高層建筑地下室剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機(jī)理與處理措施

王再舉　李　威

（駐馬店市建筑勘察設(shè)計(jì)院有限公司，河南　駐馬店　463000）

高層建筑地下室剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機(jī)理與處理措施

王再舉李威

（駐馬店市建筑勘察設(shè)計(jì)院有限公司，河南駐馬店463000）

針對(duì)某住宅小區(qū)10#號(hào)樓地下室混凝土剪力墻產(chǎn)生的裂縫的問題，根據(jù)工程的實(shí)際情況，通過對(duì)裂縫的驗(yàn)算得出，裂縫寬度的實(shí)測(cè)值與計(jì)算得出的計(jì)算值接近。同時(shí)分析地下室剪力墻體的裂縫產(chǎn)生機(jī)理，總結(jié)出防止裂縫產(chǎn)生的措施。并且根據(jù)裂縫的寬度和滲漏程度對(duì)裂縫進(jìn)行了處理，且處理效果明顯，從而提高了建筑物的耐久性和安全性。

高層建筑；地下室；剪力墻；裂縫；處理措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高層建筑的數(shù)量也越來(lái)越多，而這些高層建筑大部分采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，且與其配套的地下室面積也越來(lái)越大。然而，這些高層地下室剪力墻結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫，裂縫的產(chǎn)生不僅影響房屋的外觀［1］，而且危及房屋的耐久性、安全實(shí)用性及強(qiáng)度，進(jìn)而破壞結(jié)構(gòu)的耐水性和防水性。所以，對(duì)于高層建筑地下室剪力墻結(jié)構(gòu)墻體產(chǎn)生的裂縫，我們要高度重視，必須加強(qiáng)對(duì)高層建筑地下室剪力墻裂縫的控制與管理。

1　工程概況

某住宅小區(qū)位于河南省駐馬店市正陽(yáng)縣，該住宅小區(qū)10#號(hào)樓，地上15層，地下1層；基礎(chǔ)采用C35混凝土。基坑工程深度為7m，主樓地下室的剪力墻墻體的澆筑時(shí)間為2015年6月20-23日，當(dāng)?shù)叵率一炷翝仓?2d后，檢查中發(fā)現(xiàn)地下室墻體出現(xiàn)大小裂縫8條。其中，豎向垂直裂縫3條，這類裂縫是單面的且裂縫較短較窄，這類裂縫僅出現(xiàn)在地下室墻體中間部位；斜裂縫4條，這類裂縫由墻根與基礎(chǔ)筏板接觸處開始斜向上延伸至地下室頂板底，并且裂縫呈兩頭細(xì)中間寬，兩頭裂縫最大寬度達(dá)0.25mm，裂縫中段最大寬度達(dá)0.45mm，且斜裂縫均貫穿墻體；而‘人’字形裂縫1條，該類裂縫由墻體底部的兩條最終交匯成一條，且一般不貫穿墻體。

2　裂縫的驗(yàn)算

根據(jù)剪力墻裂縫狀況，通過分析，初步判斷為收縮裂縫［2］。為了查找原因，根據(jù)已有研究所提供的公式對(duì)該工程剪力墻的裂縫進(jìn)行驗(yàn)算。通過對(duì)地下室剪力墻的裂縫驗(yàn)算，最終得出地下室剪力墻混凝土的收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，且計(jì)算得出的裂縫寬度與裂縫寬度實(shí)測(cè)值較為接近，說(shuō)明該工程地下室剪力墻裂縫主要是由于混凝土的收縮引起的。

3　裂縫產(chǎn)生的機(jī)理

高層建筑地下室剪力墻混凝土在澆筑以后，在硬化過程中會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，這些水化熱聚集在混凝土的內(nèi)部，散熱較慢，溫度較高；而剪力墻體外側(cè)的比表面積較大，且能夠接觸外界環(huán)境，散熱較快，從而導(dǎo)致墻體內(nèi)外溫差較大。由于混凝土的內(nèi)外溫差使得混凝土內(nèi)外熱漲冷縮的程度不同，使得混凝土本身產(chǎn)生了一定的溫差拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。通過對(duì)該工程的極限拉應(yīng)力的驗(yàn)算可以得出：當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到24～27℃時(shí)，混凝土內(nèi)部便產(chǎn)生9MPa左右的拉應(yīng)力。

從該工程墻體裂縫出現(xiàn)的位置可看出，裂縫一般產(chǎn)生在地下室剪力墻混凝土的約束應(yīng)力最大處或受拉薄弱點(diǎn)處。這是因?yàn)閴w中部約束應(yīng)力較大，而外墻兩端的約束應(yīng)力較小，因而在墻體的中部容易出現(xiàn)大量的豎向裂縫。

另外，混凝土澆筑以后，混凝土在空氣中硬化，在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)混凝土的體積不斷縮小。水泥在摻合料與水?dāng)嚢韬?，體積膨脹，但當(dāng)混凝土被澆筑成型以后，由于混凝土水化熱的作用，混凝土中的水分被吸收、蒸發(fā)，混凝土發(fā)的體積便會(huì)有一定的縮小。由于該工程地下室混凝土澆筑在6月份，氣候干燥，混凝土中的水分蒸發(fā)快且收縮也快。混凝土的收縮使混凝土產(chǎn)生內(nèi)聚約束應(yīng)力，裂縫便在內(nèi)聚約束應(yīng)力下產(chǎn)生，且這些不規(guī)則、不連續(xù)的裂縫一般出現(xiàn)在混凝土的表面。隨著混凝土的干縮和徐變，這些不規(guī)則、不連續(xù)的裂縫才有可能發(fā)展為貫穿性裂縫。

