工程地下室剪力墻裂縫成因分析

1、瑤琦園工程地下室剪力墻裂縫成因分析 【關(guān)鍵詞】 剪力墻 裂縫 配合比 細(xì)底模數(shù) 應(yīng)力 次應(yīng)力 篩余量 極限延伸 徐變【摘要】長(zhǎng)長(zhǎng)距離、高高標(biāo)號(hào)的的大型混混凝土剪剪力墻出出現(xiàn)裂縫縫的成因因分析與與研究是是一個(gè)復(fù)復(fù)雜而長(zhǎng)長(zhǎng)期的過過程，該該工程剪剪力墻裂裂縫的成成因不是是由應(yīng)力力產(chǎn)生的的，而是是由變形形變化引引起的。一、工程概概況及主主要施工工工藝瑤琦園工程程1、22#樓工工程設(shè)計(jì)計(jì)有一個(gè)個(gè)人防等等級(jí)為六六級(jí)的地地下室，長(zhǎng)長(zhǎng)86.5m，寬寬24.7m，層層高3.4m。結(jié)結(jié)構(gòu)采用用的是連連續(xù)剪力力墻，混混凝土采采用的CC40PP8等級(jí)級(jí)。由于于地下室室剪力墻墻的主筋筋直接錨錨固于地地下室的的頂板上上，

2、為了了保證地地下室結(jié)結(jié)構(gòu)的連連貫性與與人防工工程的密密封性要要求，我我們?cè)谑┦┕すに囁嚿喜捎糜玫氖羌艏袅εc與頂板一一次澆筑筑成型的的方法。剪剪力墻的的混凝土土澆筑量量為7669m33，頂板板的混凝凝土澆筑筑量為9937mm3。存在在的主要要矛盾是是：剪力力墻的周周長(zhǎng)達(dá)到到了2220m，而而且還不不能一次次澆筑過過高，不不能人為為地造成成斜向的的施工縫縫，要確確保人防防工程的的抗?jié)B性性和密封封性要求求。在施施工過程程中我們們精心組組織，反反復(fù)論證證澆筑的的順序，并并就混凝凝土的配配比、出出機(jī)溫度度、入模模溫度以以及減低低混凝土土的水化化熱等作作了核算算并提出出了相應(yīng)應(yīng)降低水水化熱的的措施。混混

3、凝土于于20003年66月222日早晨晨7：330開始始澆筑，224日凌凌晨5：00澆澆筑成型型。二、出現(xiàn)的的問題以以及定期期觀察的的數(shù)據(jù)在混凝土澆澆筑完畢畢后，我我們安排排了專人人進(jìn)行養(yǎng)養(yǎng)護(hù)。外外模從77月初開開始脫模模，由于于要等到到地下室室頂板梁梁達(dá)到228天齡齡期，內(nèi)內(nèi)模從77月底開開始脫模模，到88月100日整個(gè)個(gè)地下室室模板拆拆除完畢畢。在77月中旬旬外模拆拆除完后后，我們們就已經(jīng)經(jīng)觀察到到了裂縫縫；到88月初模模板完全全拆除完完畢后，我我們就出出現(xiàn)的裂裂縫出現(xiàn)現(xiàn)的部位位、長(zhǎng)度度、寬度度、裂縫縫的形式式進(jìn)行了了定期系系統(tǒng)的觀觀測(cè)。通通過觀測(cè)測(cè)與比較較，我們們發(fā)現(xiàn)：裂縫寬寬度絕大大部

4、分都都在0.2mmm以下，均均于底板板成垂直直狀態(tài)，且且分布比比較有規(guī)規(guī)律，基基本分布布在柱邊邊距柱11/3以以及兩柱柱跨中的的位置。觀測(cè)的數(shù)據(jù)據(jù)如下： 混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)裂縫縫檢查記記錄工程名稱瑤琦園工程程1、2#樓檢查日期2003.8.113氣溫：255388檢查日期2003.9.112氣溫：211344檢查部位檢查結(jié)果檢查部位檢查結(jié)果寬度（mmm）長(zhǎng)度（m）寬度（mmm）長(zhǎng)度（m）A軸1920線線0.17 1.40 A軸1920線線0.19 1.70 A軸1719線線0.18 1.78 A軸1719線線0.19 1.90 A軸1719線線0.20 2.00 A軸1719線線0.21 2.00

