高層建筑剪力墻混凝土裂縫的處置略論

尹希虎 喬善俊

(1.大連泓源建設(shè)有限公司 ；2.沈陽市第二市政建設(shè)工程有限公司)

高層建筑剪力墻混凝土裂縫的處置略論

尹希虎1喬善俊2

(1.大連泓源建設(shè)有限公司 ；2.沈陽市第二市政建設(shè)工程有限公司)

目前，高層建筑隨著社會(huì)發(fā)展的日益增多，與其配套的地下室面積均較大，而地下室剪力墻一般都存在裂縫這一通病，影響結(jié)構(gòu)的受力性能和使用功能，并帶來經(jīng)濟(jì)上的損失。文章針對(duì)高層建筑剪力墻裂縫，結(jié)合工程實(shí)例，系統(tǒng)的分析了裂縫產(chǎn)生原因，提出了防止混凝土裂縫的設(shè)計(jì)與施工的相關(guān)技術(shù)措施。

高層建筑；剪力墻；混凝土裂縫；處置

當(dāng)前，一般的高層建筑普遍采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用大流動(dòng)度的泵送混凝土澆注施工。預(yù)拌混凝土快速發(fā)展的同時(shí)也帶來結(jié)構(gòu)裂縫問題—，這會(huì)導(dǎo)致建筑物發(fā)生滲漏或影響結(jié)構(gòu)物的整體性能及抗震性能，對(duì)于墻板結(jié)構(gòu)的裂縫也應(yīng)引起足夠的重視。

1．剪力墻混凝土裂縫的類型與成因

裂縫一般分為表面不規(guī)則裂縫、貫穿性裂縫。表面不規(guī)則裂縫一般出現(xiàn)在混凝土澆注后不久，分布于墻體表面，這種裂縫既寬又密，但深度一般不大，多因養(yǎng)護(hù)不足而產(chǎn)生，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件影響一般不大，易于治理。豎向貫穿性裂縫一般發(fā)生在混凝土澆注后若干天后，由下而上，走向與樓面接近垂直，有的通至樓面板底但不穿過樓層，縫寬一般為0.1-0.3mm，個(gè)別可達(dá)0.4-0.5mm甚至更深，縫深一般較大，甚至可貫穿墻體。剪力墻混凝土裂縫的原因主要有：

1.1 物理方面的原因。砼收縮裂縫、強(qiáng)約束裂縫、建筑體形引起裂縫和外力作用的裂縫。砼收縮裂縫主要是砼體積收縮，使砼產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)收縮快和收縮大時(shí)，砼產(chǎn)生裂縫。強(qiáng)約束裂縫主要是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件活動(dòng)和變形的制約。當(dāng)墻體砼收縮變形產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，若外約束很強(qiáng)，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力不能造成約束變形時(shí)，則墻體砼出現(xiàn)開裂，尤其是早期砼容易開裂。當(dāng)?shù)鼗霈F(xiàn)沉降或基礎(chǔ)壓縮下沉?xí)r，墻體在基礎(chǔ)邊級(jí)部位產(chǎn)生剪力，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。外力作用的裂縫主要是墻兩側(cè)模板未同時(shí)拆除，選拆一邊，未拆的一邊模板支撐給新澆砼墻一個(gè)側(cè)向壓力，若模板支撐較緊，則砼墻產(chǎn)生裂縫。

1.2 材料方面的原因。摻合料的總摻量過多容易引起墻體開裂。理論上講，粉煤灰取代部分水泥可以降低水泥的水化熱升溫，有助于減少混凝土的溫度收縮和干燥收縮。有些工程，除了摻入粉煤灰之外，還摻入了磨細(xì)礦渣，摻合料的總摻量過多。摻合后的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較大，但保持水分的能力較差，泌水性較大，使混凝土的干縮性增大，引起裂縫。另外，配置C40和C50混凝土的單方水泥用量過大，混凝土用水量過多，都增大了墻體開裂的可能性。

1.3 設(shè)計(jì)方面的原因。鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)太厚，超出混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。當(dāng)混凝土澆注后，水化熱在墻體內(nèi)部和墻體表面由于散熱不一樣，溫度也不一樣，內(nèi)部溫度高，表面溫度低，形成溫度梯度，使混凝土墻體內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生裂縫。另外，墻體中水平筋直徑和間距過大，用后澆帶代替伸縮縫都可能引起墻體開裂。

