超高層鋼板-混凝土組合剪力墻裂縫控制與研究

董學洪 韋曉明 陳湘龍

中建五局華東建設有限公司

摘要：剪力墻結構在超高層建筑中發揮著非常重要的作用，對于超高層建筑來說，剪力墻結構是保證其建筑結構建設穩定性和牢固性的重要組織環節。而從現代建筑的結構上來說，剪力墻結構在超高層中也多以鋼板混凝土結構為主要結構模式，由于混凝土原材料和建筑質量方面的因素，這種類型的剪力墻在建筑過程中有可能產生裂縫的問題，本文重點針對這種結構的剪力墻的裂縫問題的控制進行分析和研究。

關鍵詞：超高層建筑;鋼板-混凝土結構;剪力墻;裂縫控制

剪力墻的裂縫問題是其質量問題中非常典型的一個類別，針對其裂縫問題的控制效果，直接關系到整個建筑工程項目建設的效果。因此，應當首先對裂縫產生的原因進行分析，并提出相應的控制策略。

一、鋼板-混凝土組合剪力墻裂縫形成原因

（一）荷載作用

從荷載作用的產生角度分析，可知這種作用的產生與混凝土原材料本身的性質有直接的關系。對于混凝土原材料來說，其澆筑施工完成后，在最終的凝固過程完成前，會由于其粗集料的自重方面的因素，使其出現一定程度的沉降現象，這種現象的產生，反映到剪力墻結構方面，就會引起其頂端荷載力的增加，給墻體造成一種橫向的荷載力，這種荷載力就會在一定程度上引發剪力墻墻體的裂縫，另外，荷載力作用的產生，與墻體模板支撐的實際效果也有一定的關系[1]。這也就意味著，墻體兩側的模板是否全面拆除，會影響到混凝土墻體所受的壓力情況，如果模板支撐的平衡性不足，則有模板支撐的一端就會將一種來自側向的壓力傳遞到剪力墻結構中，從而造成其由于壓力作用的因素產生的裂縫。

（二）混凝土原材料坍落作用

對于混凝土原材料來講，其坍落度情況反映著原材料的塑化性能和可泵送性能。從坍落度本身的角度來講，對其實際變化情況產生影響的因素包括了級配變化因素、含水量因素等。從具體性質上來講，坍落度直接反映著混凝土原材料的和易性。這對于原材料是否符合施工建設的要求，并且實現裂縫問題出現頻率的降低有直接的關系，如果在上述環節中的操作出現問題，則坍落度效果就會產生問題，進一步造成混凝土裂縫。這種裂縫意味著整個鋼板-混凝土剪力墻會出現裂縫。

（三）墻體養護工作不到位

在鋼板和混凝土結構組合的剪力墻結構中，墻體的養護工作也包括了兩個方面。首先，對于鋼板結構來說，養護工作的開展主要在于對于其結構的防腐蝕養護，例如，可以通過噴涂防銹蝕的防護材料防止銹蝕現象發生。另外，混凝土養護工作的開展會受到環境因素、季節性因素的影響，這種養護工作的嚴謹性和復雜性的要求，實際上也意味著養護工作本身存在一定的難度。養護工作的力度缺失，會直接造成養護效果的偏差，具體表現為剪力墻體的裂縫問題。

（四）溫差

對于混凝土原材料來說，對其最容易產生作用的因素就是溫度因素，而且在混凝土水化的環節本身的運行中，實際上就是一個放熱反應發生的過程。這個過程中，溫度在混凝土原材料中的分布層次是由內向外逐步減低的過程，溫度的變化，實際上對于混凝土結構內部會產生一種力學作用的，也就是說，這種溫度上的差異，會形成一種溫度應力，隨著溫差指標的逐步擴大，則會進一步引發墻體裂縫問題的產生。且溫差的指標數值差距越大，則可能產生裂縫的嚴重程度就越高。

