剪力墻裂縫成因分析及處理建議

杜大鵬

摘要：鋼筋混凝土剪力墻結構本身具備很好的整體性和抗震性，同時也具備混凝土結構的通病-裂縫問題。剪力墻的裂縫是如何產生的，應該對裂縫如何處理的問題引起人們的高度關注。研究裂縫產生的原因，可使我們在高層建筑設計和施工中，盡量避免這一裂縫的發生，提高建筑物的安全性和耐久性。本文以實例綜合分析剪力墻裂縫的成因。

關鍵詞：剪力墻;裂縫;成因

隨著社會的發展，人們對于住宅的要求越來越高，國家對住宅的抗震設計要求也越來越嚴格。鋼筋混凝土剪力墻結構具有很好的整體性和抗震性能，被廣泛應用于高層住宅結構。但是基于鋼筋混凝土剪力墻的材料特性，此類構件也容易出現不同形式的裂縫。裂縫的產生會影響建筑的美觀性，有時甚至影響建筑安全性和耐久性。下面以一個工程案例分析剪力墻結構裂縫的產生原因并給出處理建議。

1剪力墻裂縫主要成因

建筑結構設計要遵循“安全性、適用性、耐久性”的原則，但是鋼筋混凝土結構產生的裂縫問題往往會影響結構的耐久性，甚至會影響其安全性。經過分析，剪力墻裂縫出現的原因主要有以下幾點：

1.1收縮裂縫

混凝土在凝固過程中鑒于水分散發后體積會收縮變小，而混凝土體積收縮量的主要影響因素是水泥用量和拌合水的用量，且與兩者用量基本成正比關系。水泥用量加大或者拌合水用量增多時，混凝土自身的收縮量就會相應地變大，混凝土體積就變大。混凝土收縮硬化過程產生收縮應變值，當收縮應變值比混凝土的抗拉強度值大時，在混凝土表面將會出現收縮裂縫。剪力墻施工時氣候情況對混凝土收縮量也會產生一定的影響，比如高溫炎熱、晝夜溫差大或者刮風氣候等，混凝土在外界氣候影響下其自身的收縮變形將更加明顯。收縮裂縫的寬度一般為0.05～0.2mm，開裂形狀為不規則的中間寬兩端細，裂縫一般不貫通，其對混凝土結構的危害性較小。

1.2沉降裂縫

沉降裂縫通常是指由地基的不均勻沉降造成的裂縫。在整個基礎設計過程中，由于多棟建筑之間的基礎剛度設計不合理或者不科學，導致地基受力不均勻引起的變形;后澆帶的設計間距偏大或者設置位置不當，出現受力薄弱點，當這個薄弱點位于剪力墻位置時，那么剪力墻就會出現裂縫;樁基施工質量控制不當，導致所施工的樁基單樁承載力無法滿足設計要求;個別剪力墻與基坑的圍護結構挨得較近，在剪力墻外模安裝時直接將圍護結構當做外模，剪力墻混凝土施工完成后由于受到圍護結構的約束而產生沉降裂縫。沉降裂縫一般為斜向裂縫，形狀呈不規則，通常為貫通性裂縫，其對混凝土結構的危害性較大。

1.3溫度裂縫

混凝土在凝固過程中由于水泥發生水化反應產生大量的內部熱量，這些熱量無法快速地散發出去，熱量不斷地在混凝土內部進行聚集，使得混凝土內部產生熱峰值;而混凝土表面由于風力或者晝夜的氣溫變化，相對于混凝土內部而言，混凝土表面熱量散發速度快，其溫度下降速度快，混凝土內外的溫度差值就形成了?；炷羶炔恳蜓杆偕郎貜亩a生溫度應力，當內部的溫度應力值比混凝土抗拉強度大時，那么在混凝土內部約束力最大的地方將會出現溫度裂縫。溫度裂縫絕大多數出現在框架柱兩側的剪力墻的中部，一般為豎向裂縫，開裂方向與地面垂直，溫度裂縫的寬度為0.1～0.7mm，通常為貫通性裂縫，對混凝土結構的危害性較大。

