超高層建筑地下室超長剪力墻裂縫控制技術(shù)探討

徐敏喜

摘要：當(dāng)前高層建筑物數(shù)量較多，極大的促進(jìn)了城市的現(xiàn)代化發(fā)展，并使得土地利用更加高效化，同時(shí)隨著建筑工藝的長足進(jìn)步，超高層建筑物越來越多。但在建筑的長期使用過程中，其地下室超長剪力墻會(huì)因多種因素的影響而出現(xiàn)裂縫，甚至是超長裂縫。地下室是超高層建筑物承重設(shè)施的重要組成部分，尤其是剪力墻，若其出現(xiàn)較長的裂縫且并未能夠得到及時(shí)的處理，便可能會(huì)使得建筑物的整體安全穩(wěn)定性降低，進(jìn)而形成安全隱患，甚至?xí)＜白舻纳柏?cái)產(chǎn)安全。本篇文章中，筆者圍繞超高層建筑地下室超長剪力墻裂縫的成因及其控制措施進(jìn)行了分析，詳情如下：

關(guān)鍵詞：超高層建筑;地下室;超長剪力墻;成因;控制技術(shù)

超高層建筑是如今比較常見的建筑物類型，對建筑技術(shù)的要求極高。同時(shí)，超高層建筑的施工過程耗時(shí)更長，復(fù)雜程度更甚，因此在開展超高層建筑施工時(shí)，必須要根據(jù)實(shí)際情況制定施工計(jì)劃。地下室不僅是超高層建筑的地下空間，在承重方面也起到了關(guān)鍵性的作用，其中主要由剪力墻組成，又被稱為結(jié)構(gòu)墻或抗震墻，能夠較大程度的承受來自垂直及水平方向的載荷。但據(jù)實(shí)際情況來看，由于建筑物高度越高，為進(jìn)一步提高穩(wěn)定性，就必須要使用長度更長的剪力墻，但在使用超長剪力墻時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)裂縫，因此不利于進(jìn)一步提高建筑物整體質(zhì)量。

一、超高層建筑地下室超長剪力墻裂縫形成的主要原因

（一）溫度變化

隨著國家的現(xiàn)代化發(fā)展，對超高層建筑的應(yīng)用越來越廣，但雖然技術(shù)比較先進(jìn)，較大程度的提升了建筑效率，但同時(shí)也在一定程度上提高了剪力墻裂縫發(fā)生率，進(jìn)而會(huì)長期持續(xù)性的影響建筑物整體質(zhì)量。據(jù)調(diào)查分析來看，導(dǎo)致地下室剪力墻出現(xiàn)裂縫的原因較多，其中占據(jù)首要位置的便是溫度原因[1]。剪力墻是由混凝土澆筑而成，而混凝土也會(huì)因溫度的變化而出現(xiàn)改變，在應(yīng)用剪力墻時(shí)，由于晝夜溫差較大，便有可能會(huì)使得剪力墻出現(xiàn)裂縫。我國面積廣大，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，多數(shù)季節(jié)性溫差較大地區(qū)的超高層建筑便存在著不同程度的剪力墻裂縫，如太原、西安地區(qū)，由于混凝土內(nèi)的應(yīng)力承受能力小于溫度所造成的應(yīng)力，便會(huì)引發(fā)裂縫，且一般多位于剪力墻中間位置。

（二）水化熱

水化熱也是導(dǎo)致地下室剪力墻出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵性影響因素。在進(jìn)行剪力墻澆筑時(shí)，必須要嚴(yán)格按照相關(guān)操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混凝土配比并澆筑，據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來看，由于混凝土的主要成分為水泥，因此在與水接觸后邊會(huì)出現(xiàn)水化熱反應(yīng)，一般情況下，多數(shù)施工團(tuán)隊(duì)并未能夠完全注重該方面情況，使得水化熱反應(yīng)較為劇烈，以至于在混凝土澆筑完成后，剪力墻內(nèi)部溫度顯著高于外部，因此使得剪力墻裂縫的出現(xiàn)幾率大幅提高[2]。剪力墻是超高層建筑下部重要承重部分，因?qū)λ療岱磻?yīng)的重視度不高，會(huì)較大程度的削弱剪力墻整體承重能力，進(jìn)而形成安全隱患。

（三）混凝土收縮

剪力墻澆筑時(shí)，需嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)來確定混凝土用量，以最大限度的提高剪力墻載荷承受能力，保障超高層建筑的整體安全穩(wěn)定性。但在混凝土澆筑時(shí)，多數(shù)施工單位往往會(huì)忽視混凝土本身的收縮特性，以至于在混凝土澆筑后由于收縮而導(dǎo)致剪力墻不符合標(biāo)準(zhǔn)。要知道，混凝土的具有在收縮性、干縮性的特征，在混凝土澆筑前需根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行混凝土配比，但同時(shí)還應(yīng)熟悉混凝土的具體特性，以便于更加順利的開展剪力墻施工，降低裂縫發(fā)生率。

