剪力墙墙体竖向微小裂缝的预防与控制措施探讨

1、剪力墙墙体竖向微小裂缝的预防与控制措施探讨摘 要：目前许多高层建筑的筒体部分采用钢板混凝 土组合剪力墙，即在高强、高性能混凝土中加入钢板或者在 钢框架隔板之间浇筑高强、高性能混凝土，然而工程中混凝 土的开裂可谓是“多发病” ，当混凝土开裂严重时，其对结 构的整体受力性能和耐久性能都会造成致命影响。文章从现 场实际情况出发，研究剪力墙的竖向微小裂缝产生的原因及 预防与控制措施，对提高剪力墙结构的质量有借鉴性意义。关键词：剪力墙结构；质量通病；竖向微小裂缝二、工程概况某工程 1#-4# 住宅楼均为剪力墙结构，平面造型相似， 基础均为板式筏形基础；地上 28 层高层部分附带 8 层多层 部分，地下二

2、层；其中 1#、2#、 4#楼混凝土由同一家商混公 司A提供，3#楼混凝土由另一家商混公司B提供；但在1#-3#楼主体施工中均发现，相同部位剪力墙均出现局部墙体竖向 微小裂缝，主要集中在地下部分及地上 1 层。地下部分此位 置竖向钢筋与水平钢筋均为三级 12200 的钢筋，墙厚 250mm ;墙长 5500mm。三、剪力墙竖向微裂缝产生原因 剪力墙结构中墙体产生竖向微小裂缝的原因较多，情况 也较为复杂，但近年来剪力墙微小裂缝发生的几率明显上 升，其中主要有以下几点：水泥水化热，环境温度的变化， 混凝土的收缩变形，约束失衡，混凝土养护不足，墙体保护 层过大。3.1、水泥水化热 水泥水化的过程中会

3、产生大量水化热，而城市混凝土剪 力墙一般断面较厚，并且由于混凝土导热性能较差，聚集在 结构物内部的水化热不易散失，混凝土结构内部温度急剧上 升。相关工程实践表明，水泥水化温升约为15C30C，有时甚至可达到40 C。因水泥水化热引起的混凝土绝热温升与 水泥品种和水泥用量有关，并与混凝土龄期呈指数增长关 系，混凝土浇筑 2 4d 绝热温升最高。由于浇筑初期混凝土 弹性模量和强度较低，对因水化热引起的温升影响不大，相 应龄期的结构温度应力也比较小。随着混凝土龄期的增长， 混凝土弹性模量增大，因混凝土内部的降温收缩而受到的约 束也越来越大，结构将产生较大的拉应力，这种拉应力大于 相应龄期混凝土的抗拉

4、强度时，结构开裂。3.2、环境温度的变化 在混凝土结构的施工养护阶段，环境温度的变化对混凝 土内外温差有很大影响。外界气温越高，混凝土的入模温度 也越高，混凝土内部温度越高。施工养护期间环境温度急剧 变化特别是当寒潮到来时，混凝土表面温度迅速降低，而若 此时混凝土结构内部仍处升温阶段，将会在结构表面形成较 大的温度梯度，限制混凝土急剧收缩，从而引起较大的温度 应力，在混凝土结构表面产生裂缝。混凝土结构的内外温差 =混凝土结构内部中心点的温度 -相应龄期混凝土表面温度， 其中混凝土结构内部中心点的温度是浇筑温度、水化热的绝 热温升、结构物散热降温等因素的叠加；混凝土表面温度可近似取 为环境温度。

5、可见环境温度的变化直接影响结构内外温差， 进而影响温度应力，所以在施工、养护过程中充分考虑环境 温度的变化、做好保温措施对于减小内外温差、控制温度裂 缝具有重要意义。3.3、混凝土的收缩变形 混凝土的收缩变形包含两个阶段：硬化初期水泥是凝结 固化过程所产生的体积收缩和后期混凝土内部自由水分的 蒸发所引起的干缩。影响混凝土结构收缩变形的因素如下：（1）混凝土的配合比。水灰比越大、水泥用量越多，混凝 土收缩越大，而良好的骨料级配对混凝土的收缩有限制作 用；（2）干燥失水。 干燥失水是导致混凝土收缩的重要原因， 所以结构养护温度、湿度是影响其水分保持的重要因素。工 程实践表明，高温湿养可加快水化作用

