混凝土剪力墻的裂縫控制

甘昌成，關志文，李建庭，呂偉強，何昌斌

(1.鶴山市建力混凝土有限公司，廣東 鶴山 529721；2.鶴山市建筑工程質量安全監(jiān)督站，廣東 鶴山 529700）

混凝土剪力墻的裂縫控制

甘昌成1，關志文2，李建庭1，呂偉強1，何昌斌1

(1.鶴山市建力混凝土有限公司，廣東 鶴山 529721；2.鶴山市建筑工程質量安全監(jiān)督站，廣東 鶴山 529700）

泵送混凝土現(xiàn)澆樓面板的早期開裂得到有效控制之后，剪力墻仍然是開裂較多的建筑構件。控制剪力墻開裂的原理與樓面板是一樣的，都必須控制混凝土的早期失水。但剪力墻早期失水的方式比樓面板復雜，除了蒸發(fā)失水之外，還有模板吸水和重力失水，并且在施工過程中，以及混凝土硬化之前，其失水的主要方式為后二者。針對剪力墻混凝土硬化早期不同的失水特點，采取有效措施，防止拌合水損失，才能有效防止或減少混凝土剪力墻的開裂。

混凝土剪力墻；直立薄壁結構；早期失水方式；收縮開裂；混凝土缺陷；內應力

0 前言

混凝土剪力墻的裂縫控制，包括了墻體一類混凝土的直立薄壁結構，如水池池壁等的裂縫控制。剪力墻是最容易開裂的混凝土構筑物，控制開裂的難度很大。一些施工單位反映，有些剪力墻一拆模就發(fā)現(xiàn)大量縱向裂縫，有些兩三天后就接二連三地出現(xiàn)裂縫。有些似乎好一些，但一兩個星期后，或一兩個月后，也會連續(xù)地出現(xiàn)裂縫。有些工程變換防裂措施，仍然開裂；后來增加配筋與增加膨脹劑雙管齊下，拆模后仍然出現(xiàn)裂縫[1]。

泵送混凝土現(xiàn)澆樓面板的早期開裂一度十分嚴重，工程實踐逐漸探索出一套有效的防裂方法[2]。只要比較嚴格地按照這一工藝方法施工養(yǎng)護，混凝土的早期開裂就會得到有效的控制。剪力墻防裂的難度比樓面板大，是由其結構特點決定的，但防裂的原理是一樣的。作者對剪力墻的防裂施工有過闡述[3]，本文對此作進一步的探討和分析。

1 混凝土剪力墻為什么容易開裂

根據工程實踐，作者認為，混凝土的收縮開裂，源于混凝土失水形成的毛細孔隙缺陷?？刂苹炷潦涂梢杂行Э刂苹炷恋拈_裂；減少混凝土失水，就可以減少混凝土的開裂。因此，我們必須樹立“混凝土配合比的拌合用水在混凝土澆筑成型后不可以損失”的觀念?；炷良袅χ匀菀组_裂，因為它是直立薄壁結構。直立薄壁結構很容易失水，養(yǎng)護的難度加大。不少的施工單位為了趕工期，降低成本，加快模板周轉，剪力墻澆筑后的第二天即拆模，拆模后只按常規(guī)派人澆水養(yǎng)護。澆到剪力墻的水當即流走，剪力墻只能潤濕很短時間，絕大部分時間都處于失水狀態(tài)，故其容易開裂。

厚大結構的混凝土與薄壁結構的混凝土失水后的狀態(tài)是不同的?；炷恋氖际菑谋砻骈_始，表面水蒸發(fā)或流失后，內部接近表面的水來補充。如果混凝土一直處于失水狀態(tài)，向表面遷移補充的內部水，逐漸退縮至混凝土深處。這種遷移的速度與混凝土充水空間的大小及氣候環(huán)境有關。對于足夠厚大的混凝土，根據不同的失水程度，如圖1所示，混凝土內部大致可以劃分為三大區(qū)域：第Ⅰ區(qū)域，是混凝土拌合水基本能保持原始位置的狀態(tài)，不造成損失，不發(fā)生遷移的區(qū)域。這一區(qū)域距離混凝土的外表面較遠。由于拌合水不損失、不遷移，混凝土的充水空間被水化產物完全填充，混凝土實現(xiàn)高抗?jié)B。由于沒有形成連通的毛細孔隙缺陷，這一區(qū)域混凝土的內應力很小，成為高抗?jié)B防裂區(qū)。第Ⅱ區(qū)域，是混凝土部分失水的區(qū)域。這一區(qū)域接近混凝土外表層。外表層失水后，這一區(qū)域的水向外遷移補充，從而造成這一區(qū)域的混凝土部分失水，抗?jié)B性能開始降低。由于存在連通的毛細孔隙缺陷，這一區(qū)域混凝土的內應力增加，開裂傾向增加。第Ⅲ區(qū)域，是混凝土嚴重失水區(qū)域。這一區(qū)域就是混凝土的外層?；炷翝仓尚秃?，如果濕養(yǎng)護不及時不充分，在不利氣候環(huán)境下，外層混凝土大量蒸發(fā)失水，失水通道形成連通的毛細孔隙缺陷，產生毛細作用力，宏觀上形成混凝土面層很大的收縮力。于是，收縮開裂就從混凝土的面層開始。

