高層住宅工程剪力墻與后砌墻裂縫產生的原因及預防

錢興國

摘 要：建設日新月異的建筑工程發展，伴隨著人們的日益增長的物質需求，如雨后春筍般地拔地而起，因此，高層建筑的建設質量和居住安全問題也成為人們關注的焦點，其常用的鋼筋混凝土框架結構和剪力墻結構，有其弱點和不足，即極容易出現各種形態的裂縫，不但影響高層建筑的整體美觀，而且影響人民的居住質量。本文就高層建筑填充墻裂縫的基本表現形態及形成原因，進行了深入的剖析，在此基礎上，改進設計深度，優化施工工藝和技術，積極采取措施進行預防和治理。

關鍵詞：高層建筑；砌體結構；剪力墻；裂縫；

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-02-00-02

萬丈高樓平地起，混凝土結構是整個高層建筑工程的主要材料，在人們的居住空間不斷地向空間拓展的狀態下，預拌混凝土已經在城鄉建筑中廣泛使用，在實踐的應用中，混凝土的質量較之前有了較大的提升，但是，高層建筑的混凝土結構構件也存在著不少的問題，其中，剪力墻和砌體結構墻的裂縫即是工程難點之一，它不但有損于整體高層建筑的美觀，而且，裂縫如果呈現過大的情形，則會嚴重留下安全隱患。因此，對高層建筑混凝土結構的裂縫處理和預防備受關注。

一、高層建筑砌體結構墻和剪力墻裂縫的表現形態

在建筑結構中，會出現各種原因產生的不同形態的裂縫，具體可分為兩類，即：受力裂縫和非受力裂縫。前者是在直接荷載下而產生的墻體裂縫；后者則是由于各種非直接性的因素產生的墻體裂縫，也稱為變形裂縫。變形裂縫主要表現為以下幾種形態：

（一）溫度裂縫。這是一種較為常見的墻體裂縫，它有明顯的規律：兩端較重而中間輕，頂層重而下而輕。具體產生在高層混凝土結構的頂端和山墻上，呈現出正“八”字斜裂縫或處于圈梁下的水平裂縫。

（二）收縮裂縫。在砌體結構中，墻體的內外部分都會有這種裂縫，具體形態表現為：墻體中部的階梯性裂縫、墻體周邊的灰縫裂縫、外墻的豎向裂縫等，這種裂縫的寬度一般不大，并且呈現較均勻的分布。

（三）地基變形裂縫。眾所周知，建筑結構都是在穩固地基之上開始砌筑的，由于地基結構的不同，混凝土建筑也會因地基的不均勻沉降等而引起變形和裂縫。它的表現形態主要為剪切形和彎曲形的裂縫，凸現出正“八”字型和斜向的裂縫。

二、高層建筑砌體結構墻和剪力墻裂縫的成因分析。

在建筑結構墻體部分，會出現不同形式的裂縫，它在不同的形態之下有其不同的形成原因，下面，本文對此進行逐一分析：

（一）溫度裂縫產生的成因機理。混凝土砌體結構的頂蓋會由于外界溫度的升高而出現較大的變形，而墻體內部變形較小，在約束應力的作用下，墻體表面的溫度低于其結構內部的溫度，形成較大的溫差，同時，墻體外部由于水分的蒸發，其表面濕度也明顯低于墻體內部的濕度，在溫差及濕度差異的應力下，墻體受壓、受剪，從內而外出現裂縫。

（二）收縮裂縫產生的成因機理。在制備剪力墻的過程中，由于水泥、石灰摻比、拌合之后，含水率不斷增加，會產生體積的膨脹，而隨著倒模的成型，混凝土中的水分逐漸被吸收和蒸發，使混凝土結構中的含水量縮至50%—60%左右，其在形成砌體之后，含水量繼續下降，慢慢地逐漸降至10%左右，這種體積的收縮，產生應力，導致墻體產生非結構性的收縮裂縫。

（三）地基不均勻沉降而導致的裂縫產生成因。首先，分析墻體的“正八”字裂縫，它種形態的地基沉降特點是：中部位置沉降較大，兩端沉降較小，產生正彎距，也常稱為“盆形沉降曲面”，砌體結構的中部拉應力大，端部受剪，形成主拉應力斷裂，形成拱形式的“正八字形”裂縫。其次，墻體的斜向裂縫，是由于地基沉降過程中，其端部沉降明顯大于中部，形成負彎距，則造成斜形裂縫。

三、針對高層建筑剪力墻與后砌墻裂縫的預防措施

針對高層建筑住宅工程中墻體裂縫的形成及成因來看，需要對混凝土結構進行原材、配比、外部添加劑、澆筑、養護等全程的預防及控制，以杜絕工程建筑中的墻體開裂。

（一）要嚴格控制混凝土的配比設計。首先保證混凝土的良好性能，采用三低、二摻、一高的設計配比原則，使配比出的混凝土具有高強度、高抗拉力的特點，注意盡量降低水泥、砂的用量，增加石子的用量，選用5—40mm粒徑的優化級配石和水化熱較低的水泥，同時，嚴格控制水灰比，并適度摻加外用減水劑，增強混凝土的密實度，減少其收縮。

（二）增強結構設計的抗裂性能。在建筑工程施工中，可以通過增配構造筋的方法增強其抗裂性，在適度增加墻體厚度和配筋率的前提下，進行橫向分布筋的布設，橫向分布鋼筋的間距宜保持在100—125mm。結構墻體筋的設計最好采用雙層雙向鋼筋，避免重復與交叉；同時，為了使墻體自由收縮減少裂縫，還應該使墻體與柱子之間進行分離，以減少墻體的約束應力；對剪力墻結構角部要布設放射筋，以起到增強薄弱部位的作用，減少結構（或斷面）突變而出現應力集中，使墻體出現裂縫的情況。為了預防由于地基沉降而產生的裂縫，還要合理設置沉降縫，通過混凝土結構自重的減輕，調整基底的附加應力，優化基礎的尺寸設計，使地基承受的荷載處于均勻的狀態，這樣，建筑物在增強其剛度和強度的狀態下，可以有效避免因地基沉降而產生的裂縫。

（三）科學合理地進行施工澆筑。為了預防墻體的溫差開裂，要在混凝土屋蓋位置，設置隔熱層并布設間距小于30m的控制縫；對剪力墻的澆筑過程要遵循二十字方針的澆筑工藝，使混凝土自然地流淌，呈斜面分層、均勻地澆筑，并且在二次振搗過程中要進行適當的調整，以增強混凝土的密實度，提升防滲性和抗裂性。同時，澆筑過程如果自由落體角度過大，則應當使用“竄桶”或“溜管”下料，保持混凝土的穩固性能。

（四）加強養護保溫保濕工藝。在混凝土澆筑達到一定強度之后，在一定時間內，要對混凝土的養護工藝進行專門的頂端自動噴水系統養護方法，這種自動的噴水裝置，可以有效地進行模板拆除之前的養護，利用其進行保溫、保濕的技術，定期灑水并覆蓋草簾，預防因溫差而產生的墻體裂縫。

四、結束語

高層建筑住宅工程會由于各種不同的原因，產生不同形態的裂縫，在分析其裂縫生成的基礎上，我們可以通過加強建筑設計、強化施工過程、注重養護等全過程的工藝實施，有的放矢，通過各種舉措預防剪力墻和后砌墻的裂縫問題，避免各種原因造成的應力集中，使混凝土砌體結構在優化措施的前提下，增強其強度，提高其抗裂、抗拉性能，提升高層住宅工程結構的美觀性和實用性能。

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