5、 A軸1617線線0.18 2.16 A軸1617線線0.18 2.21 A軸1617線線0.14 1.56 A軸1617線線0.15 1.74 A軸1416線線0.15 1.65 A軸1416線線0.15 1.70 A軸1213線線0.19 2.03 A軸1213線線0.19 2.08 A軸1012線線0.19 2.03 A軸1012線線0.15 2.10 A軸1012線線0.15 1.87 A軸1012線線0.15 1.90 A軸8110線0.17 2.01 A軸8110線0.17 2.06 A軸688線0.19 1.76 A軸688線0.19 1.85 A軸466線0.15 1.82 A

6、軸466線0.16 1.87 A軸466線0.14 1.78 A軸466線0.15 1.92 混凝土土結(jié)構(gòu)裂裂縫檢查查記錄工程名稱瑤琦園工程程1、2#樓檢查日期2003.10.13氣溫：155299檢查日期2003.9111.122氣溫：36檢查部位檢查結(jié)果檢查部位檢查結(jié)果寬度（mmm）長(zhǎng)度（m）寬度（mmm）長(zhǎng)度（m）A軸1920線線0.21 1.80 A軸1920線線0.22 1.80 A軸1719線線0.19 1.93 A軸1719線線0.19 1.93 A軸1719線線0.22 2.00 A軸1719線線0.21 2.00 A軸1617線線0.18 2.25 A軸1617線線0.19

7、2.25 A軸1617線0.17 1.80 A軸1617線線0.19 1.80 A軸1416線線0.16 1.73 A軸1416線線0.19 1.73 A軸1213線線0.20 2.10 A軸1213線線0.21 2.10 A軸1012線線0.21 2.15 A軸1012線線0.22 2.15 A軸1012線線0.15 1.94 A軸1012線線0.18 1.94 A軸8110線0.18 2.20 A軸8110線0.22 2.20 A軸688線0.20 1.85 A軸688線0.20 1.85 A軸466線0.17 1.90 A軸466線0.20 1.90 A軸466線0.16 2.00 A軸

8、466線0.19 2.00 混凝土使用用的材料料、配合合比以及及28天天強(qiáng)度所使用的材材料：11、水泥泥：臺(tái)灣灣亞東水水泥廠洋洋房牌PP42.5水泥泥，經(jīng)檢檢驗(yàn)符合合GB1134-99標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；22、外加加劑：武武漢浩源源化學(xué)建建材有限限公司產(chǎn)產(chǎn)FDNN-90000緩緩凝型高高效減水水劑，經(jīng)經(jīng)檢驗(yàn)符符合GBB80777-220000、GBB80776-119977標(biāo)準(zhǔn)；3、粉粉煤灰：陽邏電電廠產(chǎn)級(jí)粉煤煤灰，主主要指標(biāo)標(biāo)均符合合級(jí)粉煤煤灰指標(biāo)標(biāo)；4、膨膨脹劑：三源牌牌UEAA膨脹劑劑，經(jīng)檢檢驗(yàn)符合合JC4476-20001技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；5、砂砂：巴河河產(chǎn)中粗粗砂，細(xì)細(xì)底模數(shù)數(shù)Mx=2.77，含泥泥量