圖1 不同厚度的混凝土構件失水后內部性能區(qū)域的劃分

從圖1也可以看出，對于厚大結構的混凝土，表面失水后，由于內部仍然存在高抗?jié)B防裂區(qū)，盡管外層混凝土已經開裂，其整體結構還是具有較好的抗?jié)B防漏功能。因此，對于較厚的地下室底板，只要認真做好接縫防水，即使存在表面裂縫，仍然可以保障其防水能力，但必須采取有效措施防止混凝土表面繼續(xù)失水。至于地下室底板由于裂縫直接貫穿而出現(xiàn)的滲漏，表明混凝土失水已經十分嚴重，貫穿的裂縫周圍存在大量連通的毛細孔隙缺陷，已經不存在高抗?jié)B防裂區(qū)了。

混凝土現(xiàn)澆樓面板也是暴露面大的薄壁構件，也容易開裂。但現(xiàn)澆樓面板的暴露面只有一面，且是向上的，容易蓄水和覆蓋保濕，容易控制混凝土失水。即使?jié)菜B(yǎng)護，只要增加澆水次數(shù)（這并不表明作者贊成澆水養(yǎng)護，因為澆水養(yǎng)護總是不能有效防止拌合水的損失），并且采取措施防止?jié)擦艿乃魇?，增加養(yǎng)護水在板面滯留的時間，也可以減少拌合水的損失。因此，樓面板的防裂控制相對容易。剪力墻是直立的薄壁結構，澆水養(yǎng)護，因為養(yǎng)護水不能在混凝土表面滯留，混凝土兩面失水，失水面積是同面積樓面板的兩倍，剪力墻中心的拌合水很快向兩側面遷移，使剪力墻的Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)水分很快消失，只剩下Ⅲ區(qū)了（圖1b）。這時剪力墻從外到內形成了連通的毛細孔隙缺陷，在剪力墻內積蓄著內應力。相對于同樣是直立結構的柱子而言，剪力墻都是“超長”的。如果同條件下單位長度剪力墻積蓄的內應力是相等的，剪力墻越長，其宏觀收縮力越大。在約束條件下，剪力墻的開裂也就很難避免了。

2 剪力墻防裂的新思路

隨著商品混凝土的推廣，流態(tài)混凝土和泵送混凝土得到廣泛應用。隨著混凝土配制技術的進步，混凝土構筑物的裂縫也增多，裂縫控制的難度加大[4]。為此，美國混凝土協(xié)會重新定義了大體積混凝土：“任意體量的混凝土，其尺寸大到足以必須采取措施減小由于體積變形引起的裂縫，統(tǒng)稱為大體積混凝土”[4]。根據這一新的定義，混凝土現(xiàn)澆樓面板及剪力墻等大面積薄壁構件被列入大體積混凝土的范疇。也可能因為這一定義，學術界有這樣的觀點，認為溫度變形已成為包括薄壁構件在內的混凝土構筑物開裂的主因。

“尺寸大到足以必須采取措施減小由于體積變形引起的裂縫”，定義要求人們對大尺寸混凝土的裂縫控制必須重視，必須采取措施。但如果把薄壁一類構件開裂的主因看作是溫度變形的作用，作者則認為值得商榷。剪力墻一類的薄壁構件，水化熱很低，內外溫差一般不會超過25℃，沒有達到可能引起溫度變形開裂的理論溫差，實際工程中也缺乏有力的事實支持?？刂票盟突炷连F(xiàn)澆樓面板早期開裂的成功經驗表明，對這類薄壁構件，控制失水是主要的，保溫是次要的。冬天氣候干燥，南方地區(qū)澆筑的混凝土路面板，冷空氣到來時，很容易開裂，人們很自然認為是溫差開裂。如果預先覆蓋保濕，則可以防裂。覆蓋保濕的關鍵作用是防止了混凝土失水。當然,覆蓋也有保溫作用，但不是主要作用。有時冷空氣攜雨造訪，沒有覆蓋，也不開裂，表明保溫不是主要作用。曾有樓面板覆蓋后出現(xiàn)了裂縫，作者接到反映后到現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)覆蓋物是干的，掀開覆蓋物，板面也是干的。覆蓋物也沒有銜接。覆蓋而不保濕，不能有效防止混凝土失水，雖有一定的保溫作用，但不能防裂。

