高层建筑地下室剪力墙结构裂缝产生的机理与处理措施

王再举　李　威

（驻马店市建筑勘察设计院有限公司，河南　驻马店　463000）

高层建筑地下室剪力墙结构裂缝产生的机理与处理措施

王再举李威

（驻马店市建筑勘察设计院有限公司，河南驻马店463000）

针对某住宅小区10#号楼地下室混凝土剪力墙产生的裂缝的问题，根据工程的实际情况，通过对裂缝的验算得出，裂缝宽度的实测值与计算得出的计算值接近。同时分析地下室剪力墙体的裂缝产生机理，总结出防止裂缝产生的措施。并且根据裂缝的宽度和渗漏程度对裂缝进行了处理，且处理效果明显，从而提高了建筑物的耐久性和安全性。

高层建筑；地下室；剪力墙；裂缝；处理措施

随着我国经济的飞速发展，高层建筑的数量也越来越多，而这些高层建筑大部分采用钢筋混凝土剪力墙结构，且与其配套的地下室面积也越来越大。然而，这些高层地下室剪力墙结构容易出现裂缝，裂缝的产生不仅影响房屋的外观［1］，而且危及房屋的耐久性、安全实用性及强度，进而破坏结构的耐水性和防水性。所以，对于高层建筑地下室剪力墙结构墙体产生的裂缝，我们要高度重视，必须加强对高层建筑地下室剪力墙裂缝的控制与管理。

1　工程概况

某住宅小区位于河南省驻马店市正阳县，该住宅小区10#号楼，地上15层，地下1层；基础采用C35混凝土。基坑工程深度为7m，主楼地下室的剪力墙墙体的浇筑时间为2015年6月20-23日，当地下室混凝土浇筑32d后，检查中发现地下室墙体出现大小裂缝8条。其中，竖向垂直裂缝3条，这类裂缝是单面的且裂缝较短较窄，这类裂缝仅出现在地下室墙体中间部位；斜裂缝4条，这类裂缝由墙根与基础筏板接触处开始斜向上延伸至地下室顶板底，并且裂缝呈两头细中间宽，两头裂缝最大宽度达0.25mm，裂缝中段最大宽度达0.45mm，且斜裂缝均贯穿墙体；而‘人’字形裂缝1条，该类裂缝由墙体底部的两条最终交汇成一条，且一般不贯穿墙体。

2　裂缝的验算

根据剪力墙裂缝状况，通过分析，初步判断为收缩裂缝［2］。为了查找原因，根据已有研究所提供的公式对该工程剪力墙的裂缝进行验算。通过对地下室剪力墙的裂缝验算，最终得出地下室剪力墙混凝土的收缩产生的拉应力超过混凝土本身的抗拉强度，且计算得出的裂缝宽度与裂缝宽度实测值较为接近，说明该工程地下室剪力墙裂缝主要是由于混凝土的收缩引起的。

3　裂缝产生的机理

高层建筑地下室剪力墙混凝土在浇筑以后，在硬化过程中会产生大量的水化热，这些水化热聚集在混凝土的内部，散热较慢，温度较高；而剪力墙体外侧的比表面积较大，且能够接触外界环境，散热较快，从而导致墙体内外温差较大。由于混凝土的内外温差使得混凝土内外热涨冷缩的程度不同，使得混凝土本身产生了一定的温差拉应力，从而导致结构产生变形。通过对该工程的极限拉应力的验算可以得出：当混凝土本身温差达到24～27℃时，混凝土内部便产生9MPa左右的拉应力。

从该工程墙体裂缝出现的位置可看出，裂缝一般产生在地下室剪力墙混凝土的约束应力最大处或受拉薄弱点处。这是因为墙体中部约束应力较大，而外墙两端的约束应力较小，因而在墙体的中部容易出现大量的竖向裂缝。

另外，混凝土浇筑以后，混凝土在空气中硬化，在较长的时间内混凝土的体积不断缩小。水泥在掺合料与水搅拌后，体积膨胀，但当混凝土被浇筑成型以后，由于混凝土水化热的作用，混凝土中的水分被吸收、蒸发，混凝土发的体积便会有一定的缩小。由于该工程地下室混凝土浇筑在6月份，气候干燥，混凝土中的水分蒸发快且收缩也快。混凝土的收缩使混凝土产生内聚约束应力，裂缝便在内聚约束应力下产生，且这些不规则、不连续的裂缝一般出现在混凝土的表面。随着混凝土的干缩和徐变，这些不规则、不连续的裂缝才有可能发展为贯穿性裂缝。

