建筑地下室剪力墻裂縫分析與控制

喻 川

(江西省國利建設集團有限公司 330025)

建筑地下室剪力墻裂縫分析與控制

喻 川

(江西省國利建設集團有限公司 330025)

在建筑工程迅猛發展的今天，建筑工程數目不斷增多，規模也與日俱增，特別是高層、超高層，甚至是摩天大樓也層出不窮。而為了確保這些超高層建筑的施工需求，就勢必會設置地下室結構，但是實際地下室中的剪力墻結構可能會因裂縫問題而影響建筑工程的質量。本文以建筑地下室剪力墻為研究對象，就其裂縫成因及控制策略進行了探究。

建筑地下室 剪力墻結構 裂縫成因 控制策略

隨著城市現代化進程的推進，人口日益增長與建筑面積日益縮減二者之間的矛盾日益突出，為了滿足人們日漸增長的居住需求，建筑工程項目的高度越來越高。而為了確保高層、超高層建筑結構的穩定性，就勢必要建設地下室等地基結構。但是在實際工程中，地下室結構很容易因為這樣或者那樣的原因而出現裂縫問題，進而對建筑工程結構的穩定性及其使用性能產生影響，甚至會危機居民的生命財產安全。因此，加強建筑地下室剪力墻裂縫的管理與控制具有重要的意義。

1. 高層建筑地下室剪力墻裂縫的成因分析

1.1 混凝土收縮變形

混凝土本身具有收縮特性，并且收縮率大都維持在0.04%-0.06%范圍內。隨著地下室結構施工質量要求的提高，為了確保施工強度滿足施工的要求，相應的水泥細度比平時要小，而這也會相應的增加混凝土的收縮性。混凝土材料本身是脆性材料，其抗拉能力比較差，一旦所引發的收縮內應力超過混凝土材料的抗拉強度，就勢必會使混凝土構件出現裂縫。比如，在混凝土攪拌施工的過程中，水泥及其摻合料在遇水后會發生膨脹變形左右，而當水分完全蒸發完畢后則會使混凝土體積進一步縮小，進而使剪力墻結構出現裂縫問題。

1.2 溫度變化因素

如果地下室墻體直接澆筑在地下室底板上，那么對于相應的地下室底板剛度就會有較高的要求，同時地下室剪力墻在澆筑完畢之后會因水泥的水化熱反應而有大程度地提升，使混凝土結構發生膨脹變形；而隨著水泥水化熱的逐漸降低，混凝土會因溫度降低而出現收縮變形。而地下室底板在空間范圍內的變形大都不受約束，而僅僅部分或者全部剪力墻的變形受到柱或者底板的約束，從而會在混凝土結構內部產生拉應力，一旦這種溫度裂縫應力超出混凝土的抗拉強度，就勢必會引發剪力墻裂縫。另外，地下室剪力墻出現裂縫的主要位置為受拉薄弱位置或者最大約束應力的位置處，具體主要體現在高層建筑地下室剪力墻的中間位置處。

另外，大體積混凝土是高層建筑地下室結構施工的主要混凝土類型，其中所含水泥在遇水發生水化熱之后，混凝土結構內部的熱量會急速擴散出去，并且其表面的散失速度要遠高于內部溫度的散失速率，進而很容易因內外混凝土的溫度應力而引發裂縫問題。通常而言，地下室框架柱與外墻連體之間的節間可以近似看作一個巨大的發熱源，而外墻連體在外界的散熱速率非常快，一旦混凝土中的水泥發生急劇膨脹后就會因溫差的不同步變形而使柱子與墻體之間的剪力墻出現裂縫問題。

1.3 外力作用

在外力作用下，高層建筑地下室剪力墻結構很容易出現裂縫問題，具體主要表現在以下幾個方面：（1）建筑地基不均勻沉降問題會使剪力墻或者梁板等結構出現結構性裂縫；（2）施工人員沒有嚴格按照具體的剪力墻施工要求來設置沉降縫或者后澆帶，所以致使剪力墻結構出現裂縫；（3）建筑地下室中所設置的各種基礎結構設置不合理，剛度分布不均勻等問題而使地下室剪力墻結構出現裂縫；（4）建筑地下室的施工場地面積如果比較有限，那么施工人員大都會將基坑圍護樁設置在地下室剪力墻的外模位置處，比如混凝土剪力墻結構在凝固的過程中會受到圍護樁的約束而產生約束壓縮力，而一旦相應的混凝土拉應力低于其所形成的壓縮力，就勢必會使剪力墻出現斜裂縫問題。

2. 高層建筑地下室剪力墻裂縫的控制策略

2.1 優化工程設計

建筑地下室剪力墻結構出現裂縫的關鍵措施在于建筑工程涉及的優化處理，同時還要針對具體的建筑地下室結構采用合適的剪力墻厚度和適合的鋼筋配筋率。由于建筑地下室剪力墻裂縫是縱向產生，可以在混凝土中合理設置橫向的分布鋼筋，同時要合理調整建筑地下室結構的整體“形心”和“重心”位置，盡量保持二者重合，減少偏心傾斜問題發生的概率。另外，建筑基礎的涉及應該盡量保持與上部結構荷載的協調性，以避免建筑物出現沉降問題，并且要盡量采用細徑細排的方式來設計剪力墻的鋼筋設置形式，最適合采用雙層雙向鋼筋，并要在其角部適當放置一些射筋，并要在某些洞口薄弱部位設置一些加強筋，更重要的是要避免水電管線之間的交叉和重疊問題。

2.2 嚴格控制混凝土質量

混凝土是建筑地下室剪力墻結構施工的重要物質材料，所以必須要確保其施工的整體質量。首先，施工單位需要從水泥材料選擇入手，盡量選擇那些收縮性或者膨脹性比較小的水泥材料，切不可選用那些有大水化熱的水泥或者早強高強度水泥等。其次，施工人員需要合理選擇混凝土中所用的粗細骨料，盡量選擇那些膨脹系數和彈性模量比較小，且表面比較清潔的骨料，并且要盡量降低骨料之間孔隙率和表面積，確保混凝土不會因過大水化熱或者干縮而引發裂縫問題。另外，如果建筑地下室剪力墻施工區域的空氣濕度比較高，那么可以適當在其攪拌的過程中適當加入一些減水劑，比如粉煤灰等來改善混凝土拌合的收縮性，降低其水化熱量。

2.3 降低混凝土水化熱

在混凝土澆筑的時候，為了最大程度降低其水化熱量，可以從以下幾個方面入手來確保混凝土水化熱得到切實降低，具體主要表現為：（1）在混凝土入模的過程中，施工人員可以采用草袋或者布袋來講混凝土包裹起來，并定期進行灑水，以盡量降低混凝土的入模和出盤溫度；（2）采用連續、分層澆筑的方式來進行地下室剪力墻的澆筑工作，同時要避免混凝土出現過度振搗或者漏振的問題；（3）在混凝土澆筑完畢后，需要做好混凝土澆筑后的養護工作，以確保混凝土施工的整體質量。

總之，隨著高層建筑工程數目的增多，地下室剪力墻裂縫已經逐漸成為當前施工中一類常見的質量問題，并且該類裂縫會增加建筑工程的安全裂縫，所以必須要確保建筑工程地下室剪力墻的整體質量。本身針對當前建筑地下室剪力墻裂縫的成因及其解決策略進行了探究，以期更好地指導建筑地下室剪力墻工程施工的開展。

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1007-6344（2015）12-0121-01