1.4 其他原因。主要是養(yǎng)護(hù)不到位、不及時(shí)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間，與構(gòu)件項(xiàng)目、水泥品種和有無摻外加劑等有關(guān)，常用的五種水泥正溫條件下應(yīng)不少與7天；摻有外加劑或有抗?jié)B、抗凍要求的項(xiàng)目，應(yīng)不少與14天。

2. 剪力墻混凝土裂縫的處理

剪力墻混凝土裂縫的處理可采取如下方法：表面修補(bǔ)法，灌漿、嵌逢封堵法，結(jié)構(gòu)加固法，混凝土置換法，電化學(xué)防護(hù)法以及仿生自愈合法。具體來說，主要做好以下各項(xiàng)工作：

2.1 調(diào)整混凝土各組分。如采用高標(biāo)號(hào)水泥，減小水泥用量；盡量使用低水化熱的水泥；嚴(yán)格控制外加劑的品種及用量；砂宜采用中砂，保證石子級(jí)配良好，并嚴(yán)格控制砂石含泥量。混凝土中摻加膨脹劑。微膨脹劑由于在一定程度上補(bǔ)償了收縮應(yīng)力，能有效減少混凝土收縮裂縫。

2.2 拆模及養(yǎng)護(hù)。適當(dāng)延長剪力墻混凝土的拆模時(shí)間，并且拆模時(shí)不要馬上移走模板，而是先讓模板拆開一條縫隙作澆水養(yǎng)護(hù)用，從而改善混凝土的養(yǎng)護(hù)環(huán)境以達(dá)到控制墻體裂縫的目的。特別是預(yù)拌混凝土早期水化快，水化熱發(fā)展快，拌合物保水性強(qiáng)，泌水小，為此，施工過程中應(yīng)特別注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的管理及防護(hù)措施的應(yīng)用。施工中當(dāng)混凝土密實(shí)后，應(yīng)盡可能早地覆蓋養(yǎng)護(hù)，及時(shí)噴水，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，這樣，既可以減少內(nèi)外部溫差，又可以保證早期濕養(yǎng)護(hù)和后期養(yǎng)護(hù)的最佳效果。

2.3 留置后澆帶。即先澆注后澆帶兩側(cè)混凝土，約兩個(gè)月后當(dāng)混凝土收縮變形趨于穩(wěn)定時(shí)，再澆筑留縫部位，從而避免因收縮應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。在剪力墻中部設(shè)置暗梁或設(shè)置頂部暗圈梁，使貫穿性裂縫只能裂到梁底，而不至裂到樓面板底，可有效減小有害裂縫的長度。還可以在剪力墻上增開“結(jié)構(gòu)小洞”。 通過開洞把長墻變成短墻，減少混凝土收縮變形的約束，使混凝土收縮應(yīng)力得到釋放。

2.4 鋼筋方面，調(diào)整水平鋼筋配筋方案，將剪力墻水平鋼筋置于豎向鋼筋外側(cè)，有效減小了混凝土保護(hù)層厚度，增強(qiáng)了剪力墻表層混凝土的抗裂性。增加抗收縮鋼筋。遵循配筋細(xì)而密可抵抗收縮應(yīng)力的原則，適當(dāng)增加水平鋼筋的配筋率、減小鋼筋直徑而縮小配筋間距。另外在對(duì)剪力墻造成約束的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與其連接處增設(shè)鋼筋對(duì)裂縫亦能起到一定的抑制作用。

2.5 裂縫補(bǔ)強(qiáng)治理方面，當(dāng)裂縫不能自我愈合，長期存在會(huì)給結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶來不良影響時(shí)，可在裂縫發(fā)展穩(wěn)定后，針對(duì)不同大小的裂縫采取相應(yīng)的有關(guān)治理措施。用角鋼鑲嵌在四角，并用扁鋼將角鋼箍緊，以提高結(jié)構(gòu)承載能力；在混凝土表面用結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，以提高混凝土承載力；用增設(shè)支點(diǎn)減少結(jié)構(gòu)跨度，達(dá)到減少結(jié)構(gòu)受力；結(jié)構(gòu)在地震作用下，其強(qiáng)度與變形不能滿足規(guī)范要求時(shí)，還可以在房屋適當(dāng)位置增設(shè)剪力墻以抵抗地震作用。

3.結(jié)語

總之，剪力墻混凝土裂縫的發(fā)生有各種各樣的原因，只要從設(shè)計(jì)、施工、材料、商品混凝土配制等方面加以重視，一定能避免問題的發(fā)生。

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