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高层建筑剪力墙为什么会产生裂缝?怎么防治?

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建设单位同时开工三栋高层,三栋高层设计高度31层,剪力墙设计强度等级为C45P6,其中一栋的现浇商品混凝土由笔者所在的混凝土公司提供,墙厚300~350mm,水平和竖向均为双排钢筋,浇筑时间为11月下旬,室外温度-3~-6摄氏度,空气湿度30%以下工地有专门测混凝土入模温度的工作人员,入模温度通常都能达到7~10℃;外剪力墙浇筑完后养护一周左右拆模,内墙第二年2月拆模,养护近90天。经现场实地考察,内外剪力墙出现竖向裂缝约50条,其中有两条贯通的裂缝,宽度约0.5mm,另外两栋楼外墙内侧裂缝13处,内墙21处,缝深10mm、宽约0.2mm。

建设单位同时开工三栋高层,三栋高层设计高度31层,剪力墙设计强度等级为C45P6,其中一栋的现浇商品混凝土由笔者所在的混凝土公司提供,墙厚300~350mm,水平和竖向均为双排钢筋,浇筑时间为11月下旬,室外温度-3~-6摄氏度,空气湿度30%以下工地有专门测混凝土入模温度的工作人员,入模温度通常都能达到7~10℃;外剪力墙浇筑完后养护一周左右拆模,内墙第二年2月拆模,养护近90天。经现场实地考察,内外剪力墙出现竖向裂缝约50条,其中有两条贯通的裂缝,宽度约0.5mm,另外两栋楼外墙内侧裂缝13处,内墙21处,缝深10mm、宽约0.2mm。

1  成因分析

现浇混凝土产生裂缝的原因很多,施工单位通常把责任推给混凝土公司,就会造成一些不必要的纠纷。产生裂缝的原因常见的有:

(1)荷载裂缝;

(2)沉降裂缝;

(3)温度及收缩裂缝;

(4)化学因素等产生的裂缝,总之原因很复杂,有多种或单种原因造成,根据本工程的具体情况用排除法分析一下剪力墙竖向产生裂缝而横向无一裂缝的原因。

1.1 水泥干缩产生的裂缝(塑性收缩、干燥收缩)

这种裂缝出现在混凝土表面,比较细小,长短不一,互不连通,无规律性,分布不均匀,宽度在0.05~0.2mm之间。混凝土成型后曝露在空气中,受到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而混凝土内部温度变化小,表面受到混凝土内部的约束,出现拉应力引起的收缩。近年来水泥颗粒粒径变小,早期强度上升快,水泥是水硬性材料,在硬化初期如果养护不当,造成水分不足容易产生收缩而产生裂缝等等。经现场实地考察,剪力墙仅有竖向裂缝而无横向裂缝,可排除水泥干缩产生裂缝的可能。

1.2 温差变化热胀冷缩效应引起的裂缝

这种裂缝一般出现在温差变化较大的环境及面积或长度较大,而又未在适当的部位留设伸缩缝的构件或结构上,如大体积混凝土(大型设备基础、电厂输煤沟、钢铁厂大跨度梁)。混凝土内外温差达到25℃可能产生裂缝,混凝土表面温度与大气温度之差大于20℃也可能产生裂缝。通过观察,同时浇筑的梁、柱无一裂缝发生,所以可排除因温差变化热胀冷缩产生裂缝的可能。

1.3 撞击裂缝

经调查剪力墙未受到任何撞击荷载作用,可排除。

1.4 不均匀沉降引起的裂缝

由于地基的不均匀沉降造成基础或圈梁、大梁及其他构件拉力过大而出现裂缝。经现场实地观察,基础梁、地面未出现沿墙根的裂缝,说明基础未沉陷。若基础梁变形使剪力墙产生裂缝应该是墙体下部裂缝大而上部无裂缝,所以可排除不均匀沉降引起裂缝的可能。

1.5 应力集中引起的裂缝

这种裂缝一般出现在混凝土板的阴阳转角处或支座处,是由于板面负弯矩钢筋配筋不足或钢筋粗而间距过大造成的。此剪力墙裂缝显然不属于这种原因产生的裂缝。

1.6 化学反应裂缝

墙体混凝土表面未出现块状崩裂、剥落等现象;水泥厂提供了水泥安定性合格报告,商品混凝土公司实验室对水泥的安定性检测结果合格。另外,三栋楼采用了不同的三种商品混凝土,所用水泥和混凝土配合比都是不同的,结果是三栋楼的剪力墙都出现了竖向裂缝,楼板、梁均无裂缝。所以可排除混凝土的质量问题产生裂缝的可能。