4　裂縫產(chǎn)生的防范措施

根據(jù)地下室剪力墻出現(xiàn)裂縫的機(jī)理、現(xiàn)場(chǎng)施工情況、工程中所用的原材料、施工環(huán)境等方面的因素，加之筆者的經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)，總結(jié)出如下幾點(diǎn)裂縫產(chǎn)生的防范措施。

①通過用麻袋或者草袋包裹混凝土輸送管道，并且澆水降溫，進(jìn)而減低混凝土的入模溫度。

②混凝土澆筑時(shí)，混凝土應(yīng)分層連續(xù)澆筑，每層澆筑混凝土的高度應(yīng)控制在500mm左右，且在振搗混凝土?xí)r不得過振、漏振，避免產(chǎn)生混凝土不密實(shí)和離析現(xiàn)象。本工程地下室的混凝土在澆筑的過程中，施工方為了趕工期，對(duì)墻體僅分2層澆筑完成，所以就容易導(dǎo)致混凝土裂紋和振搗不密實(shí)。

③加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)，延遲拆模時(shí)間；并且在混凝土模板拆除后，用塑料薄膜或者掛草簾對(duì)墻體全面覆蓋，定時(shí)灑水保濕。同時(shí)，還要及時(shí)掌握溫度變化規(guī)律，及時(shí)了解天氣預(yù)報(bào)，在天氣降溫前做好預(yù)防措施。本工程沒有有效地對(duì)混凝土墻體充分地進(jìn)行保溫保濕，也是地下室剪力墻裂縫產(chǎn)生的原因之一。

④已有研究規(guī)定：剪力墻水平和豎向水平分布鋼筋的間距不宜大于300mm，直徑不宜大于墻厚的1/10，且不應(yīng)小于8mm。而實(shí)際工程中，水平鋼筋間距150～250mm的混凝土剪力墻出現(xiàn)了豎向裂縫；并且在工程設(shè)計(jì)中，必須要滿足墻體的配筋率，根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，在符合規(guī)范的情況下，為提高鋼筋混凝土剪力墻極限抗拉變形能力，可以采用小直徑密布鋼筋來(lái)阻止混凝土裂縫的發(fā)展。在該小區(qū)的其他幾棟高層地下室混凝土墻體中采用了小直徑密布鋼筋后，將水平鋼筋間距縮短為100mm，則墻體的裂縫大量減少，甚至沒有出現(xiàn)裂縫。

5　裂縫的處理措施

通過對(duì)地下室混凝土剪力墻裂縫機(jī)理的分析，為了不影響地下室的使用，根據(jù)裂縫的寬度、單面裂縫或是貫通裂縫以及裂縫是否滲水等情況，采取如下不同處理措施。

①對(duì)于單面裂縫，采用環(huán)氧樹脂對(duì)裂縫表面進(jìn)行封閉處理即可；對(duì)于貫通裂縫，當(dāng)寬度小于0.2mm時(shí)，采用結(jié)構(gòu)膠對(duì)裂縫表面進(jìn)行封閉處理；當(dāng)寬度大于0.2mm時(shí)，對(duì)裂縫采用壓力注結(jié)構(gòu)膠方法處理。

②對(duì)于裂縫處于地下室混凝土剪力墻外墻時(shí)，對(duì)裂縫處理時(shí)，如果裂縫漏水，對(duì)于這樣的裂縫采用灌漿法處理。首先，沿裂縫將混凝土墻體鑿成一個(gè)‘V’槽，然后沿裂縫每隔35mm，將漿嘴埋入裂縫最寬處，漿嘴埋設(shè)后再用膨脹水泥砂漿封縫，對(duì)封縫養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間且有一定的強(qiáng)度后進(jìn)行壓水檢查，保證裂縫與漿嘴的暢通；根據(jù)灌漿參數(shù)，利用配制好的漿料對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿。對(duì)于直縫，宜自上而下灌漿；對(duì)于橫縫，宜從一端向另一端灌漿。當(dāng)進(jìn)漿量減少到0.01L/mm時(shí)，然后保持壓力3～5min后結(jié)束灌漿。待漿液凝固后，用水泥砂漿對(duì)灌漿口進(jìn)行修補(bǔ)、封水處理。

6　結(jié)語(yǔ)

根據(jù)本工程實(shí)際情況，通過對(duì)該小區(qū)地下室剪力墻墻體的裂縫驗(yàn)算，判斷出裂縫主要是由于混凝土收縮引起的。通過對(duì)不同裂縫進(jìn)行處理，結(jié)果表明，處理后裂縫沒出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，說(shuō)明處理裂縫的方案是有效的，對(duì)于日后處理混凝土剪力墻的裂縫問題提供了一些有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。

［1］劉成華.剪力墻裂縫的綜合分析［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2013 （S1）：712-714.

［2］李建峰，黃永剛，張文會(huì)，等.鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫分析與預(yù)防［J］.長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)（建筑與環(huán)境科學(xué)版），2003 （2）：27-29.

Mechanism and Treatment Measures of Cracks in Basement Shear Wall Structure of High-rise Building

Wang ZaiJuLi Wei
（Zhumadian Construction Survey＆Design Institute Co.Ltd.，Zhumadian Henan 463000）

According to the cracking problems of the NO.10 high-rise building basement shear wall in a residential district，according to the actual situation of the project，through calculating the crack，the results showed that the crack width of the measured values were closed to the calculated values.And the cracking mechanism of the highrise building basement shear wall was analyzed，some measures that prevent the cracks from occurring were summarized.According to the width of the crack and the degree of leakage，the creaking were treated，and the treatment effect was obvious，which could improve the durability and safety of the building.

high-rise building；basement；shear wall；crack；treatment methods

TU973

A

1003-5168（2016）07-0111-02

2016-06-06

王再舉（1985-），男，助理工程師，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究。