混凝土保溫在一定場合下則顯得十分重要。當混凝土內外溫差太大，成為溫度突變時，這時溫差引起的溫度應力則不容忽視。例如厚大結構的混凝土，內部水化熱峰值高，在采取有效措施降低水化熱峰值的同時，也要保溫，減小內外溫差。當氣溫較低（≤5℃或≤10℃）時，對薄壁構件等混凝土構筑物保溫養(yǎng)護也是必要的。這時的保溫作用主要是為了使混凝土獲得正常硬化的溫度環(huán)境。在保溫養(yǎng)護環(huán)境下，防止拌合水損失，仍然是混凝土防裂的關鍵措施。南方地區(qū)氣溫一般在10℃以上，一般不需要采取特別的保溫措施。

以往觀念認為，是混凝土的收縮造成了混凝土的收縮開裂。“大部分結構構件（板墻梁等構件）均屬薄壁結構，泵送混凝土澆筑的構件收縮量很大，因此經常出現(xiàn)收縮裂縫”[4]。“環(huán)境溫度越高，風速越大，收縮越大，高空澆灌容易引起開裂”[4]。實際上，這些容易引起收縮開裂的氣候環(huán)境或地域環(huán)境，是因為混凝土在這樣的環(huán)境下失水加快，失水量加大，故開裂性增大。如果有效控制拌合水的損失，這樣的環(huán)境下一樣可以有效控制混凝土的收縮開裂。

近年有專家學者提倡對剪力墻采用“水幕”養(yǎng)護。在拆模后的剪力墻頂部布管，沿管開孔。通水后，水均勻從管道孔中滲流出來，從剪力墻的頂部慢慢滲流至底部，在剪力墻兩側形成“水幕墻”，從而達到防裂目的。這是一種很好的防裂方法，客觀地說，水幕墻的防裂作用主要還是防止了混凝土拌合水的損失。

有施工單位反映，我們對剪力墻的養(yǎng)護是很充分的，工作是很到位的，但拆模后還是發(fā)現(xiàn)裂縫，或數(shù)天后陸續(xù)出現(xiàn)裂縫，為什么呢？

養(yǎng)護工作是否真的很到位，應以完美濕養(yǎng)護的三個原則[2]來判別。實際工程中確實也存在較多對養(yǎng)護比較重視而仍然開裂的實例。對這一現(xiàn)象，如果僅從養(yǎng)護保濕的角度來分析，有時確實很難解釋清楚。但如果從不允許拌合水損失的角度來分析，就比較好解釋了。剪力墻的失水方式比樓面板復雜。樓面板的失水方式主要為蒸發(fā)失水，控制其失水也比較容易。剪力墻的失水方式除了蒸發(fā)失水外，還有模板吸水和重力失水等失水方式。并且與樓面板不同，在模板拆除前其失水的主要方式是模板吸水和重力失水，蒸發(fā)失水是次要的。這并不是說這一階段防止蒸發(fā)失水不重要，同樣要做好防蒸發(fā)失水的工作。只是此時混凝土的蒸發(fā)面很小，模板吸水的面則很大。如果采用吸水性模板，潤濕不充分，吸水量是很大的。重力失水是作者針對剪力墻可能嚴重存在的一種失水方式提出來的。重力失水就是混凝土在振動成型后，由于重力作用，拌合水不能保持在原來位置，從混凝土中析出，順著模板縫隙滲流損失的一種失水方式。模板吸水和重力失水造成混凝土開裂的原理和蒸發(fā)失水造成開裂的原理是一樣的。表面水損失后，內部水遷移過來補充，如此連續(xù)下去，就會形成失水通道，形成連通的毛細孔隙缺陷，首先使混凝土的抗?jié)B性能降低，同時產生內應力，內應力積蓄到一定程度就會造成混凝土的開裂。對剪力墻來說，這三種失水方式都是重要的，都不能忽視?；炷翝仓尚秃?，至硬化前，其失水方式以模板吸水和重力失水為主；拆除模板后，則主要為蒸發(fā)失水。此時剪力墻完全暴露在大氣中，雙面失水。如果由于模板吸水和重力失水，在拆模之前剪力墻就已經存在可見與不可見裂縫，那么拆模之時發(fā)現(xiàn)裂縫，或拆模之后繼續(xù)失水，數(shù)天后連續(xù)出現(xiàn)裂縫，就是很自然的事了。