1.7 外界温度低加载过早产生裂缝

施工时因拆模过早,混凝土强度未达到设计要求而提前加荷,使构件过载而出现裂缝。

在外界温度仅为-3~-6℃的环境下,混凝土早期强度增长缓慢,很难快速达到临界强度。经现场实地观察,裂缝发生在较长的剪力墙处,裂缝多平行于短边,宽度在0.2~0.5mm之间,发生在浇筑后2~3个月。墙体浇筑后冬季温度过低,混凝土早期强度增长缓慢,混凝土的抗拉应力小于自重和上部荷载作用产生的横向应力,从而加深了墙体竖向裂缝的发展。因此,可断定该裂缝产生的原因是混凝土早期受冻且加载过早所造成。

640.webp.jpg

2 裂缝的预防和治理措施

针对上述裂缝产生的原因,可相应采取以下预防和治理措施。
2.1 调整混凝土各组分。如采用高标号水泥,减小水泥用量;尽量使用低水化热的水泥;严格控制外加剂的品种及用量;砂宜采用中砂,保证石子级配良好,并严格控制砂石含泥量。
2.2 拆模及养护。适当延长剪力墙混凝土的拆模时间,并且拆模时不要马上移走模板,而是先让模板拆开一条缝隙作浇水养护用,从而改善混凝土的养护环境以达到控制墙体裂缝的目的。特别是预拌混凝土早期水化快,水化热发展快,拌合物保水性强,泌水小,为此,施工过程中应特别注意加强养护环节的管理及防护措施的应用。施工中当混凝土密实后,应尽可能早地覆盖养护,及时喷水,适当延长养护时间,这样,既可以减少内外部温差,又可以保证早期湿养护和后期养护的最佳效果。
2.3 混凝土中掺加膨胀剂。微膨胀剂由于在一定程度上补偿了收缩应力,能有效减少混凝土收缩裂缝。
2.4 剪力墙上增开"结构小洞"。这可能是最有效的方法,通过开洞把长墙变成短墙,减少混凝土收缩变形的约束,使混凝土收缩应力得到释放,从而达到控制墙体裂缝的目的,但必需重新对结构进行计算,确保结构的安全及正常的使用功能。
2.5 留置后浇带。即先浇注后浇带两侧混凝土,约两个月后当混凝土收缩变形趋于稳定时,再浇筑留缝部位,从而避免因收缩应力而出现裂缝。
2.6 在剪力墙中部设置暗梁(或设置顶部暗圈梁)。这样贯穿性裂缝只能裂到梁底,而不至裂到楼面板底,可有效减小有害裂缝的长度。
2.7 调整水平钢筋配筋方案。将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧,有效减小了混凝土保护层厚度,增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性。
2.8 增加抗收缩钢筋。遵循配筋细而密可抵抗收缩应力的原则,适当增加水平钢筋的配筋率、减小钢筋直径而缩小配筋间距。另外在对剪力墙造成约束的结构构件与其连接处增设钢筋对裂缝亦能起到一定的抑制作用。
2.9 裂缝补强治理措施。当裂缝不能自我愈合,且长期存在会给结构构件带来耐久性、安全性和建筑使用功能等方面的影响而必须给予治理时,可待裂缝发展稳定后,针对不同大小的裂缝采取相应的有关治理措施。

640.webp (1).jpg

结束语

裂缝产生的原因比较复杂,不仅与剪力墙尺寸及其所受约束有关,而且与构成墙体的各种材料及其形成环境等多种因素有关,本工程裂缝的处理也充分说明了这一点。实践证明,只要从设计、材料、施工及环境等方面进行分析,并采取控制裂缝的各种措施,实施综合治理,高层建筑混凝土剪力墙的裂缝是可以控制的。

来源:工程创优与常见问题防治

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全部评论
  • 两个苹果
    两个苹果 2020年05月08日 12:20:25 2楼

    混凝土标号好高啊

    回复 2 举报 点赞
  • shifeilike
    shifeilike 2020年05月08日 18:06:00 3楼

    楼主,这个裂缝的最后是怎么处理的?


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  • qq_1587430395577
    qq_1587430395577 2020年05月08日 19:15:16 4楼
    混凝土原因
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    来自土木在线APP

  • 妖白骨精
    妖白骨精 2020年05月09日 09:41:03 5楼

    实际工程中经常遇到开裂情况,感谢分享处理措施

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  • dihanps
    dihanps 2020年05月09日 09:50:57 6楼

    各种原因

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  • qq_1588994497838
    qq_1588994497838 2020年05月09日 11:40:26 7楼
    横梁裂缝开裂不超过几豪米为正常
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    来自土木在线APP

  • 清一土木
    清一土木 2020年05月11日 06:52:21 8楼

    学习了,确实分析的很全面

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  • dhzly0253
    dhzly0253 2020年05月11日 09:31:27 9楼

    分析的比较客观,值得学习借鉴。

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  • 醉且醉得
    醉且醉得 2020年05月11日 11:12:37 10楼
    挺详细,其实施工不当,赶工期的最容易出现裂缝了
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    来自土木在线APP

  • 钢砼心
    钢砼心 2020年05月11日 13:10:44 11楼

    学习到了,谢谢楼主的分析和分享

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