9、1.1%，泥泥塊含量量0.3%，符符合用于于C300C660等級(jí)級(jí)的混凝凝土，66、黃石石產(chǎn)碎石石，顆粒粒級(jí)配符符合531.5粒級(jí)級(jí)，含泥泥量0.7%，泥泥塊含量量0.2%，符符合用于于C300C660等級(jí)級(jí)的混凝凝土。所采用的配配比：水水泥砂石粉煤灰UEAFDN-9900001803507081062605011.044該配合比水水灰比為為0.441，砂砂率為440%，符符合防水水混凝土土配合比比的設(shè)計(jì)計(jì)要求。28天齡期期的強(qiáng)度度共留置混凝凝土試快快13組組，288天齡期期的強(qiáng)度度為：45.446.646.947.145.747.646.746.846.746.345.641.840.3平均

10、值：445.66MP；最高值值：477.6MMP；最最低值：40.3MPP按數(shù)理統(tǒng)計(jì)計(jì)與非數(shù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)計(jì)均符合合檢驗(yàn)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的合合格要求求。三、對(duì)裂縫縫成因的的分析我們知道裂裂縫的產(chǎn)產(chǎn)生的原原因主要要有以下下三種：1、由外荷荷載（如如靜載、動(dòng)動(dòng)荷載），即即按常規(guī)規(guī)計(jì)算的的主要應(yīng)應(yīng)力引起起的裂縫縫；2、由外荷荷載作用用，結(jié)構(gòu)構(gòu)次應(yīng)力力引起的的裂縫；3、由變形形變化引引起的裂裂縫，結(jié)結(jié)構(gòu)由溫溫度、收收縮和膨膨脹等因因素引起起的裂縫縫。從混凝土的的配比，強(qiáng)強(qiáng)度以及及我們的的施工工工藝流程程來看，我我們并不不存在施施工組織織不當(dāng)、配配比不當(dāng)當(dāng)、強(qiáng)度度不夠的的問題，但但是為什什么會(huì)出出現(xiàn)裂縫縫呢？根根據(jù)力學(xué)

11、學(xué)原理來來說，產(chǎn)產(chǎn)生裂縫縫的原因因不同，所所產(chǎn)生裂裂縫的分分布、裂裂縫的形形狀也不不同。例例如：由由主應(yīng)力力與次應(yīng)應(yīng)力的原原因產(chǎn)生生的裂縫縫大多與與構(gòu)件的的長(zhǎng)邊方方向是呈呈45分布，也也就是工工程、力力學(xué)上常常提起的的45斜裂縫縫。通過過我們拆拆除外模模后所觀觀察到的的，還沒沒有施加加外荷載載時(shí)，已已經(jīng)產(chǎn)生生了早期期裂縫，且且裂縫幾幾乎垂直直于底板板，分布布比較有有規(guī)律，大大多分布布在距離離柱邊11/3的的位置，或或在兩柱柱跨中的的部位，這這與大多多數(shù)相似似工程的的地下室室剪力墻墻產(chǎn)生的的裂縫分分布及形形狀一致致。因此此，不難難分析，該該剪力墻墻裂縫的的成因不不是由應(yīng)應(yīng)力產(chǎn)生生的，而而是由變變

12、形變化化引起的的。通過過對(duì)大量量的專業(yè)業(yè)專著的的查閱以以及業(yè)內(nèi)內(nèi)專家的的交流，認(rèn)認(rèn)為：對(duì)對(duì)于地下下室剪力力墻來說說，引起起變形變變化而產(chǎn)產(chǎn)生的裂裂縫因素素很多，但但主要成成因有三三點(diǎn)：11、混凝凝土的收收縮變形形；2、結(jié)結(jié)構(gòu)由于于溫度的的變化引引起的變變形；33、兩種種因素共共同疊加加共同產(chǎn)產(chǎn)生的變變形。1、混凝土土的收縮縮變形眾所周知，混混凝土的的收縮是是混凝土土的特性性之一，一一般混凝凝土收縮縮率在00.044%00.066%左右右。水泥泥執(zhí)行新新的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)后按中中科院建建材研究究所所作作的抽樣樣檢測(cè)，發(fā)發(fā)現(xiàn)執(zhí)行行新的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)后,為了符符合新標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)強(qiáng)度的要要求,水水泥細(xì)度度普遍比比原來提提