混凝土配合比的拌合用水是混凝土的重要組成部分，澆筑成型后不可以損失[2]。分析混凝土在不同的構件、不同的使用場合和不同的環(huán)境條件，可能存在不同的失水方式，針對不同的失水方式采取相應的防失水措施，是我們在混凝土防裂施工中的總思路和防裂總原則。

3 混凝土剪力墻的防裂施工

表1 用于剪力墻混凝土的推薦配合比（C20～C40）

上兩節(jié)我們分析了剪力墻容易開裂的原因，拓展了防裂的思路，給出了防裂的總原則。混凝土在正常硬化溫度和不失水的條件下，水化產物得以完全填充其充水空間，使混凝土實現(xiàn)高抗?jié)B。高抗?jié)B的混凝土，其不可見裂縫和不可見孔隙缺陷都得到了有效的控制，最大限度地減小了由這些缺陷生成的內應力，從而最大限度地控制了混凝土的收縮開裂。所以，防止失水的防裂方法，就是高抗?jié)B的防裂方法[3]。

以高抗?jié)B防裂對剪力墻進行裂縫控制，首先配合比要合理。能夠實現(xiàn)高抗?jié)B的混凝土，其充水空間足夠小，有利于防止重力失水。減小水膠比，有利于減小混凝土的充水空間。各地原材料不同，環(huán)境條件不同，配合比也可能不同。但合理配合比應遵循的設計原則是，完美濕養(yǎng)護條件下混凝土3d～7d應能實現(xiàn)高抗?jié)B（表1）。

對于C20～C40的剪力墻混凝土，膠凝材料用量建議330～450kg/m3為宜。膠凝材料用量偏低，對砂率和坍落度控制應嚴格。膠凝材料用量也不宜太高。用量太高，由于失水形成的毛細孔數(shù)量大，剪力墻一般為長墻結構，則內應力積蓄的宏觀收縮力大，同樣失水條件下的開裂傾向性可能會增加。摻合料摻量建議不低于25%，是為了混凝土拌合物有良好的和易性，減小坍落度的經時損失，保證良好的可泵性和施工性能，也是為了使混凝土后期有足夠的反應能力，提高混凝土的耐久性。要控制混凝土拌合物的泌水離析。水膠比太大，或減水劑用量過高，即使坍落度不是很大，也容易產生泌水離析。泌水離析明顯的混凝土，重力失水嚴重。膠凝材料用量適宜，坍落度以≤120mm為好，可減小混凝土的充水空間，防止或減少重力失水，也使混凝土容易實現(xiàn)高抗?jié)B，減小由于缺陷生成的內應力，提高混凝土的防裂能力。如果坍落度較大，特別是超過160mm時，施工過程中應特別注意重力失水，并采取有效措施防止重力失水。減小用水量，減小水膠比，是減小較大坍落度混凝土重力失水的有效措施。混凝土生產應選擇需水性小、性能良好的優(yōu)質原材料。當原材料的選擇受到限制，難以實現(xiàn)推薦配合比建議用量的范圍時，或由于具體原因，實際配合比不在推薦配合比范圍時，仍以高抗?jié)B作為配合比合理性的判定原則。

選擇光滑平整、接縫性好的鋼制模板，有利于避免模板吸水和減小重力失水。對于坍落度較大，防裂要求嚴格的重要工程，模板接縫最好采取封閉措施。對于一般工程，如果接縫較大，不管坍落度大小，都應有封閉措施，尤其在很不利的氣候環(huán)境下施工。這時的封閉作用不僅是防止重力失水，也是為了防止蒸發(fā)失水。接縫的蒸發(fā)面積雖然不大，但接縫較長，而剪力墻又很薄，在不利氣候環(huán)境下，由于連續(xù)失水容易形成以接縫線為中心的貫穿剪力墻的連通孔隙缺陷，使剪力墻易于開裂。

