建筑結構剪力墻的開裂原因及其防治方法

呂昱昭

摘 要：隨著越來越多的高層建筑不斷建成投入使用，作為其最重要受力構件的剪力墻墻體出現裂縫的情況則時有發生。為保障建筑物的結構安全和耐久，必須針對剪力墻裂縫產生的原因作出具體的分析，采取有效的措施加以防治控制。

關鍵詞：建筑結構；剪力墻；開裂；原因；防治方法

前言

當前，建筑行業發展迅速，不同的建筑風格和觀念層出不窮，建筑行業在理念上更加注重藝術性和美學效果。然而隨著高層建筑物的不斷涌現，剪力墻作為建筑物承受風荷載或地震作用最重要的結構構件，由于受到多種因素的影響，開裂現象時有發生。文章針對剪力墻裂縫作具體分析，找出原因，形成對策，有效控制，更好地保障建筑物的結構安全。

1 建筑結構剪力墻出現開裂的主要原因

1.1 剪力墻自身存在的不足

對于剪力墻結構，主要是由鋼筋混凝土和砌塊構成，裂縫的種類主要有兩種，即具有貫穿性質的裂縫以及表面較為不規則的裂縫。對于貫穿性的裂縫，發生的時間主要是模板拆除后的階段，時間不長，其在剪力墻的位置主要是由下至上的方向，與樓面呈現垂直的狀態。通常，這種裂縫的寬度表現在0.2毫米的范圍，如遇到特殊情況，規格可達到0.5毫米，甚至更大的寬度，而且深度較大，甚至達到對整個墻壁的穿透。對于表面不規則的裂縫，主要發生在混凝土澆筑時間不長的時段里，遍布于整個墻體的表面，這種裂縫寬度較大，密實性較強，但是深度值不大，這種裂縫出現的原因主要是養護工作不理想，未能夠實現有效的治理[1]。

1.2 混凝土的收縮應力存在較大的情況

1.2.1 如果收縮裂縫的原因是混凝土過大的收縮應力，那么主要影響因素是水泥的實際使用量。目前，對于工程品質提出了更高的標準和要求，設計強度不斷提升，使得對于建筑材料、配比的研究成為更加有價值的科學。鑒于工程的多樣性，很多方面都要進行相應的調整和變更。一旦強度存在差異，在水泥攪拌和配比方面就會區別對待。

1.2.2 構件長度的影響力。對于建筑而言，構件的影響較為突出，是整個施工的關鍵性環節。對于構件的考量，最重要的是混凝土強度，只有強度達標，才能達到構件不同的要求。其次是對骨料的重視，根據混凝土不同強度的要求，對其強度進行不同的層次的劃分，目的是保證配料的精準性，以便發揮混凝土自身的應有功能。如果骨料在量的使用方面比較合理，那么就能夠極大地提升工程的品質，有效抑制混凝土的收縮和變形。

1.3 混凝土溫度存在應力較大的情況

如果混凝土的裂縫產生的誘因是混凝土溫度應力過大，其主要的影響因素包含：水泥的類型、拆模時間的選擇、溫差的影響、養護的因素等。

1.3.1 水泥品種的影響。在當前的建筑工程中，高強度的混凝土得到了較為廣泛的使用，例如，硅酸鹽水泥的使用量增大，水泥水化熱呈現較大的提高，集中性較強。在水化的過程中，大量的熱能被釋放，鑒于混凝土散熱性能的降低，致使混凝土內部達到的溫度大幅度升高，溫度裂縫產生。

1.3.2 拆模時間的影響。如果拆模時間選擇不當，就會使混凝土的表面出現裂變，降溫收縮發生，而混凝土的表面又會散熱過塊，內部散熱較慢，導致內外發生溫度差異，形成溫度階梯。同時，早期的混凝土在抗拉強度和彈性模量方面較低，一旦出現表面散熱較快的情形，拉應力發生，而內部熱量又無法盡快散出，壓應力由此產生，一旦混凝土的抗拉小于拉應力和壓應力，那么裂縫就會由此產生[2]。

1.3.3 養護條件的影響。如果缺乏對剪力墻的有效、到位的養護，墻體表面的水分會較快地流失，體積會大面積收縮，而對于內部，水分散失量又較少，體積收縮液不大，內外力的作用，使得拉應力產生，開裂現象發生。

