高层建筑地上剪力墙结构收缩裂缝的控制

高层建筑地上剪力墙结构收缩裂缝的控制

史晓飞

陕西建工第四建设集团有限公司，陕西省渭南市，714000

摘要：随着建筑规模的增大，高层建筑采用剪力墙结构越来越多，墙体混凝土强度等级越来越高，单片墙肢的混凝土用量越来越大，在施工阶段通过对施工关键环节以及后期养护的管控措施应按规范执行到位，否则极易产生收缩裂缝，影响结构耐久性和安全度。因此，分析剪力墙结构收缩裂缝的形成原因，并据此总结控制裂缝产生的有效措施，是有其实际意义的。

关键词：剪力墙；混凝土裂缝；控制治理

引言

高层建筑剪力墙结构主要由钢筋和混凝土组成，因其高稳定性和高承载能力，在建筑工程中有着广泛的应用。为提升居住舒适度和得房率，在进行户型方案设计时，越来越多的开发商追求更少的剪力墙数量，对墙厚的控制也很严格，而更高的楼层导致剪力墙的竖向荷载更大，为满足承载能力要求，剪力墙混凝土强度等级逐步提高，墙长也逐步加大。而高标号、大体积的商品混凝土，因其自身材料配比特性，以及水化热的原因，往往很容易在施工阶段产生收缩裂缝。这同时对施工关键环节，如模板加工制作、混凝土浇捣过程中的充分振捣、浇筑完成后的湿水养护以及严格控制拆模时间等，都提出了很高的要求。基于高层建筑剪力墙结构的有点，此文章将会结合实际情况，对建筑美工程采取合理的防止裂缝措施，希望能够对该问题进行有效的处理。

1、超高层建筑地上剪力墙裂缝的形成机理

        1.1混凝土裂缝的种类

        只要是混凝土结构就一定会存在裂缝问题，即便是在混凝土上没有任何的承载物，这种问题也是很难得到避免的。对裂缝问题分别在宏观和微观的角度进行分析，一般情况下如果裂缝问题是微观上的裂缝，这种混凝土还可以投入到正常的使用当中，但是如果混凝土上存在的是宏观的裂缝，那么这种裂缝的危害则是非常大的。再从裂缝的深度上进行分析，裂缝的深度大致可以被分成三种形式，主要分为表层裂缝、深层裂缝以及贯穿形的裂缝，在施工过程中设计者更加看中的是后面两种裂缝，深层裂缝和贯穿裂缝给混凝土带来的危害更大。而针对裂缝出现的成因，文章主要会从收缩和温度这两种原因进行分析[1]。

        1.2地上剪力墙裂缝的形成塑

        有混凝土收缩原因而产生的裂缝，出现这种裂缝的原因分成了很多种情况，有一种收缩情况是自收缩，该收缩同时结合了物理过程和化学过程，出现自收缩情况的主要原因是在混凝土含有较多的水分，和外界因素是无关的，这一过程是水和水泥之间进行反应的过程。但是具体来讲自收缩并不单指收缩，有时遇到的膨胀变形的情况也属于自收缩的一种。还有一种收缩是浇筑过程中出现了水分流失使得混凝土出现收缩现象。这种收缩原因也是出现裂缝的重要原因。干燥收缩是另一种收缩形式，这种收缩形式是混凝土在经过长时间的使用后和空气之间进行了亲密接触，在接触过程中会和水蒸气产生反应，当混凝土处于较为干燥的环境中时就会出现混凝土收缩的现象，而混凝土处于潮湿的环境中时则会出现膨胀的现象。这种情况下也可能会出现裂缝，因此在对高层建筑地上剪力墙进行施工的过程中要采取合理的填土，从而保证混凝土的稳定性。

2、高层建筑剪力墙结构收缩裂缝的形成原因

        2.1混凝土的自收缩。混凝土自我收缩是物理和化学过程的组合，只受自身湿度的影响，与外界条件无关，主要是水和水泥的混合过程。自收缩不仅限于混凝土收缩，有时还包括膨胀变形。高层建筑中常见的混凝土收缩主要是塑性收缩、干收缩和混凝土膨胀。其中，塑性收缩主要发生在浇筑过程中，是混凝土浇筑过程中水分流失造成的，是剪力墙结构裂缝的主要原因。干缩主要发生在混凝土的使用阶段，当它在干燥的环境中对空气中的水汽发生反应时，由于混凝土与空气的长期接触，就会发生干缩。如果是在潮湿环境中与空气中的水汽发生反应，则会膨胀和开裂。

        2.2混凝土的入模温度。混凝土入模温度过高可能会导致剪力墙结构出现裂缝，混凝土的温度应力主要受水泥的变化、成型时间、外部温度变化、使用条件等因素的影响。施工时应严格控制混凝土浇筑时间，控制入模温度，浇筑完成后应加强湿水养护，冬季施工时应增加保温措施。

