建筑地下室剪力墙裂缝分析与控制

喻 川

(江西省国利建设集团有限公司 330025)

建筑地下室剪力墙裂缝分析与控制

喻 川

(江西省国利建设集团有限公司 330025)

在建筑工程迅猛发展的今天，建筑工程数目不断增多，规模也与日俱增，特别是高层、超高层，甚至是摩天大楼也层出不穷。而为了确保这些超高层建筑的施工需求，就势必会设置地下室结构，但是实际地下室中的剪力墙结构可能会因裂缝问题而影响建筑工程的质量。本文以建筑地下室剪力墙为研究对象，就其裂缝成因及控制策略进行了探究。

建筑地下室 剪力墙结构 裂缝成因 控制策略

随着城市现代化进程的推进，人口日益增长与建筑面积日益缩减二者之间的矛盾日益突出，为了满足人们日渐增长的居住需求，建筑工程项目的高度越来越高。而为了确保高层、超高层建筑结构的稳定性，就势必要建设地下室等地基结构。但是在实际工程中，地下室结构很容易因为这样或者那样的原因而出现裂缝问题，进而对建筑工程结构的稳定性及其使用性能产生影响，甚至会危机居民的生命财产安全。因此，加强建筑地下室剪力墙裂缝的管理与控制具有重要的意义。

1. 高层建筑地下室剪力墙裂缝的成因分析

1.1 混凝土收缩变形

混凝土本身具有收缩特性，并且收缩率大都维持在0.04%-0.06%范围内。随着地下室结构施工质量要求的提高，为了确保施工强度满足施工的要求，相应的水泥细度比平时要小，而这也会相应的增加混凝土的收缩性。混凝土材料本身是脆性材料，其抗拉能力比较差，一旦所引发的收缩内应力超过混凝土材料的抗拉强度，就势必会使混凝土构件出现裂缝。比如，在混凝土搅拌施工的过程中，水泥及其掺合料在遇水后会发生膨胀变形左右，而当水分完全蒸发完毕后则会使混凝土体积进一步缩小，进而使剪力墙结构出现裂缝问题。

1.2 温度变化因素

如果地下室墙体直接浇筑在地下室底板上，那么对于相应的地下室底板刚度就会有较高的要求，同时地下室剪力墙在浇筑完毕之后会因水泥的水化热反应而有大程度地提升，使混凝土结构发生膨胀变形；而随着水泥水化热的逐渐降低，混凝土会因温度降低而出现收缩变形。而地下室底板在空间范围内的变形大都不受约束，而仅仅部分或者全部剪力墙的变形受到柱或者底板的约束，从而会在混凝土结构内部产生拉应力，一旦这种温度裂缝应力超出混凝土的抗拉强度，就势必会引发剪力墙裂缝。另外，地下室剪力墙出现裂缝的主要位置为受拉薄弱位置或者最大约束应力的位置处，具体主要体现在高层建筑地下室剪力墙的中间位置处。

另外，大体积混凝土是高层建筑地下室结构施工的主要混凝土类型，其中所含水泥在遇水发生水化热之后，混凝土结构内部的热量会急速扩散出去，并且其表面的散失速度要远高于内部温度的散失速率，进而很容易因内外混凝土的温度应力而引发裂缝问题。通常而言，地下室框架柱与外墙连体之间的节间可以近似看作一个巨大的发热源，而外墙连体在外界的散热速率非常快，一旦混凝土中的水泥发生急剧膨胀后就会因温差的不同步变形而使柱子与墙体之间的剪力墙出现裂缝问题。

1.3 外力作用

在外力作用下，高层建筑地下室剪力墙结构很容易出现裂缝问题，具体主要表现在以下几个方面：（1）建筑地基不均匀沉降问题会使剪力墙或者梁板等结构出现结构性裂缝；（2）施工人员没有严格按照具体的剪力墙施工要求来设置沉降缝或者后浇带，所以致使剪力墙结构出现裂缝；（3）建筑地下室中所设置的各种基础结构设置不合理，刚度分布不均匀等问题而使地下室剪力墙结构出现裂缝；（4）建筑地下室的施工场地面积如果比较有限，那么施工人员大都会将基坑围护桩设置在地下室剪力墙的外模位置处，比如混凝土剪力墙结构在凝固的过程中会受到围护桩的约束而产生约束压缩力，而一旦相应的混凝土拉应力低于其所形成的压缩力，就势必会使剪力墙出现斜裂缝问题。

2. 高层建筑地下室剪力墙裂缝的控制策略

2.1 优化工程设计

建筑地下室剪力墙结构出现裂缝的关键措施在于建筑工程涉及的优化处理，同时还要针对具体的建筑地下室结构采用合适的剪力墙厚度和适合的钢筋配筋率。由于建筑地下室剪力墙裂缝是纵向产生，可以在混凝土中合理设置横向的分布钢筋，同时要合理调整建筑地下室结构的整体“形心”和“重心”位置，尽量保持二者重合，减少偏心倾斜问题发生的概率。另外，建筑基础的涉及应该尽量保持与上部结构荷载的协调性，以避免建筑物出现沉降问题，并且要尽量采用细径细排的方式来设计剪力墙的钢筋设置形式，最适合采用双层双向钢筋，并要在其角部适当放置一些射筋，并要在某些洞口薄弱部位设置一些加强筋，更重要的是要避免水电管线之间的交叉和重叠问题。

2.2 严格控制混凝土质量

混凝土是建筑地下室剪力墙结构施工的重要物质材料，所以必须要确保其施工的整体质量。首先，施工单位需要从水泥材料选择入手，尽量选择那些收缩性或者膨胀性比较小的水泥材料，切不可选用那些有大水化热的水泥或者早强高强度水泥等。其次，施工人员需要合理选择混凝土中所用的粗细骨料，尽量选择那些膨胀系数和弹性模量比较小，且表面比较清洁的骨料，并且要尽量降低骨料之间孔隙率和表面积，确保混凝土不会因过大水化热或者干缩而引发裂缝问题。另外，如果建筑地下室剪力墙施工区域的空气湿度比较高，那么可以适当在其搅拌的过程中适当加入一些减水剂，比如粉煤灰等来改善混凝土拌合的收缩性，降低其水化热量。

2.3 降低混凝土水化热

在混凝土浇筑的时候，为了最大程度降低其水化热量，可以从以下几个方面入手来确保混凝土水化热得到切实降低，具体主要表现为：（1）在混凝土入模的过程中，施工人员可以采用草袋或者布袋来讲混凝土包裹起来，并定期进行洒水，以尽量降低混凝土的入模和出盘温度；（2）采用连续、分层浇筑的方式来进行地下室剪力墙的浇筑工作，同时要避免混凝土出现过度振捣或者漏振的问题；（3）在混凝土浇筑完毕后，需要做好混凝土浇筑后的养护工作，以确保混凝土施工的整体质量。

总之，随着高层建筑工程数目的增多，地下室剪力墙裂缝已经逐渐成为当前施工中一类常见的质量问题，并且该类裂缝会增加建筑工程的安全裂缝，所以必须要确保建筑工程地下室剪力墙的整体质量。本身针对当前建筑地下室剪力墙裂缝的成因及其解决策略进行了探究，以期更好地指导建筑地下室剪力墙工程施工的开展。

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1007-6344（2015）12-0121-01