2工程概況

某建筑為地下二層、地上二十層+設備層剪力墻結構，采用筏板基礎;車庫為一層框架結構，采用獨立基礎。施工過程中，發現地下二層部分剪力墻及車庫部分剪力墻出現裂縫。該建筑地下二層剪力墻及車庫剪力墻混凝土設計強度等級均為C40，采用商品泵送混凝土澆筑。在混凝土澆筑完成后一周左右的時間進行模板拆除，拆除后發現部分剪力墻構件出現裂縫現象?，F場檢查，該樓主體結構施工至地上一層（已完成）;車庫局部區域主體結構施工完成，梁、板模板及鋼管支撐均為拆除，頂板未覆土或有其他較大荷載堆積，車庫外墻外側未回填;現場檢查未見超載施工情況。

3構件檢測

3.1裂縫檢測

針對上述情況，抽取部分剪力墻進行檢測，檢測部位為負二層4-7×A軸剪力墻、7-9×A軸剪力墻、19×A-B軸剪力墻、15-18×A軸剪力墻、9-14×G軸剪力墻及車庫14-15×A軸剪力墻。經檢測，負二層4-7×A軸剪力墻有2條裂縫，縫寬分別為0.53mm、0.55mm;7-9×A軸剪力墻有2條裂縫，縫寬分別為0.55mm、0.37mm;19×A-B軸剪力墻有1條裂縫，寬度為0.24mm;15-18×A軸剪力墻有1條裂縫，寬度為0.42m;9-14×G軸剪力墻有1條裂縫寬度為0.43mm;車庫14-15×A軸剪力墻有3條裂縫，寬度介于為0.40～0.68mm。經檢測發現，上述裂縫均為貫穿裂縫且為順豎向縱筋方向裂縫。

3.2混凝土構件強度

現場采用回彈法檢測剪力墻構件的混凝土強度，檢測結果表明，所測剪力墻的混凝土強度均滿足設計強度等級C40的要求。

3.3鋼筋配置情況

現場檢測剪力墻構件的鋼筋配置，檢測結果表明，所測剪力墻的鋼筋間距均符合設計圖紙和《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2015的要求。

4裂縫分析及結論

該工程總層數為地下二層，地上二十層，且正在施工過程中。從施工的角度分析，裂縫產生原因主要有：1）混凝土的強度等級達不到設計要求。2）剪力墻的厚度也未達到設計尺寸。3）鋼筋的放置不到位、間距不均勻且數量不足等。經過檢測，這3項均滿足規范和相關設計規定要求。另外裂縫的產生還可能有溫度、干縮和地基不均勻沉降等原因引起。溫度產生的裂縫主要外觀表現為：裂縫走向不具備規律性，裂縫深度較深，寬度較大;干縮原因引起的裂縫主要外觀表現為：裂縫深度較淺，寬度不大，一般在0.1mm以內，裂縫走向縱橫較錯，不具備規律性，這種裂縫多是由于混凝土澆筑面積過大產生的;干縮裂縫也會在混凝土澆筑初期出現，主要是混凝土溫度與外界溫度相差較大，從而引起的龜縮。地基不均勻沉降產生的裂縫一般會影響建筑結構的安全性，這種裂縫的產生主要是由于不均勻沉降使得建筑物整體墻體發生變形，產生了相對位移，將剪力墻體“拉壞”，其外觀破壞形式多為剪刀形，沿45°左右的角度斜向發展。該工程地質勘查報告顯示此區域地質條件良好，而且施工僅僅進行到地下一層，且未堆積過大外部荷載，故可排除地基不均勻沉降產生裂縫的可能性。經過數據結果和裂縫發展綜合分析，對比各類裂縫發展形式，可知剪力墻裂縫的出現是由于溫度作用和混凝土收縮造成的，不影響結構的安全使用，但對結構的耐久性有影響，建議進行處理。

5處理建議

對于寬度大于0.2mm的裂縫可采用注射法進行處理;以一定壓力將混凝土裂縫修補膠注入裂縫內，注射前應按產品說明書的規定，對裂縫周邊進行密封;注射完修補膠后再跨裂縫粘貼一層碳纖維布以增強封護作用，剪力墻內外兩側裂縫均需粘貼。粘貼應使碳纖維的纖維方向與裂縫垂直，裂縫兩側各延伸500mm，碳纖維布采用滿貼的方式，如兩裂縫臨近，可合并處理。

參考文獻：

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（作者單位：丹東市振興區城市建設管理服務中心）