6、，从而减少混凝土中 自由水分的含量，减小收缩； （ 3）体表比（构件体积与其表 面积的比值）。试验表明体表比决定了混凝土中水分的蒸发 速度，体表比越小构件的收缩量越大。3.4、约束失衡 在剪力墙结构中约束分为内部约束和外部约束。其中内 部约束包括： （ 1）混凝土墙体内配筋对混凝土收缩变形的约 束；当设计的剪力墙水平分布筋与竖向配筋配筋率过小时， 就会使墙体钢筋骨架的内力无法平衡混凝土的温度应力产 生的收缩，就会在剪力墙体表面产生竖向裂缝。这是较为常 见的内外约束失衡； （ 2）墙体内收缩较小的部位对收缩较大 的部位的约束；当现场墙体竖向钢筋或水平钢筋间距绑扎不 均匀时就会使墙体不同部位约束不

7、同； （ 3）墙体内暗柱、暗 梁对墙板收缩变形的约束； （ 4）长度大的砼墙，墙端与墙中 收缩变形的相互约束。外部约束包括： （ 1）墙体以下的基础 对墙体的约束；（2）墙体顶上的楼板或梁对墙体的约束； （ 3） 混凝土收缩产生的约束。3.5、混凝土养护不足 混凝土养护对于控制混凝土裂缝相当重要，当混凝土墙 体模板过早拆除时，此时墙体的抗裂强度较小，由于剪力墙 墙体表面的水分蒸发时需要吸热，使剪力墙表面急剧降温， 墙体内部温度较高，形成内外温差较大，此时墙体表面混凝 土发生收缩， 由于混凝土养护时间较短， 表面抗裂强度较低， 从而形成墙体表面竖向微裂缝。3.6、墙体保护层过大设计保护层不当或施

8、工中保护层控制不到位都会产生墙体竖向微小裂缝。剪力墙墙体内钢筋骨架对混凝土有约束 作用，此约束力距离钢筋越近约束力越强，当墙体保护层过 大时，混凝土产生收缩，在剪力墙墙体表面产生温度应力， 此应力大于钢筋的约束力，即在混凝土表面产生竖向微小裂 缝。四、预防与控制措施为了更好的控制剪力墙墙体微小竖向裂缝， 在 4#楼施工 时，提出了两种控制裂缝发生的措施，具体见下表1。通过观察发现，控制约束对于控制墙体竖向微裂缝较为 明显，由此可以判断 1#-3#楼墙体微小裂缝产生的主要原因 是墙体配筋不合理导致。因此笔者认为控制墙体竖向微小裂 缝应从以下两点出发： （1）加强约束；（ 2）确保标准化施工。4.

9、1、加强约束 在设计过程中，对于墙体较长的剪力墙一定要控制好墙 体内部配筋，对于较长墙体应加强水平钢筋与竖向钢筋的配 筋，通过改变墙体钢筋间距或直径来提高墙体的约束力，这 样可以降低裂缝产生的概率。此外，如果较长墙体通过调整水平钢筋与竖向钢筋配筋 后对控制裂缝影响较低时，应该考虑在其中部考虑加暗柱来 平衡端部边缘构件与墙体之间的受力平衡，通过调整暗柱的 位置与尺寸数量来控制裂缝产生的概率。4.2、确保标准化施工目前， 国内钢筋工、 木工、混凝土工等都是师父带出来， 很多都是通过在现场学习而成，在学习的过程中，可能实际 进行操作，此外国内此等工种没有具体的考核制度，这些可 能导致现场钢筋间距控制不到位，或者墙体养护时间过短， 这样就导致现场剪力墙产生竖向微小裂缝。为了减少或者避免墙体微小裂缝，必须加强现场施工管 理及提高施工人员的素质与作业技能，在不断加强管理并且 提高施工人员的技能的前提下，才可以保证标准化施工，才 能保证施工质量，从而避免墙体微小竖向裂缝的产生。五、结束语 剪力墙墙体竖向微小裂缝产生的原因较为复杂，本文根 据现场实际情况提出产生此裂缝的三种原因，通过现场实际 施工及比对分析，总结出产生裂缝的主要原因即约束失衡， 采用调整墙体