        2.3应用于剪力墙的限制条件。在高层建筑中，剪力墙受到各种限制条件的影响，进一步增加了剪力墙产生收缩裂缝的可能性。在实际项目中，单栋住宅往往不会设置伸缩后浇带，剪力墙结构受楼板、框架梁等约束，不能自由变形，也不能随约束构件的变形而变形。而剪力墙的刚度相对水平构件要大得多，当变形受限后，自然会在剪力墙内部或者剪力墙与连梁交界处（刚度突变处）形成收缩裂缝[2]。

        工程实践表明，剪力墙收缩裂缝往往出现在浇筑阶段和拆模后。混凝土浇筑阶段若振捣不到位，材料配比控制不合格，经常会出现表面不规则裂缝。模板拆除后会发现贯穿性裂缝，裂缝的部位自下向上，与楼面处于垂直状态，往往是因为后期养护不到位，或者拆模时间过早导致混凝土在强度未完全达标的情况下承受上部荷载形成的。       

3、高层建筑地下室剪力墙裂缝控制措施

        为避免出现裂缝而影响结构的安全性，也为了完成既定的优质样板工程的质量目标。建设单位、设计单位、施工单位、监理单位、商品混凝土供应单位的工程技术人员专门召开了专题研究会探索一条行之有效的施工管理措施。

   3.1控制水灰比

　　在进行施工的过程中需要严格控制水灰比例，保证按照高质量的配比内容进行混凝土配置。由于在预拌混凝土自施工现场到施工现场存在一定距离，一旦运输到现场之后，不能够满足泵送施工要求之后，需要严格控制现场的施工人员对预拌混凝土进行注水。因此，在进行浇筑混凝土的过程中，现场控制人员需要对现场进行全面施工控制，在现场配备减水剂，一旦泵送混凝土不能够达标，需要进行坍落度的调整。

　　3.2控制混凝土原材料拌制

　　在选择混凝土编制原材料方面，选用低水化的普通硅酸盐水泥，主要选取硬质碎石，控制石子的优化级配，保证各项配置原材料得到控制。砂石选取中粗砂，保证将水泥用量降低至5%至10%，降低混凝土的水化热以及收缩。同时，适当的使用外加剂以及掺合料，在混凝土当中掺加适当的粉煤灰，可以减少水泥用量内容，充分的改善混凝土的和易性，减少开裂的危险性。只有保证将原材料内容进行充分的拌制，才能够控制地下室质量[3]。

　　3.3调整剪力墙的钢筋配置

　　在设计初期，剪力墙当中的水平筋为 16@200，由于钢筋在布置的过程中，间距较大，不能够对整个混凝土存在的微缝隙内容起到约束作用，在泵送混凝土施工所形成的剪力墙极容易产生纵向裂缝。因此，这一问题的出现，需要早保证剪力墙钢筋率不变的状况下，应用较小直径的钢筋，将剪力墙当中的间距进行缩小，充分的提高钢筋混凝土构件当中的变形能力。经过实际设计分析，将 16@200的水平钢筋改为 14@150，在墙与柱之间设立长度为1m的 12@200的水平加强筋，为剪力墙的自身强度提供多重保障。

　　3.4掌控拆模时间

在地下室底板与剪力墙完成混凝土浇筑之后，重视养护与回填。由于混凝土的水化时间过程中，主要集中与混凝土浇注完成后的3d到5d，这一阶段的水化热时间较高，如果在该阶段进行拆模，将导致强图过早的暴露在大气当中，受到内外温差的影响，极易出现裂缝。因此，在进行拆模方面，需要将时间控制在14d，待混凝土安全凝结后进行拆模，减少温差收缩。       

4、剪力墙收缩裂缝的事后处理

        该剪力墙混凝土裂缝属收缩性裂缝，不会对结构安全造成影响。但裂缝会导致剪力墙钢筋锈蚀而影响其耐久性，需要对裂缝进行封闭处理。对于宽度小于0.2mm的非贯穿性裂缝，使用水泥浆液加108胶进行表面封闭；对于大于0.2mm的裂缝，则使用环氧树脂进行灌浆封闭。

结语

        综上所述，近些年我国建筑行业得到了高速的发展，在这样的发展背景下，混凝土的使用更加广泛，施工技术人员对混凝土的使用质量提出了更高的要求。在对混凝土进行使用的过程中，产生裂缝现象是非常普遍的，同时在对裂缝进行维修时需要耗费较多的维修资金，因此作为技术人员应当针对这种情况采取相应的改善手段，将改善后的施工技术替代传统的施工工艺。

参考文献

        [1]黄镇川.高层建筑地上剪力墙结构收缩裂缝的控制[J].2021(2011-5):153-153.

        [2]晋伟伟.试论高层建筑剪力墙结构设计要点及布局[J].商品与质量,2019,000(046):116.

        [3]陈铭.研究高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略[J].中华建设,2019(9):2.