對吸水模板，混凝土澆筑前一天以及當天要派專人澆水，讓模板吸足水分。澆筑前對模板再次噴霧加濕，保持潤濕。水流至模板底部地面，要能及時排走，不能有積水。

加強施工管理?，F(xiàn)場調整坍落度只能在攪拌運輸車內進行，并充分攪拌均勻。嚴禁泵送過程中和施工過程中加水。加水后拌合物不均勻，不但影響混凝土質量，也極容易造成重力失水。由于剪力墻是很容易開裂的混凝土構件，建議施工中采用二次振動工藝（圖2）或滯后振動工藝（圖3）。滯后振動工藝，就是混凝土澆筑后，暫時不振動，待混凝土初凝前，或澆筑上一層之前，再振動密實。二次振動工藝，就是混凝土澆筑后，先進行一次振動，待混凝土初凝前，或澆筑上一層之前，對混凝土再振動一次。二次振動或滯后振動有如下好處：①由于模板面積大，高度高，寬度窄，要做到澆筑前充分潤濕是不大容易的。對潤濕不充分的模板，從混凝土澆筑進模至二振前，有一定時間讓模板從混凝土中吸水，可減少模板在混凝土最終振動密實后的吸水量。②從一振至二振時間內，由于模板吸水和重力失水，混凝土內已形成很多的失水缺陷，通過二振能比較徹底地消除這些缺陷，從而比較徹底地消除由這些缺陷帶來的內應力。③由于模板吸水和重力失水，混凝土內水膠比降低，滯后振動或二次振動使混凝土更密實，充水空間更小，充水空間更容易被水化產物完全填充，混凝土更容易實現(xiàn)高抗?jié)B。這樣就可以把混凝土缺陷產生的內應力減到最小，提高了剪力墻的抗裂能力。

圖2 剪力墻混凝土施工二振工藝示意圖

圖3 剪力墻混凝土施工滯后振動工藝示意圖

一振與二振間隔時間不宜太短。間隔時間太短，將會降低二振的作用。二振最好在初凝前進行，一般也應相隔2～4h。

混凝土澆筑完成，面層混凝土經過二振或二抹之后，可在表面（剪力墻的頂面）蓄一薄層水養(yǎng)護。此時應防止養(yǎng)護水順著垂直板縫流下，帶走水泥漿。安裝模板時，模板的頂端應高出剪力墻50mm左右。待混凝土硬化后，頂面蓄滿水養(yǎng)護。最好在剪力墻附近備一小水池，用小水泵抽水至剪力墻頂部，水滿后溢出，從兩側模板頂部滲流至底部，保持模板潤濕。流至地面的水回流至小水池，循環(huán)利用。如果剪力墻較長，應分段供水，盡量使供水均勻。

混凝土要養(yǎng)護足7d。這7d混凝土不能失水。這7d混凝土能否發(fā)育完全，對混凝土的抗?jié)B抗裂能力，以及后期性能，都起著關鍵性的作用。尤其要做好前3d不失水。施工過程中，混凝土振動密實后要有防止拌合水損失的措施和消除失水缺陷的措施；養(yǎng)護過程中，不管采用什么方式養(yǎng)護，都要達到不失水的目的。如此，剪力墻的防裂才能取得明顯效果。

4 剪力墻防裂施工的工程實例及結果分析

作者在文獻3中已列舉了兩個地下室剪力墻防裂施工的對比實例，以下再舉幾例。

（1）某污水廠污水處理池池壁，2000年9月15日施工，天氣晴。工程設計對混凝土的要求為C25P6，實際抗?jié)B等級>P35。采用拖泵泵送施工。原木模板，沿池壁內側搭建寬1.2m左右的平臺，平臺上布置泵送管，管路末端接軟管。由于管道長，彎管多，混凝土入泵坍落度要求180～200mm?；炷劣昧?13m3。1d拆模，澆水養(yǎng)護。拆模時發(fā)現(xiàn)微小裂縫，其后數(shù)天裂縫增多，拓展擴大。

分析評述：原木模板吸水性較強，雖然混凝土澆注前已派專人對模板澆水，但遠沒有達到吸水飽和的程度。混凝土澆注后，模板吸水較多，已造成混凝土部分失水?；炷撂涠却螅涑渌臻g也大，直立薄壁結構高度大，重力失水明顯。即使沒有蒸發(fā)失水，這雙重失水已使混凝土內部充滿毛細孔隙缺陷，產生內應力。失水越多，內應力越大。故1d拆模時剪力墻已存在可見與不可見裂縫。如果拆模時立即在剪力墻兩面掛貼濕麻袋澆水保養(yǎng)，防止池壁繼續(xù)失水，可防止裂縫擴展。為了方便，實際只澆水養(yǎng)護。澆水養(yǎng)護不能有效防止混凝土失水，故池壁脫模之后的數(shù)天內，裂縫不斷增多和擴展。

（2）某住宅開發(fā)區(qū)生活污水處理池池壁，2008年10月27日施工。天氣晴，氣溫25～31℃，東北風2～3級，相對濕度50～85%。工程設計對混凝土的要求為C25P6，實際抗?jié)B等級>P30。采用兩臺車泵泵送施工。膠合木模板?；炷脸鰪S坍落度控制為180mm，入泵坍落度為140～160mm?；炷劣昧繛?00.8m3。帶模養(yǎng)護7d。拆模時及其后均未發(fā)現(xiàn)可見裂縫，表面作防水處理后立即用黃土回填，至今良好。

