土的养护采用自然养护，经测试，混凝土强度平均达到40.8MPa。

（2）防水：采用aba双剂型弹性防水膜防水涂料，结构封顶后，车库墙板、顶板上均做防水层。

（3）防水保护层：车库顶板防水膜上用厚40mm的C20细石混凝土（内配φ6mm@200mm双向钢筋网片） 作保护层；车库墙板防水膜上用厚30mm的1︰3水泥砂浆作保护层，然后进行土方的回填。

3车库裂缝的基本情况

竣工后不久，开始发现地下车库局部有裂缝，且呈放射形或龟裂状的不规则裂缝，其后裂缝又有发展，为此，我们请了专家到施工现场进行鉴定，确定裂缝属于中等有害裂缝，会导致渗漏水，但对结构无任何影响。裂缝的基本现状有以下四个方面。

3.1 裂缝发生的部位

工程裂缝主要集中在进入车库车道的板墙上及靠近墙板的顶板上，还有部分在墙板的转角处，极少部分在墙板根部，具体位置如图1所示。

图1 裂缝位置示意

3.2 裂缝发生的形式

工程裂缝主要为斜裂缝（包括45°的斜裂缝），这种裂缝与普通斜裂缝方向相反（可称作为倒“八”字裂缝），另外还有部分上下贯通的垂直裂缝，具体裂缝形式如下：

（1）顶板转角区的斜裂缝；

（2）车道坡道板墙上的斜裂缝；

（3）墙板上的斜裂缝

（4）车道坡道板墙上的垂直裂缝；

（5）墙板上的垂直裂缝（比较少）。

3.3 裂缝出现的时间与宽度

（1）裂缝出现的时间：不规则裂缝基本在混凝土浇捣完成4 个月后开始出现，一般肉眼均可看见，但其宽度不一、长短不一。

（2）裂缝的宽度：

①≤0.2mm微小裂缝：数量不多，占总发现裂缝量的20％左右；

②＞0.2mm的裂缝：数量较多，占据绝大多数，达到发现裂缝总量的75％左右；

③＞0.8 mm的裂缝：数量很少，占总发现裂缝量的5％左右。

3.4 裂缝产生的规律

裂缝主要集中在进入车库车道的板墙上及与此部分连接的顶板上，裂缝主要为斜裂缝形式。

4 裂缝的成因分析

裂缝发生的主要原因是系统各个环节的因素综合构成的，有宏观上的开发建设、建筑材料及建筑工期上的影响，也有微观上的设计、施工及工程管理等方面的问题。根据现场的地质、沉降资料，车库上浮仅1cm～2cm左右，可以排除基础抗浮力不足引起的裂缝。下面将从其它三个方面作出原因分析：

4.1 设计方面

（1）裂缝的情况当根据现场的来看，有的较多有的较少，而墙板裂缝较多，并且集中在进入车库的车道板墙上。由于顶板厚度达到400mm，而墙板只有300mm，因此，顶板收缩比墙板大，导致墙板比顶板更容易产生裂缝。

（2）车道设计不合理

因建筑空间的需要，进入车库内斜坡两侧的板墙20多m没有楼板，而裂缝主要集中在这道板墙上，因为混凝土的收缩是很难控制的，大尺寸顶板混凝土的收缩拉动小尺寸混凝土板墙的收缩，从而产生裂缝。混凝土的抗拉强度比较低，而混凝土收缩比较大，产生很大的拉力，因此，混凝土收缩的拉应力大于混凝土的抗拉强度，从而产生裂缝。

（3）后浇带设置不合理

地下车库长度达70m，没有设置后浇带，而利用膨胀混凝土（混凝土内掺外加剂UEA），这也是不合理的。UEA材料必须在在潮湿的环境下，才能够膨胀起来，从而发挥作用，即掺入UEA的混凝土要进行蓄水养护，才能够发挥UEA的功能。

4.2施工方面

（1）混凝土振捣不当

因混凝土墙板与顶板同时浇注，墙板高度过大，而混凝土振捣采用振动棒进行振捣，为了保证混凝土的密实，部分地方振捣过度，粗骨料下沉，导致粗骨料分布不均，甚至有的地方出现表面或顶部砂浆层，从而直接出现混凝土强度分布不均匀的现象，在混凝土自身干缩的过程中，必将在薄弱处产生裂缝。同时，在混凝土振捣时，部分地方漏振或振捣不均，未振捣的部位的混凝土易显块状出现开裂，从而产生裂缝。

（2）混凝土养护不周

由于地下车库施工时间处于冬春之交，仅采用自然养护，未在混凝土表面再覆盖一些草包和按规范要求进行浇水养护，导致混凝土表面失水过快及混凝土表面收缩过快而产生裂缝。

（3）混凝土实际强度没控制好

混凝土设计强度为C30，但实际上混凝土强度达到C41，很容易导致混凝土产生收缩裂缝。混凝土强度的提高是指混凝土抗压强度的提高，而抗拉强度基本上是不变的。混凝土强度的提高是靠水泥用量来控制的，水泥用量提高了，导致水泥水化热也相应增大了，故引起混凝土浇筑内部温度和温度应力的变化，加速了混凝土的温差，混凝土的收缩大大提高了，从而导致收缩裂缝的产生。