（四）外力作用

如今超高層建筑物數(shù)量越來越多，但是由于地下室剪力墻的裂縫的影響，使得建筑物的安全性不高，前文中提到，導(dǎo)致超高層建筑地下室剪力墻形成裂縫的原因主要為溫度變化、水化熱、混凝土收縮，而出以上因素外，還與外力作用有關(guān)。首先還是對混凝土的影響未能夠嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)，在混凝土澆筑時(shí)，由于混凝土配合比不合理或未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)嚴(yán)重拉低混凝土質(zhì)量，進(jìn)而提升剪力墻裂縫發(fā)生率。其次，建設(shè)施工中，由于地基在沉降方面均勻性不足，便會(huì)極大的影響地下室結(jié)構(gòu)設(shè)置，以至于地下室結(jié)構(gòu)設(shè)置存在不合理情況[3]?？傊?，導(dǎo)致超高層建筑地下室剪力墻出現(xiàn)裂縫的原因較多，且會(huì)嚴(yán)重影響建筑物質(zhì)量，因此必須要加強(qiáng)處理，最大限度的降低以上多種因素的影響。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫預(yù)防措施

（一）對專業(yè)技術(shù)理論的掌握

地下室剪力墻裂縫的出現(xiàn)會(huì)加重超高層建筑的風(fēng)險(xiǎn)隱患，對住戶的生命及財(cái)產(chǎn)安全有消極影響，通過上文情況來看，導(dǎo)致剪力墻裂縫形成的主要影響因素比較復(fù)雜，但多與混凝土應(yīng)用相關(guān)，因此當(dāng)前在預(yù)防剪力墻裂縫的措施中，首先便需要設(shè)計(jì)人員更加深入的了解并掌握混凝土相關(guān)理論知識。在混凝土使用過程中，由于混凝土具有比較復(fù)雜的特征，由于多數(shù)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)忽視了混凝土特征，進(jìn)而會(huì)較大程度的影響混凝土施工[4]。施工團(tuán)隊(duì)必須要做好培訓(xùn)計(jì)劃，定期對設(shè)計(jì)人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其能夠在設(shè)計(jì)時(shí)能夠在嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員專業(yè)素質(zhì)，可較大程度的提升設(shè)計(jì)人員對混凝土特性的重視度，從而在源頭上防止剪力墻裂縫的形成。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

超高層建筑在使用剪力墻后，可較大程度的承擔(dān)來自垂直、水平方面的荷載，起到良好的承重作用，但據(jù)實(shí)際情況來看，部分超高層建筑物的地下室設(shè)計(jì)存在紕漏，雖然通過剪力墻能夠有效承擔(dān)更多的載荷，也需要使用更長的剪力墻，但同時(shí)也會(huì)使得裂縫情況更加嚴(yán)重。導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)的原因與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理密切相關(guān)，因此當(dāng)前想要必須要強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性、合理性及科學(xué)性。一般情況下，剪力墻裂縫多以豎縫為主，對此可減少水平筋間隔距離，通過提升水平構(gòu)造的方式來使得水平、垂直方向的構(gòu)造更加合理。同時(shí)，對于樓層相對較高的建筑物，應(yīng)適當(dāng)增加鋼筋。

（三）合理添加外加劑，優(yōu)化配合比

由于混凝土在使用時(shí)，會(huì)因水泥與水接觸而展現(xiàn)出其收縮性，又或者會(huì)因氣候影響，導(dǎo)致日夜溫差較大，從而可能會(huì)使得剪力墻裂縫發(fā)生率提升。在改進(jìn)這一問題時(shí)，可通過添加外加劑并優(yōu)化配合比進(jìn)行緩解[5]。混凝土澆筑前，可適當(dāng)加入膨脹劑，使得混凝土在凝固后不會(huì)因其干縮性及收縮性而出現(xiàn)收縮情況。其次，混凝土是由多種不同的原材料混合配比而成，主要成分為水泥，可在混凝土配比時(shí)進(jìn)行合理優(yōu)化，適當(dāng)調(diào)整各原材料使用比例，如可降低用水量或增加對減水劑的應(yīng)用。

（四）施工及養(yǎng)護(hù)

除在設(shè)計(jì)及混凝土澆筑時(shí)采取一系列措施外，還應(yīng)合理選擇施工時(shí)機(jī)，并定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在進(jìn)行超高層建筑物施工時(shí)，為降低溫度因素的影響，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)盡可能選擇溫度較低的時(shí)間施工，如在夏季，應(yīng)盡可能選擇晚間施工，并適當(dāng)采取分層澆筑，以最大限度的降低溫度的影響。同時(shí)，在混凝土澆筑完畢后，依然需要保持高度重視，并使用木質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)建模型，強(qiáng)化剪力墻保溫及保濕能力，進(jìn)而降低裂縫發(fā)生率。

結(jié)語：在當(dāng)前現(xiàn)代化進(jìn)程的推動(dòng)下，各城市的發(fā)展得到了長足進(jìn)步，這一點(diǎn)由超高層建筑物數(shù)量的增加中便可體現(xiàn)。雖然當(dāng)前超高層建筑物數(shù)量較多，并極大的促進(jìn)了社會(huì)的現(xiàn)代化進(jìn)展，但由于多種原因影響，使得超高層建筑物地下室剪力墻存在著較為嚴(yán)重的裂縫情況，并對建筑物整體質(zhì)量產(chǎn)生了影響。本篇文章中，筆者首先分析了溫度變化、水化熱、混凝土收縮以及外力作用等剪力墻裂縫成因，并提出進(jìn)一步掌握理論知識、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合理添加外加劑以及做好前期施工和后期養(yǎng)護(hù)等措施，希望能夠?qū)μ岣叱邔咏ㄖ镎w安全穩(wěn)定性提供幫助。

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[5]郭海浩. 考慮溫度收縮影響的地下超長預(yù)應(yīng)力混凝土頂板裂縫控制研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2018.