分析評述：該池壁模板為新的膠合木模板，吸水性比原木模板小。模板邊沿直線性好，兩模板間縫隙小，加之入泵坍落度較小，因此本例的模板吸水與重力失水都比上例小很多。帶模養(yǎng)護時間較長，養(yǎng)護期間專人對池壁兩側模板及池壁頂面澆水。池壁模板頂端高于池壁頂面，澆淋的養(yǎng)護水滯留于池壁頂面，對減少模板失水和混凝土失水都起到了好的作用，故拆模時及其后都沒有發(fā)現(xiàn)可見裂縫。但本例只是減少了混凝土拌合水的損失，還沒有嚴格意義上的防止混凝土拌合水的損失，因此池壁兩側的混凝土表面仍有可能存在不可見的孔隙缺陷和不可見的裂縫。如果不及時進行表面防水處理和黃土回填，池壁剪力墻長時間暴露在大氣中，混凝土繼續(xù)失水，孔隙缺陷加深，剪力墻的內應力增加，不可見裂縫擴展，仍將造成混凝土開裂。

（3）某綜合大樓地下室剪力墻，2000年9月20日和23日施工。工程設計對混凝土的要求為C25P8，實際抗?jié)B等級>P30。膠合木模板，車泵泵送施工。混凝土出廠坍落度180mm，入泵坍落度140～160mm。地下室距平面-4.5m，最深處-7.5m，剪力墻厚0.3m?？⒐ず蠖紱]有發(fā)現(xiàn)可見裂縫。此工程地下水位較高，曾因為沉降縫止水帶處理不好，滲水猛烈。但地下室混凝土底板和剪力墻均沒有發(fā)生滲漏。

分析評述：2000年處于高抗?jié)B防裂抗裂理念形成的初始階段。泵送混凝土現(xiàn)澆樓面板、地下室底板的早期裂縫控制已經取得成功的經驗，但剪力墻的裂縫控制還沒有比較系統(tǒng)的思路和相對完整的方法。除了建議施工單位加強養(yǎng)護，減少拌合水的蒸發(fā)損失外，還沒有更具體的建議措施。但是站在現(xiàn)在防裂思維的角度來回顧分析本工程剪力墻的施工，恰恰是因為其過程比較符合高抗?jié)B防裂的要求，所以取得了較好的防裂效果。當時該工程采用的模板大部分是杉木模板，只一部分膠合模板。杉木模板用于樓面板施工，面上鋪上鐵皮，膠合模板用于剪力墻施工。這樣安排有利減少模板吸水。剪力墻高度高，超過4m，壁又薄，很容易發(fā)生重力失水。高度越高，單位面積平均失水量相同的情況下剪力墻積蓄的內應力越大，剪力墻的宏觀收縮力越大，剪力墻越容易開裂。用于剪力墻混凝土的配合比（見表2序號3），膠凝材料用量為415kg/m3，屬泵送混凝土適宜膠凝材料用量范圍[6]?；炷聊z凝材料用量適宜，其保水能力、抗離析能力較強。雖然剪力墻高度高，混凝土坍落度較大，也能夠有效抑制重力失水，減少重力失水。負責該剪力墻施工的技術人員對工作比較認真，為了防止混凝土落差太大產生漿石分離，保持混凝土的勻質性，嚴格遵守每層澆注高度為0.5～0.7m的環(huán)形分層澆注方案。在振動上一層的混凝土時，必須插至下一層，這樣對下一層的混凝土實際起到了二次振動的作用，有利于消除一振后失水形成的缺陷，消除因失水產生的內應力。因為模板吸水和重力失水都得到有效控制，澆注完成后帶模養(yǎng)護3d，混凝土實現(xiàn)了高抗?jié)B，由此取得了較好的防裂效果。

（4）某住宅樓地下室剪力墻。剪力墻與地下室頂板連續(xù)澆注，對混凝土的要求相同，皆為C40P8，泵送施工。分兩次澆注，一次為2008年9月7日，供應混凝土量350m3；一次為2008年9月9日，供應混凝土量550m3。分別于9d和8d齡期送檢同條件養(yǎng)護試件，強度合格，于9月19日和9月20日對頂板進行預應力鋼絞線張拉。9月30日拆除模板，發(fā)現(xiàn)剪力墻及頂板出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。剪力墻的裂縫共15條，總長度28.51m，豎向，其中2.4～2.95m長的有8條，1.23～1.76m長的有4條，0.25～0.92m長的有3條。頂板裂縫共5條，總長度35.91m。最長一條12.46m，接近9月9日澆筑頂板的中部，位于剪力墻直角變向處（此處頂板寬度加大）；另兩條較長的為8.5m和9.75m，也都分別接近兩塊頂板的中部；其余兩條較短，為2.8m和2.4m，位于頂板同一端的兩個角，與頂板的直角呈約45°。10月10日，質安部門及甲方召集了有關各方參加的現(xiàn)場工作會，分析裂縫產生的原因。

