關于某超高層住宅剪力墻裂縫的處理實踐

王國炎 張婷 王珊珊 張迪 盧慶婷

1無錫太湖學院（214000） 2南京城市職業學院（210000）

3無錫市房屋安全鑒定中心（214000） 4無錫路勁地產有限公司（214000）

關于某超高層住宅剪力墻裂縫的處理實踐

王國炎1張婷1王珊珊2張迪3盧慶婷4

1無錫太湖學院（214000） 2南京城市職業學院（210000）

3無錫市房屋安全鑒定中心（214000） 4無錫路勁地產有限公司（214000）

裂縫是混凝土結構經常出現的問題。通過對某超高層住宅產生的裂縫分析，發現溫度是產生裂縫的主要原因。采用PMSAP復核原結構在帶裂縫工作狀態下的內力和各項技術指標，結果顯示各項指標均能滿足規范的要求，原結構無安全隱患。同時給出了處理裂縫的方案，并對后期施工如何減少裂縫提出了合理建議。

裂縫；溫度；施工

許多混凝土結構、砌體結構等建筑物在建設過程和使用過程中出現不同程度、不同形式的裂縫，這是一個相當普遍的現象，也是長期困擾著建筑工程技術人員的技術難題[1]。在工程實踐中因出現裂縫而影響工程進度和質量的事件也屢見不鮮。建筑構件上的裂縫一般指寬度大于0.05 mm的肉眼可見的裂縫[2]。混凝土裂縫的危害包括：結構承載力降低、安全性下降；結構體和圍護體嚴重滲水；嚴重影響混凝土結構體的耐久性和使用壽命等[3]。混凝土結構產生裂縫的原因很多,主要有以下四類：1）外荷載引起的裂縫；2）約束變形引起的裂縫；3）材料化學性能不穩定導致的裂縫(如水泥安定性不好、堿骨料反應等)；4）施工過程中形成的裂縫。結構體在實際使用過程中,裂縫主要由前兩類原因產生：外荷載引起的裂縫,通稱為受力裂縫;約束變形引起的裂縫,包括溫度變形(水泥的水化熱、氣溫變化、環境生產熱)收縮變形(塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮)及地基不均勻沉降(膨脹)變形。根據國內外調查資料,結構物的裂縫原因,主要由于變形引起的裂縫約占80%,而主要由荷載引起的裂縫約占20%[4、8]。但是在超高層住宅的剪力墻中出現裂縫的工程實踐并不多見，這里就一棟超高層剪力墻結構的底層剪力墻出現裂縫的情況做了分析，分析了結構在帶裂縫狀態下的安全性，并提出了最終的結論和解決方案。

1 工程項目概況

該項目位于江蘇省,小區共有五棟房子，均坐落于兩層地下室的大地盤上，其中3#、4#、7#上部31層，主體高度99.7 m，5#、6#上部42層，主體高度134.65 m。結構形式均為剪力墻結構。

圖1 5#樓二層裂縫示意圖

發現裂縫之后，現場立即要求停工，馬上組織各方面專家來論證該裂縫出現的原因。

圖2 5#樓二層裂縫照片（左）位于5軸上墻面

圖3 5#樓二層裂縫照片（右）位于5軸上墻面

圖4 5#樓二層裂縫照片（左）位于10軸上墻面

圖5 5#樓二層裂縫照片（右）位于10軸上墻面

2 裂縫分析

2.1 裂縫成因分析

因該工程僅僅施工至四層,主體的豎向荷載、風荷載還未作用于剪力墻上，說明裂縫不是應為因構件承載力不足產生的裂縫；隨后我們對基礎進行了復核，發現原設計樁長66 m，樁直徑800 mm，且采用了后注漿措施增強單樁承載力，單樁承載力特征值達到了6 000 kN，承載力很高，并且經過查看基礎的計算書知樁的實際反力小于樁承載力的特征值。地下室也未發現裂縫，說明不是因為基礎不均勻沉降產生的裂縫。

通過PMSAP[5]模擬高層住宅在施工到地面以上三層時拆模，溫度下降25℃計算分析可知：裂縫形成的直接原因是混凝土干縮和大氣溫度降低引起的混凝土收縮而產生的收縮裂縫。由于工程出現裂縫的時間為九月底，此時正處于初秋，晝夜溫差大，且裂縫位于建筑的南側，陽光直接照射，白天墻體溫度會很高，晚上由于氣溫下降，導致溫差較大，因此在二層的南側出現了該溫度裂縫。

PMSAP對主體模型降溫25℃進行模擬計算顯示墻體在溫度變化的情況下會產生附加軸力、剪力及彎矩，但在只考慮溫度降溫的因素下原墻體配筋能滿足計算要求。由于本工程的結構布置的特殊性，南側墻體較長（個別墻體超8 m），兩側的約束邊緣構件配筋相應比較大,從而起到較強的約束作用，墻體中間按規范最小配筋設置鋼筋，因此中部墻體抗裂性能比較差。同時一層比二層布置較多墻體剛度較大，約束能力較強。現場又采用摻粉煤灰的商品混凝土，早期強度較低，坍落度大，現場拆模時間僅為澆筑完成2 d內，此時的混凝土水化熱正處于高峰,內外溫差最大[5]，再加上此時的氣溫晝夜溫差較大，且現場對混凝土養護也不夠。在多種不利因素的共同作用下南側的較長剪力墻中間處出現裂縫比較嚴重。

