建設單位同時開工三棟高層，三棟高層設計高度31層，剪力墻設計強度等級為C45P6，其中一棟的現澆商品混凝土由筆者所在的混凝土公司提供，墻厚300~350mm，水平和豎向均為雙排鋼筋，澆筑時間為11月下旬，室外溫度-3~-6攝氏度，空氣濕度30%以下工地有專門測混凝土入模溫度的工作人員，入模溫度通常都能達到7~10℃；外剪力墻澆筑完后養護一周左右拆模，內墻第二年2月拆模，養護近90天。經現場實地考察，內外剪力墻出現豎向裂縫約50條，其中有兩條貫通的裂縫，寬度約0.5mm，另外兩棟樓外墻內側裂縫13處，內墻21處，縫深10mm、寬約0.2mm。 1 成因分析 現澆混凝土產生裂縫的原因很多，施工單位通常把責任推給混凝土公司，就會造成一些不必要的糾紛。產生裂縫的原因常見的有： （1）荷載裂縫； （2）沉降裂縫； （3）溫度及收縮裂縫； （4）化學因素等產生的裂縫，總之原因很復雜，有多種或單種原因造成，根據本工程的具體情況用排除法分析一下剪力墻豎向產生裂縫而橫向無一裂縫的原因。 1.1 水泥干縮產生的裂縫（塑性收縮、干燥收縮） 這種裂縫出現在混凝土表面，比較細小，長短不一，互不連通，無規律性，分布不均勻，寬度在0.05～0.2mm之間。混凝土成型后曝露在空氣中，受到風吹日曬，表面水分散失快，體積收縮大，而混凝土內部溫度變化小，表面受到混凝土內部的約束，出現拉應力引起的收縮。近年來水泥顆粒粒徑變小，早期強度上升快，水泥是水硬性材料，在硬化初期如果養護不當，造成水分不足容易產生收縮而產生裂縫等等。經現場實地考察，剪力墻僅有豎向裂縫而無橫向裂縫，可排除水泥干縮產生裂縫的可能。 1.2 溫差變化熱脹冷縮效應引起的裂縫 這種裂縫一般出現在溫差變化較大的環境及面積或長度較大，而又未在適當的部位留設伸縮縫的構件或結構上，如大體積混凝土（大型設備基礎、電廠輸煤溝、鋼鐵廠大跨度梁）?；炷羶韧鉁夭钸_到25℃可能產生裂縫，混凝土表面溫度與大氣溫度之差大于20℃也可能產生裂縫。通過觀察，同時澆筑的梁、柱無一裂縫發生，所以可排除因溫差變化熱脹冷縮產生裂縫的可能。 1.3 撞擊裂縫 經調查剪力墻未受到任何撞擊荷載作用，可排除。 1.4 不均勻沉降引起的裂縫 由于地基的不均勻沉降造成基礎或圈梁、大梁及其他構件拉力過大而出現裂縫。經現場實地觀察，基礎梁、地面未出現沿墻根的裂縫，說明基礎未沉陷。若基礎梁變形使剪力墻產生裂縫應該是墻體下部裂縫大而上部無裂縫，所以可排除不均勻沉降引起裂縫的可能。 1.5 應力集中引起的裂縫 這種裂縫一般出現在混凝土板的陰陽轉角處或支座處，是由于板面負彎矩鋼筋配筋不足或鋼筋粗而間距過大造成的。此剪力墻裂縫顯然不屬于這種原因產生的裂縫。 1.6 化學反應裂縫 墻體混凝土表面未出現塊狀崩裂、剝落等現象；水泥廠提供了水泥安定性合格報告，商品混凝土公司實驗室對水泥的安定性檢測結果合格。另外，三棟樓采用了不同的三種商品混凝土，所用水泥和混凝土配合比都是不同的，結果是三棟樓的剪力墻都出現了豎向裂縫，樓板、梁均無裂縫。所以可排除混凝土的質量問題產生裂縫的可能。 1.7 外界溫度低加載過早產生裂縫 施工時因拆模過早，混凝土強度未達到設計要求而提前加荷，使構件過載而出現裂縫。 在外界溫度僅為-3～-6℃的環境下，混凝土早期強度增長緩慢，很難快速達到臨界強度。經現場實地觀察，裂縫發生在較長的剪力墻處，裂縫多平行于短邊，寬度在0.2～0.5mm之間，發生在澆筑后2～3個月。墻體澆筑后冬季溫度過低，混凝土早期強度增長緩慢，混凝土的抗拉應力小于自重和上部荷載作用產生的橫向應力，從而加深了墻體豎向裂縫的發展。因此，可斷定該裂縫產生的原因是混凝土早期受凍且加載過早所造成。 2 裂縫的預防和治理措施 針對上述裂縫產生的原因，可相應采取以下預防和治理措施。 2.1 調整混凝土各組分。如采用高標號水泥，減小水泥用量；盡量使用低水化熱的水泥；嚴格控制外加劑的品種及用量；砂宜采用中砂，保證石子級配良好，并嚴格控制砂石含泥量。 2.2 拆模及養護。適當延長剪力墻混凝土的拆模時間，并且拆模時不要馬上移走模板，而是先讓模板拆開一條縫隙作澆水養護用，從而改善混凝土的養護環境以達到控制墻體裂縫的目的。特別是預拌混凝土早期水化快，水化熱發展快，拌合物保水性強，泌水小，為此，施工過程中應特別注意加強養護環節的管理及防護措施的應用。施工中當混凝土密實后，應盡可能早地覆蓋養護，及時噴水，適當延長養護時間，這樣，既可以減少內外部溫差，又可以保證早期濕養護和后期養護的最佳效果。 2.3 混凝土中摻加膨脹劑。微膨脹劑由于在一定程度上補償了收縮應力，能有效減少混凝土收縮裂縫。 2.4 剪力墻上增開"結構小洞"。這可能是最有效的方法，通過開洞把長墻變成短墻，減少混凝土收縮變形的約束，使混凝土收縮應力得到釋放，從而達到控制墻體裂縫的目的，但必需重新對結構進行計算，確保結構的安全及正常的使用功能。 2.5 留置后澆帶。即先澆注后澆帶兩側混凝土，約兩個月后當混凝土收縮變形趨于穩定時，再澆筑留縫部位，從而避免因收縮應力而出現裂縫。 2.6 在剪力墻中部設置暗梁（或設置頂部暗圈梁）。這樣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。 2.7 調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，有效減小了混凝土保護層厚度，增強了剪力墻表層混凝土的抗裂性。 2.8 增加抗收縮鋼筋。遵循配筋細而密可抵抗收縮應力的原則，適當增加水平鋼筋的配筋率、減小鋼筋直徑而縮小配筋間距。另外在對剪力墻造成約束的結構構件與其連接處增設鋼筋對裂縫亦能起到一定的抑制作用。 2.9 裂縫補強治理措施。當裂縫不能自我愈合，且長期存在會給結構構件帶來耐久性、安全性和建筑使用功能等方面的影響而必須給予治理時，可待裂縫發展穩定后，針對不同大小的裂縫采取相應的有關治理措施。 3 結語 裂縫產生的原因比較復雜，不僅與剪力墻尺寸及其所受約束有關，而且與構成墻體的各種材料及其形成環境等多種因素有關，本工程裂縫的處理也充分說明了這一點。實踐證明，只要從設計、材料、施工及環境等方面進行分析，并采取控制裂縫的各種措施，實施綜合治理，高層建筑混凝土剪力墻的裂縫是可以控制的。 |