施工單位稱，我們已按混凝土公司技術交底要求對頂板進行養(yǎng)護，混凝土初凝后及時采用濕麻袋覆蓋淋水養(yǎng)護（作者注：正確說法應是混凝土初凝前進行二次抹壓，緊接著用濕麻袋覆蓋淋水養(yǎng)護），終凝后蓄水養(yǎng)護7晝夜。作者到頂板面上觀察，可看到抹壓痕跡，板面尚有未取走的麻袋，認為養(yǎng)護還是比較認真的。但在板面上只能觀察到最長的一條裂縫，而且裂縫很細微，有些段不仔細幾乎看不到。其他的裂縫在板面上反復尋找卻怎么也找不到?；氐降叵率遥ь^看頂板的底面時，所有裂縫都十分清晰，最長一條寬度最大，明顯看到該裂縫將頂板橫向拉斷。

表2 剪力墻混凝土生產基本情況匯總表

分析評述：地下室頂板出現(xiàn)的裂縫不是混凝土收縮裂縫。因為混凝土的收縮裂縫是混凝土失水造成的。混凝土拌合水的蒸發(fā)從面上開始，收縮開裂也從面上開始。表面開裂之后，如果繼續(xù)失水，裂縫向下和兩端擴展。因此收縮裂縫的特點總是從上往下裂，未貫穿時，裂縫上大下小，板面裂，板底不裂。而本例則反之，板底裂，板面不裂。很明顯，頂板開裂從底面開始，從下往上裂，因此裂縫下大上小。為什么會出現(xiàn)這種開裂現(xiàn)象呢？

頂板的這種現(xiàn)象是由于剪力墻的開裂造成的。剪力墻開裂比較嚴重，2m以上的裂縫寬度較大，基本上都從剪力墻的頂部裂至底部，表明開裂時，剪力墻釋放巨大的內應力，將頂板拉裂。頂板底面與剪力墻相連，因此開裂就從底面開始，從下往上裂。要防止地下室頂板出現(xiàn)這種形式的開裂，施工過程中就要做好剪力墻的防裂工作，盡量減小其積蓄的內應力。

該工程剪力墻被模板“密封”的時間長，人們對它的開裂普遍解釋為混凝土的收縮和自收縮大的結果。但作者認為從混凝土失水產生內應力的角度來解釋更符合工程的廣泛性?！懊芊狻庇谀０鍍鹊募袅炷粒M管減少了蒸發(fā)失水，但必定存在著其他形式的失水，而且成為剪力墻澆筑后的主要失水方式，在混凝土中形成了嚴重的缺陷，積蓄了很高的內應力，造成了混凝土的開裂。據泵送人員反映，剪力墻混凝土泵送施工過程中，混凝土工為了加快施工速度，追求大流動度，不恰當?shù)丶哟筇涠?，派人往攪拌運輸車中加水，卸料時未能攪拌均勻。卸完一部分料后，混凝土工繼續(xù)往運輸車中加水。混凝土坍落度加大，水膠比加大，容易產生重力失水，加水后攪拌不均勻，將使重力失水加重，又沒有二振等消除失水缺陷的補救措施。失水后的剪力墻，內部積蓄了過高的應力，是造成剪力墻開裂的主因。因為頂板與剪力墻是連體的，剪力墻開裂的過程中，亦將頂板拉裂。剪力墻與頂板的裂縫，實際上在預應力鋼絞線張拉之前就已經存在。

作者認為本工程是由于剪力墻的開裂而拉裂頂板的典型案例。

（5）某大廈地下室剪力墻。該大廈由某新入駐單位施工。據說該單位長期為部隊營房施工，對建筑質量很重視。該大廈由于工程的特殊性，對地下室底板和剪力墻的抗裂防滲要求較高。按照技術交底，完成地下室底板大體積混凝土的澆筑后，甲方和施工單位對底板的質量很滿意。負責該工程施工的經理與作者探討了剪力墻的防裂施工。作者闡述了本文的防裂思路，強調要達到較好的防裂效果，最好采用二次振動。二次振動是作者根據高抗?jié)B防裂的原理而倡導的[5，2]，特別對于容易開裂的剪力墻，認為更必要。這一方法已提出好幾年，對一些重要工程也寫進了技術交底中。但由于一些具體的原因，始終未有施工單位完全按照技術交底的要求做。因此作者與該經理討論之后，對其是否按此實施，也就沒有很在意。