4　裂缝产生的防范措施

根据地下室剪力墙出现裂缝的机理、现场施工情况、工程中所用的原材料、施工环境等方面的因素，加之笔者的经验和试验，总结出如下几点裂缝产生的防范措施。

①通过用麻袋或者草袋包裹混凝土输送管道，并且浇水降温，进而减低混凝土的入模温度。

②混凝土浇筑时，混凝土应分层连续浇筑，每层浇筑混凝土的高度应控制在500mm左右，且在振捣混凝土时不得过振、漏振，避免产生混凝土不密实和离析现象。本工程地下室的混凝土在浇筑的过程中，施工方为了赶工期，对墙体仅分2层浇筑完成，所以就容易导致混凝土裂纹和振捣不密实。

③加强对混凝土的养护，延迟拆模时间；并且在混凝土模板拆除后，用塑料薄膜或者挂草帘对墙体全面覆盖，定时洒水保湿。同时，还要及时掌握温度变化规律，及时了解天气预报，在天气降温前做好预防措施。本工程没有有效地对混凝土墙体充分地进行保温保湿，也是地下室剪力墙裂缝产生的原因之一。

④已有研究规定：剪力墙水平和竖向水平分布钢筋的间距不宜大于300mm，直径不宜大于墙厚的1/10，且不应小于8mm。而实际工程中，水平钢筋间距150～250mm的混凝土剪力墙出现了竖向裂缝；并且在工程设计中，必须要满足墙体的配筋率，根据笔者的经验，在符合规范的情况下，为提高钢筋混凝土剪力墙极限抗拉变形能力，可以采用小直径密布钢筋来阻止混凝土裂缝的发展。在该小区的其他几栋高层地下室混凝土墙体中采用了小直径密布钢筋后，将水平钢筋间距缩短为100mm，则墙体的裂缝大量减少，甚至没有出现裂缝。

5　裂缝的处理措施

通过对地下室混凝土剪力墙裂缝机理的分析，为了不影响地下室的使用，根据裂缝的宽度、单面裂缝或是贯通裂缝以及裂缝是否渗水等情况，采取如下不同处理措施。

①对于单面裂缝，采用环氧树脂对裂缝表面进行封闭处理即可；对于贯通裂缝，当宽度小于0.2mm时，采用结构胶对裂缝表面进行封闭处理；当宽度大于0.2mm时，对裂缝采用压力注结构胶方法处理。

②对于裂缝处于地下室混凝土剪力墙外墙时，对裂缝处理时，如果裂缝漏水，对于这样的裂缝采用灌浆法处理。首先，沿裂缝将混凝土墙体凿成一个‘V’槽，然后沿裂缝每隔35mm，将浆嘴埋入裂缝最宽处，浆嘴埋设后再用膨胀水泥砂浆封缝，对封缝养护一段时间且有一定的强度后进行压水检查，保证裂缝与浆嘴的畅通；根据灌浆参数，利用配制好的浆料对裂缝进行灌浆。对于直缝，宜自上而下灌浆；对于横缝，宜从一端向另一端灌浆。当进浆量减少到0.01L/mm时，然后保持压力3～5min后结束灌浆。待浆液凝固后，用水泥砂浆对灌浆口进行修补、封水处理。

6　结语

根据本工程实际情况，通过对该小区地下室剪力墙墙体的裂缝验算，判断出裂缝主要是由于混凝土收缩引起的。通过对不同裂缝进行处理，结果表明，处理后裂缝没出现渗漏水现象，说明处理裂缝的方案是有效的，对于日后处理混凝土剪力墙的裂缝问题提供了一些有价值的经验。

［1］刘成华.剪力墙裂缝的综合分析［J］.建筑结构，2013 （S1）：712-714.

［2］李建峰，黄永刚，张文会，等.钢筋混凝土剪力墙结构裂缝分析与预防［J］.长安大学学报（建筑与环境科学版），2003 （2）：27-29.

Mechanism and Treatment Measures of Cracks in Basement Shear Wall Structure of High-rise Building

Wang ZaiJuLi Wei
（Zhumadian Construction Survey＆Design Institute Co.Ltd.，Zhumadian Henan 463000）

According to the cracking problems of the NO.10 high-rise building basement shear wall in a residential district，according to the actual situation of the project，through calculating the crack，the results showed that the crack width of the measured values were closed to the calculated values.And the cracking mechanism of the highrise building basement shear wall was analyzed，some measures that prevent the cracks from occurring were summarized.According to the width of the crack and the degree of leakage，the creaking were treated，and the treatment effect was obvious，which could improve the durability and safety of the building.

high-rise building；basement；shear wall；crack；treatment methods

TU973

A

1003-5168（2016）07-0111-02

2016-06-06

王再举（1985-），男，助理工程师，研究方向：建筑结构设计与研究。