二、裂縫控制策略

（一）通過科學配比控制好坍落度指標

由于坍落度指標的影響因素眾多，且坍落度是混凝土裂縫的一個主要成因。因此，施工人員應當結合不同的影響因素，在混凝土原材料應用的初期，就從原材料的攪拌、配制等方面入手，提升原材料配比的科學性，并且注意嚴格按照原材料攪拌的規范要求開展相應的施工環節，從而提高混凝土在應用中的和易性。一方面保證工程建設效率和程序的有序推進，另一方面，也實現了通過對不同類型的坍落度影響指標控制的維度上達到了對坍落度本身的控制，從而最終實現對于混凝土結構的裂縫控制目標，在具體的坍落度指標確認的環節中，施工人員應當綜合考慮建筑結構的斷面形態、鋼筋含量以及原材料的運輸、澆筑應用以及后期的振搗施工方法等方面的因素。根據鋼板-混凝土剪力墻所處的整體建筑環境和規模，確定好坍落度指標，減少裂縫的發生幾率。

（二）提升養護工作的專業性

本文所探討的養護工作，核心的內容是指針對混凝土的養護工作。在具體的養護工作開展中，應當注重混凝土養護的程序，即按照科學的程序開展混凝土的養護操作。另外，應當針對養護工作開展多方面工作，做好例如溫度、季節變化的控制和適應，根據不同的環境條件采取相應的養護方式開展工作。例如，在夏季，灑水和降溫是混凝土的養護工作重點，而到了冬季，則養護工作的要點在于保溫和防凍，具體的方法則可以應用薄膜或者土工布覆蓋的方式進行養護。除此之外，混凝土原材料的養護中，還應當結合具體的工程建設需求，對混凝土的初凝時間進行嚴格的控制，通過科學完善的養護工作，達到減低裂縫發生率的目的。最后，養護工作的開展，從性質上來說，需要在一個階段結合實際情況持續進行，這也是體現養護工作專業性的一個重要方面。

（三）控制焊接變形

從具體的焊接操作方法的角度上來講，單面坡口焊接的應用性更強，但需要注意針對性的解決焊接中的變形問題。具體的操作方法包括了在焊接位置的確定上避開應力集中的區域，并且注意發揮好反面約束體系的作用。另外，焊接的變形控制還需要通過焊接技術的合理規范應用來實現，施工技術人員應當從具體技術的實施效果的角度進行分析和控制，從而通過選取適當的焊接工藝，達到提升焊接操作效果的目的。最后，為了降低焊接操作的難度，提高其實際應用中的便捷性，可以通過合理規劃鋼板的分節方式和分節區域，達到優化焊質量的目的，從而針對焊接的變形問題進行有效的控制。

（四）研發高性能高流態混凝土

基于上文的分析可知，混凝土結構的性質和應用性能會直接影響到剪力墻的質量，其也是產生裂縫現象的一個主要的因素。因此，從混凝土原材料應用的角度實現對其的改進和應用，是解決裂縫問題的又一個具有可行性的措施。這里所指的高性能高流態的混凝土原材料，實際上是對于混凝土的應用強度和其抗干擾能力進行了優化。從其本身的應用優勢的角度分析，可知這種原材料的應用優勢在于，其坍落度指標的變化和損失在較長的時間范圍內都保持在比較小的狀態下。這種狀態意味著混凝土原材料的和易性得到了有效的提升，而和易性的指標，直接影響著混凝土原材料發生裂縫的幾率。

三、結語：

總之，從超高層建筑本身的角度上來說，其建筑施工中對于整體結構的穩定性和牢固性要求是很高的，由于層高的因素，也意味著這種建筑類型需要承受的整體應力也是比較大的。從鋼板-混凝土組合剪力墻的結構特點上來說，其剪力墻的施工建設中，也需要同步考慮鋼板原材料的性質，只有結合這種剪力墻結構的特點來解決裂縫問題，才能取得良好的效果。

參考文獻：

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[4]徐自然.鋼板開縫對鋼板混凝土組合剪力墻早期抗裂性能的影響研究[J].土木建筑工程信息技術，2017，9（6）.