最近該經理特別向作者表述了剪力墻的施工過程，認為防裂很成功。剪力墻施工時基本上按作者提出的方法程序進行。剪力墻總長度160m，高2.7m，厚0.3m?；炷寥氡锰涠?40～160mm，泵送過程和施工過程嚴禁加水增加坍落度，也不允許利用減水劑提高流動性。分層澆筑，環(huán)形推進，實實在在地采用了二振工藝。帶模養(yǎng)護3d，保持模板潤濕，剪力墻頂面蓄留養(yǎng)護水。3d后拆模，仔細觀察沒有發(fā)現(xiàn)任何可見裂縫，至今也沒有發(fā)現(xiàn)裂縫。

分析評述：剪力墻的幾種失水方式都得到了較好的控制。膠合模板在混凝土澆筑前有專人澆水潤濕，減小了吸水性；一振后模板向混凝土拌合物繼續(xù)吸水，提高了模板的飽水度，使二振后模板的吸水性進一步減小?；炷涟韬衔锏谋Ｋ阅茌^好，一振后重力失水少；二振時拌合物坍落度已降低，混凝土料變稠，二振后重力失水更少。通過二振，消除了一振后混凝土各種形式失水所形成的缺陷，使混凝土的充水空間變得足夠小，水化產物就可以將充水空間完全填充密實，混凝土由表及里剪力墻的整體都實現(xiàn)了高抗?jié)B，從而最大限度地消除或減小了混凝土的內應力，剪力墻的抗裂能力因此明顯提高。

現(xiàn)將上述5例剪力墻混凝土生產的基本情況匯集于表2。

5 結語

剪力墻由于其結構特點，仍是目前開裂較多的混凝土建筑構件，施工單位普遍反映剪力墻的裂縫難以控制。傳統(tǒng)的防裂方法，一般是優(yōu)先考慮使用膨脹劑，再者是施工過程中如何加強對剪力墻的養(yǎng)護。作者認為，不管是否使用膨脹劑，都必須防止混凝土拌合水的損失。對剪力墻加強養(yǎng)護是防止拌合水蒸發(fā)損失的必要措施，但一般施工單位是在混凝土硬化之后才開始加強養(yǎng)護的。且不說養(yǎng)護過程中能否有效防止拌合水損失，單說混凝土振動密實之后，如果沒有防失水的有效措施，那么混凝土在濕養(yǎng)護開始之前其內部實際上已經存在著大量的孔隙缺陷，積蓄了內應力。這就是有些施工單位認為養(yǎng)護很到位剪力墻還是要開裂的重要原因。一些技術人員對模板吸水和重力失水引起的開裂可能還不甚理解，但它不但存在，而且還是混凝土硬化之前剪力墻的主要失水方式。采取有效措施防止混凝土密實成型后各種形式的失水，是混凝土剪力墻裂縫控制的關鍵。抗收縮開裂是硬化混凝土技術、建筑質量技術中的難點[3]，而剪力墻的裂縫控制又是混凝土收縮裂縫控制中的難點。實現(xiàn)對混凝土剪力墻收縮裂縫的全面控制，對于全面提高混凝土抗裂技術的水平、全面提高建筑質量、推動現(xiàn)代混凝土技術向前發(fā)展有重要意義。

[1]董士文.自防水混凝土外加劑使用限制條件的探討[J].混凝土，2005（4）：12-16.

[2]甘昌成，李建庭，呂偉強等.論商品混凝土的濕養(yǎng)護[J].商品混凝土，2006（3）：5-11.

[3]甘昌成，關志文，張子庚.混凝土抗裂與抗?jié)B的辯證關系[A].//崔源聲，孫繼成主編.中國與世界混凝土進展2008[C].中國新聞聯(lián)合出版社，2008：139-145.

[4]王鐵夢.鋼筋混凝土結構的裂縫控制[J].混凝土，2000（ 5）：3-6.

[5]甘昌成，李建庭，呂偉強，等.混凝土高抗?jié)B防裂[J].混凝土，2007（9）：16-20.

[6]甘昌成，呂偉強，李建庭，等.取消P.O32.5水泥后商品混凝土可能存在的質量問題[A].2007中國商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇論文集[C].長沙，2007：29-33.

甘昌成（1950-），男，建材專業(yè)，高級工程師。

[單位地址]廣東省鶴山市沙坪鎮(zhèn)杰洲工業(yè)區(qū)港口路168號（529721）