4.3 材料方面

（1）从混凝土材料性能角度看

裂缝主要是混凝土的收缩变形所造成的，包括两个方面：①混凝土自身的收缩（干缩）变形和化学收缩。②环境气候影响所形成的变形，即温差变形。由于进入车库的车道板墙一部分在地下部分里，一部分暴露在空气中，形成不利的温差变形。

（2）从混凝土的材料品种质量与配比看混凝土裂缝与水泥的质量优劣、骨料粒径及含泥量大小、外掺料用量多少和外加剂合理使用都有一定的关系。根据混凝土的配合比，混凝土中水泥用量过大，水用量也过大。由于水泥的活性很大（比表面积越高，颗粒越细，材料活性越大），导致混凝土强度发展很快，裂缝将不可避免会产生。

（3）从混凝土的组成颗粒级配看混凝土是由多种成分组成的具有细微孔隙的结合体，因此，为有效的控制及减少裂缝的产生，必须选择颗粒粒径最致密的级配，使混凝土内部缺陷减少到最低限度。

混凝土的收缩率是随混凝土强度等级大小而同步变化的，由于混凝土强度等级高，水泥用量和用水量相应就大，混凝土的收缩明显，因此，很容易产生裂缝。

5 裂缝的修补

一般来说，裂缝发展至少需要1年～2年时间。裂缝修补最好的方法是不要粉刷，保持混凝土的原状，待裂缝出现6个月后再去修补，这样可以较好地修补裂缝。否则，一出现裂缝就去补，补好后，旁边又会出现新的裂缝。

根据本工程混凝土裂缝的数量情况及裂缝出现的时间情况，裂缝并不是很多，发展也不是很快。由于工期的关系，同时考虑到本工程裂缝比较集中，多数为线漏，少数为点漏与面漏的特点，本工程决定在裂缝出现后5个月就开始进行修补。

5.1修补方法的选择

在修堵裂缝之前，首先弄清渗漏水的来源、流量及水压力的大小，根据不同的情况采用不同的方法。结合本工程裂缝的特点，决定采取抹面堵漏化学注浆的方法进行车库裂缝漏水的修补方法。抹面堵漏法的特点是先堵漏、后抹面，一般适用于大面积的堵漏。堵漏的原则是以大化小，将面漏变为孔漏、将线漏变为点漏。堵漏后进行抹面防水施工（利用防水砂浆里加聚丙烯酸树脂），可以防止因地下水位的变化以及堵漏施工不周所致在原漏点以外的薄弱部位产生渗漏。

5.2 漏水部位的确定

渗漏现象可以分为慢渗和快渗两种，在修堵前，必须找出渗漏水点的准确位置，这样才能做到较好的修补渗漏。

（1）漏水点大的部位（即快渗）确定：直接观察。

（2）慢渗漏水点渗漏部位的确定：把漏水部位擦干，立即在漏水处薄薄地撒上一层干水泥，表面出现的湿点或湿线处就是漏水的孔或缝。

5.3 修补工艺

（1）点漏的修补（聚氨脂膨胀浆+ 双快水泥）对一般孔洞漏水，可先将漏水处的松散部分及污物清除，并洗刷干净，然后用防水剂拌制速凝水泥胶浆，再在孔洞处埋管，进行封堵，然后进行注浆。当孔洞与水压较大时，根据渗漏点的渗漏面水压走向，打凿50mm～200mm深槽（如在修补处有钢筋等也一并清除），并在孔洞底部铺碎石，碎石上覆盖一层与孔洞面积大小相同的油毡（或铁片），用一胶管穿透油毡到碎石中，用胶浆或干硬性混凝土将管四周封严，使漏水集中于胶皮管中流出。然后在胶皮管中进行注浆。

（2）线漏的修补（结晶防水胶泥+ 膨胀水泥）线漏就是不规则连续的渗漏情况，沿裂缝渗漏水线路凿成“八”字形坡沟槽，深约40mm，宽约15mm～20 mm，冲洗干净后，把胶皮管埋入线槽内，用水泥胶浆（快要凝固时）迅速堵于沟槽中挤压密实封严，然后在胶皮管中进行注浆。裂缝过长时，可以分段堵塞，进行修补。

（3）面漏的修补（结晶防水胶泥+AEA膨胀剂+ 双快水泥）面漏就是所在面上具有很多微细裂缝，导致渗水。采用本文第5.2条的方法找到裂缝后，然后凿开裂缝处，用结晶防水胶泥和AEA膨胀剂，另加双快水泥配制的水泥胶浆（快要凝固时）迅速堵于沟槽中挤压密实封严，然后喷洒适量防水剂。

5.4修补效果

通过上述修补工艺修补完成后10d左右，此时浆液业已凝固，可以全面检查裂缝是否还有渗漏水现象。经检查，95％以上的渗漏点无渗漏现象，对于局部还存在渗漏的，则继续修补直到不漏为止。待全部不渗漏后，剔除注浆嘴，补平，在表面加抹一层防水浆和一层防水砂浆保护。

参考文献

[1]邓小华,王志豪,李春贵.混凝土裂缝的成因及防治[J].浙江水利科学,2005(2):68- 69.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。