1.3.4 溫差變化的影響。對于剪力墻而言，受溫差影響較大，而在混凝土結構中，夏季散熱速度較慢、冬季導熱也較慢，這就使得整個剪力墻的上下部位容易出現裂縫。

1.4 給剪力墻造成影響的其它因素

對于剪力墻而言，受到各種約束因素影響，如樓板、端柱等，而對于地下室的剪力墻，則受到頂板以及底板的約束。這些約束因素，致使剪力墻構件無法實現自由的變形，裂縫從而出現。

2 如何有效預防建筑結構剪力墻的開裂

2.1 對原材料進行的有效控制

對于剪力墻而言，存在較為復雜的材料，主要包含混凝土、石塊、水泥等原料，尤其對配筋需求量較大，需要進行緊密布置，要對石塊的粒徑和骨料級配進行控制。一旦粒徑較大，就會出現被卡住的情形。因此，要嚴格控制砂漿的品質和配合比，一旦砂漿品質不達標，混凝土抗拉強度就會降低，就會誘發裂縫。鑒于水泥水化中熱量和收縮的可觀性，因此，要使用水化熱和低收縮的水泥類型。

2.2 對混凝土施工的有效控制

對于剪力墻的品質，只有保證合理的施工組織設計能力，才能為品質提高堅實的基礎和保障。在進行施工組織設計的時候，要對混凝土的凝結時間進行充分的考量，實現對混凝土的合理調配和攪拌，為澆筑施工提高前提，保證在下層混凝土凝結之前，上層混凝土達到凝結的狀態。在混凝土施工的過程中，冷鋒和分層縫極容易發生。因此，要避免側模出現位置的偏移，同時，加大對剪力墻底部的振搗，提升剪力墻底部的承載能力，保證振搗過程的均衡性、有效性、連續性，避免間斷，實現對裂縫的有效避免[3]。另外，在混凝土中添加一定的微膨脹劑，對混凝土的收縮力進行補償，降低混凝土收縮裂縫產生的幾率。

2.3 對結構設計進行的控制

為了實現對裂縫的有效控制，在進行結構的設計階段，要全方位考慮溫度鋼筋的設計模式，借助鋼筋的構造，實現墻板結構溫度應力和收縮應力的降低。同時，墻板裂縫出現的主要原因是水化熱以及降溫導致的拉應力，因此，要對入模的溫度進行降低，采取分層散熱的形式，避免較為劇烈的溫度和濕度的變化，保證應力的松弛狀態。另外，要防止結構突變情形的發生，目的是避免應力的集中狀況而引發的裂縫。當突變無法避免的時候，孔洞和變斷面轉角的位置，由于溫度收縮的原因，也會引發應力的集中，此時，要進行局部的處理，采用逐步過渡的形式，也要加配鋼筋。受力筋如能滿足變形的構造要求，則不再增加溫度筋；構造筋不能起到抗約束作用的，應適當增加溫度筋。

2.4 有效發揮配筋對裂縫的控制作用

鋼筋能夠發揮對混凝土收縮的有效控制作用，但不可能從根本上消除。鋼筋數量的增加在減少收縮的同時，加大了拉應力，一旦鋼筋較多，足以引起混凝土的開裂現象。因此，鋼筋混凝土中的配筋率對混凝土的自約束影響深遠。如果配筋設置的數量合適，就能有效限制混凝土的拉伸的極限標準，降低溫度裂縫和收縮裂縫具有較大的積極作用。

3 結束語

近些年，建筑行業高速發展的同時也暴露了一些建筑質量通病，剪力墻裂縫就是其一，這就要求從業者必須重視問題，分析問題，從結構設計、材料控制、施工技術等各個相關環節找到有效的解決方案，實現對裂縫的有效控制，為未來建筑行業的發展鋪平道路。

參考文獻

[1]安德籠.建筑結構剪力墻開裂原因及措施分析[J].現代商貿工業，2009，22：296-297.

[2]劉鴻亮.帶約束拉桿雙層鋼板內填混凝土組合剪力墻抗震性能研究[D].華南理工大學，2013.

[3]蔡少波.剪力墻開裂機理分析及防治措施[J].廣東土木與建筑，2014，2：59-61.