按照現有規范與技術手段計算，該類裂縫與原設計沒有必然聯系,但是由于建筑物的特殊性，某些部位相對容易引起裂縫。

2.2 裂縫對主體結構的危害程度分析

同時為了評估裂縫對主體結構的影響，根據甲方提供的裂縫資料，將裂縫處采用局部開洞的模型進行模擬計算。5#房第二層南側墻體裂縫相應位置在模型中輸入洞口（寬300 mm×高2 800 mm），進行復核計算，計算結果顯示原塔樓主要控制參數和計算結果指標和配筋與原設計差別不大，能滿足規范要求。但在溫度進一步降低的情況下，裂縫可能進一步開展，從而影響結構的正常使用，同時也會降低結構的耐久性。

經手術治療結合護理干預,50例高血壓腦出血患者,均取得較滿意的手術治療效果,患者呼吸道通暢,未發生組織缺氧或二氧化碳潴留,呼吸型態得到改善,腦水腫減輕,未發生外傷和誤吸,生命體征均趨于穩定,意識逐漸好轉,未發生相關并發癥,護理滿意度達92%(46/50)。

3 結果與討論

3.1 對已有裂縫的處理方案

根據以上分析，該結構裂縫主要是大氣溫度降低引起的混凝土收縮裂縫。為了不影響結構的正常使用和抑制裂縫的進一步發展，建議采用環氧樹脂壓力灌漿封閉裂縫，同時對裂縫做好標記（可貼上透明膠帶），觀察裂縫的變化情況。指派特定人員定期巡視其他各構件，記錄是否有新裂縫產生，并做好主體建筑的沉降記錄工作。

3.2 后期使用效果

通過采取以上措施之后，經過3～6個月的觀察，后期施工的結構未再出現新的裂縫，這里建議采取的控制裂縫的措施切實有效。

3.3 對未施工樓層的建議

為了使后期未施工部分的結構不再產生相同的裂縫，建議在主體結構施工過程中需注意控制以下幾方面。

3.3.1 施工方面

1）編制合理可行的混凝土澆筑方案，對工人進行培訓，提高施工作業人員的素質，重新對現場混凝土施工班組進行技術交底。澆筑混凝土時安排管理人員進行過程控制，發現問題及時處理，發現工人不按要求作業立即糾正，合理控制好混凝土入模時間，使工人作業時能及時對混凝土進行振搗。嚴禁往混凝土內加水，混凝土必須振搗密實，對泵管進行重新固定，樓層位置增加軟墊，減小對結構產生的水平力。

2）嚴格控制鋼筋綁扎施工工藝，將剪力墻水平鋼筋置于豎向鋼筋外側，有效減小了混凝土保護層厚度,增強了剪力墻表層混凝土的抗裂性。

3）要求商品混凝土站嚴格控制好混凝土的級配，嚴格控制好含水泥量，減少混凝土單位立方米用水量；控制混凝土坍落度及粉煤灰摻量（按規范粉煤灰摻量及質量從嚴控制）,保證混凝土澆筑質量；當選用含泥量低的細集料中，必要時應對集料進行沖洗；氣溫較低時，在混凝土中摻加促凝劑，以加速混凝土凝結和強度發展[6]；必要時可以摻入微膨脹劑，采用微膨脹混凝土[7]。

4）拆模及養護。適當延長剪力墻混凝土的拆模時間,并且拆模時不要馬上移走模板,而是先讓模板拆開一條縫隙作澆水養護用，從而改善混凝土的養護環境以達到控制墻體裂縫的目的[8]。施工過程中特別注意加強養護環節的管理及防護措施的應用。施工中當混凝土密實后,盡可能早地覆蓋養護。

3.3.2 設計方面

適當提高屋頂層剪力墻，樓梯間、電梯間剪力墻，端開間縱墻及山墻及長度較長的墻體中間水平和豎向分布鋼筋的配筋率，以限制裂縫的發生和開展。

4 結論

通過對某超高層住宅產生的裂縫分析，發現溫度是產生裂縫的主要原因。同時采用環氧樹脂壓力灌漿封閉裂縫，經過3～6個月的觀察，后期施工的結構未再出現新的裂縫，表明該方法能夠有效抑制裂縫的進一步發展并且不影響結構的正常使用。下一步準備繼續擴大該方法的使用并進行有效性驗證，以期找到一種通用的能夠有效抑制超高層住宅裂縫的方法。

[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京：中國建筑工業出版社,1997：1-3.

[2]李懷修,李慶東.建筑構件的裂縫原因及其控制[J].河南科學,2004,22(5)：692-694.

[3]馮秀苓.混凝土結構溫度裂縫成因及控制措施[J].華北航天工業學院學報,2004,14(2)：21-23.

[4]郭院城,韓建新,孔維明.某住宅樓現澆樓板裂縫原因分析[J].河南科學,2002,20(2)：179-182.

[5]PKPM使用說明書[M].

[6]孫振平,楊輝,蔣正武,等.混凝土結構裂縫成因及預防措施[J].科技導航,2015,35：44-50.

[7]游寶坤.混凝土建筑結構裂縫控制的技術措施[J].建筑結構,2002,32(10)：21-25.

[8]李獻燦.鋼筋混凝土結構裂縫的成因及防治措施[J].山西建筑,2010,36(1)：171-172.