高層建筑剪力墻為裂縫防治

高層建筑剪力墻為裂縫防治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(xiàn)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(yǎng)護一周左右拆模，內(nèi)墻第二年2月拆模，養(yǎng)護近90天。經(jīng)現(xiàn)場實地考察，內(nèi)外剪力墻出現(xiàn)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(nèi)側裂縫13處，內(nèi)墻21處，縫深10mm、寬約0.2mm。1成因分析現(xiàn)澆混凝土產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的裂縫，總之原因很復雜，有多種或單種原因造成，根據(jù)本工程的具體情況用排除法分析一下剪力墻豎向產(chǎn)生裂縫而橫向無一裂縫的原因。1.1水泥干縮產(chǎn)生的裂縫（塑性收縮、干燥收縮）這種裂縫出現(xiàn)在混凝土表面，比較細小，長短不一，互不連通，無規(guī)律性，分布不均勻，寬度在0.05～0.2mm之間?；炷脸尚秃笃芈对诳諝庵?，受到風吹日曬，表面水分散失快，體積收縮大，而混凝土內(nèi)部溫度變化小，表面受到混凝土內(nèi)部的約束，出現(xiàn)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(yǎng)護不當，造成水分不足容易產(chǎn)生收縮而產(chǎn)生裂縫等等。經(jīng)現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)在溫差變化較大的環(huán)境及面積或長度較大，而又未在適當?shù)牟课涣粼O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?nèi)外溫差達到25℃可能產(chǎn)生裂縫，混凝土表面溫度與大氣溫度之差大于20℃也可能產(chǎn)生裂縫。通過觀察，同時澆筑的梁、柱無一裂縫發(fā)生，所以可排除因溫差變化熱脹冷縮產(chǎn)生裂縫的可能。1.3撞擊裂縫經(jīng)調(diào)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(xiàn)裂縫。經(jīng)現(xiàn)場實地觀察，基礎梁、地面未出現(xiàn)沿墻根的裂縫，說明基礎未沉陷。若基礎梁變形使剪力墻產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)生的裂縫。1.6化學反應裂縫墻體混凝土表面未出現(xiàn)塊狀崩裂、剝落等現(xiàn)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(xiàn)了豎向裂縫，樓板、梁均無裂縫。所以可排除混凝土的質(zhì)量問題產(chǎn)生裂縫的可能。1.7外界溫度低加載過早產(chǎn)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(xiàn)裂縫。在外界溫度僅為-3～-6℃的環(huán)境下，混凝土早期強度增長緩慢，很難快速達到臨界強度。經(jīng)現(xiàn)場實地觀察，裂縫發(fā)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(fā)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(chǎn)生的橫向應力，從而加深了墻體豎向裂縫的發(fā)展。因此，可斷定該裂縫產(chǎn)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(chǎn)生的原因，可相應采取以下預防和治理措施。2.1調(diào)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(yǎng)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(yǎng)護用，從而改善混凝土的養(yǎng)護環(huán)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(fā)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(yǎng)護環(huán)節(jié)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(yǎng)護，及時噴水，適當延長養(yǎng)護時間，這樣，既可以減少內(nèi)外部溫差，又可以保證早期濕養(yǎng)護和后期養(yǎng)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(wěn)定時，再澆筑留縫部位，從而避免因收縮應力而出現(xiàn)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(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，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