13、高了,由于細(xì)細(xì)度的提提高加大大了混凝凝土的收收縮,甚甚至高大大0.008%。老老標(biāo)準(zhǔn)實(shí)實(shí)施時(shí)混混凝土的的篩余量量在35%之之間，現(xiàn)現(xiàn)在只有有0.551%之間，水水泥的細(xì)細(xì)度顯然然有了明明顯的提提高，勢(shì)勢(shì)必使混混凝土的的收縮率率增加?；旎炷潦鞘且粋€(gè)脆脆性材料料，其抗抗拉能力力低，當(dāng)當(dāng)其收縮縮所引起起的內(nèi)應(yīng)應(yīng)力大于于混凝土土的抗拉拉強(qiáng)度時(shí)時(shí)，混凝凝土構(gòu)件件即會(huì)開開裂。眾眾所周知知，混凝凝土的極極限延伸伸值為00.022%，當(dāng)當(dāng)收縮率率超過00.022%時(shí)，柱柱與底板板的剛度度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大大于剪力力墻的短短向剛度度，也就就是說底底板與柱柱約束了了剪力墻墻的變形形使之產(chǎn)產(chǎn)生了拉拉應(yīng)力，引引起剪力力墻的開開

14、裂。雖雖然，在在混凝土土的配比比中采用用了UEEA膨脹脹劑進(jìn)行行補(bǔ)償性性收縮，但但C400混凝土土的膠凝凝材料每每立方達(dá)達(dá)到了4471KKg，其其收縮率率也高于于一般常常規(guī)等級(jí)級(jí)混凝土土而達(dá)到到了0.06%左右。根根據(jù)補(bǔ)償償收縮的的通用公公式2-sm=D，2為限制制膨脹率率，sm是是各種收收縮之和和，通常常表示混混凝土的的收縮率率，D為為補(bǔ)償收收縮的最最終變形形，即剩剩余變形形，采用用UEAA膨脹后后在混凝凝土中的的補(bǔ)償收收縮率一一般在00.022%，即即2取0.02%，代入入計(jì)算式式即變形形的絕對(duì)對(duì)值為D=0.002%-0.006%=0.04%極極限延伸伸值0.02%，出現(xiàn)現(xiàn)開裂。2、結(jié)構(gòu)由

15、由溫度引引起的變變形墻體澆筑在在底板上上，對(duì)墻墻體來說說底板的的剛度非非常之大大，墻體體澆筑后后由于水水泥水化化熱溫升升比較大大，混凝凝土膨脹脹變形；當(dāng)水泥泥的水化化熱逐步步降低后后，混凝凝土做降降溫收縮縮。而底底板在空空間的變變形基本本不受約約束，剪剪力墻的的全部或或部分變變形受到到底板和和柱的約約束，將將會(huì)在混混凝土的的內(nèi)部產(chǎn)產(chǎn)生很大大的拉應(yīng)應(yīng)力，產(chǎn)產(chǎn)生降溫溫收縮裂裂縫，這這是形成成剪力墻墻早期出出現(xiàn)裂縫縫的因素素。剪力力墻的施施工時(shí)的的最高溫溫度為335，最低低溫度為為18，歷經(jīng)經(jīng)最高溫溫的411，最低低溫的117，溫差差24，在溫溫度的作作用下，由由于收到到線膨脹脹因素的的影響結(jié)結(jié)構(gòu)在做做交替伸伸縮變形形，導(dǎo)致致同一裂裂縫的寬寬度在做做交替變變化。四、總結(jié)語語我們都知道道，混凝凝土的澆澆筑至成成型是一一個(gè)十分分復(fù)雜的的物理化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)交替進(jìn)進(jìn)行的過過程，在在混凝土土澆筑后后幾十年年的過程程中都存存在著各各種各樣樣復(fù)雜的的物理化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)，比如如說混凝凝土的徐徐變