高层钢板—混凝土组合剪力墙裂缝控制关键技术

汪学武

摘 要：在高层建筑之中，剪力墙主要发挥的是抗震以及抗风应用效果，借助剪力墙这一结构，建筑可以更好地承受各种外部荷载影响，在地震等大型地质灾害出现时也可保持一定的稳定性。剪力墙结构的主要构成材料一般是混凝土与钢筋，在实际的建设剪力墙的施工任务中，施工者也会尝试构建钢板-混凝土的组合式剪力墙，这种剪力墙在其构成材料的影响下具有的实际强度以及承受能力更强，但是裂缝缺陷却会给剪力墙使用带去影响，本文探讨控制方法。

关键词：高层建筑施工；钢板-混凝土组合剪力墙；裂缝；控制方法

现代城市中的高层与超高层建筑在增加，这种建筑项目变动趋势与城市发展状态相符，高层建筑占用的空间比较小，可容纳的居住者的数量比较多，可以使城市空间被以更加合理且科学的方式利用，但是相对地，高层建筑施工中的特殊注意事项也比较多，在建设剪力墙在这一防护性结构时，施工者可运用多种材料建设出组合式的剪力墙系统，在建设期间与后期验收阶段，都必须充分重视其存在的裂缝问题，现分析可用的裂缝处理方法。

1 工程情况分析

某工程为超高层工程，工程总建筑面积为129611m2，建筑高达260m，地下5层，地上55层。建筑采用外框内筒型钢混合结构形式，42，43层为桁架转换层。地下2层到地上5层核心筒结构为钢板-混凝土组合剪力墙，外墙厚1200mm，内墙厚400mm，钢板厚16～40mm，混凝土强度等级为C60。钢板-混凝土组合剪力墙施工周期约140d。

因为钢板-混凝土组合剪力墙的裂缝控制是相对比较难的，所以为了更好的保证对施工的预控裂缝能够全面的控制，需要对试验墙的施工进行全面的规划和落实，还要对钢板和混凝土组合剪力墙裂缝的具体成因进行分析，同时还要制定一个科学有效的控制措施，主要借助试验墙施工过程中对温度和变形等多种数据进行全面的收集和分析，对可能出现裂缝的原因进行更加全面和准确的分析，这样就可以达到对裂缝加以控制的目的。

在求得建设单位和设计单位的认可之后，在施工现场增设一段长度为14m的钢板-混凝土组合剪力墙，将其当做试验墙，按照钢板-混凝土组合剪力墙的具体施工工序进行全面的处理。

2 优化墙体节点设计

2.1 优化连接方法

根据案例中的剪力墙的实际情况与潜藏的裂缝隐患问题，施工者可以把握好工程特点，对多种焊接方式进行对比，选择使用更加符合本工程的单面坡口式的焊接方法。在剪力墙施工过程中，施工者需要积极应对墙体变形问题，可以直接对钢板进行调整，施工者还可选用合适的吊装方法，正确应用吊装施工设备，强化最终的墙体吊装效果，在选择连接方时，要注意到其他约束性因素的影响。

施工者可以通过分节设计方法来设计剪力墙，在开展深化设计活动时，施工者可以运用托座板来强化剪力墙的整体稳定化，根据墙体的具体状况，可以适当将托座板的宽度增加。在对钢骨柱进行加工时，可以直接在工程完成所有的焊接与拼装工作，仰焊的施工方法具有的实际应用效果更好，将处于上下两个部位的钢板严谨地焊接在一处，科学可靠的分节设计工作可以帮助解决焊接难度过大的问题，在优化节点设计工作时，还需考虑钢板使用量问题，在后期施工活动中，还会存在残余应力的问题。

2.2 优化墙体预留孔洞

根据已知的剪力墙施工经验可以了解到预留孔洞处理工作也是墙体裂缝形成的主要原因，在将钢板材料与其他的墙体施工材料进行连接时，需根据材料的性能特点与应用要求来选用焊接工艺以及焊接装置，一般需要将多种焊接手段结合应用，在焊接过程中，墙体部位就会出现裂缝等质量缺陷问题，因此施工者可以根据钢筋应用需要，预先在墙体部位留存一定的孔洞，使钢筋穿插处理工作不会对墙体的完整性造成影响，在完成剪力墙内部处理工作之后，可以对预留孔洞加以填堵，在此过程中，施工者还要控制钢筋焊接用量与人工弯钩等辅助施工工具的应用量，在这一质量控制环节还要注重保证处理效率。

3 控制墙体部位存在的残余应力与焊接变形问题

3.1 控制变形问题

本工程钢板剪力墙采用单面坡口焊接连接方式，施工进度快，但也存在焊接变形大的问题，对单面坡口焊接方式的焊接变形进行了研究。创新设计了约束钢板连接体系，加大了焊接变形的控制措施。采用合理的焊接顺序及焊接工艺：钢板剪力墙先焊接变形大的焊缝，后焊接变形小的焊缝。所有焊缝采用对称跳焊的施工工艺，跳焊间距为500mm，并采用多层焊接，焊接层数为3～6层，每层按三角形划弧原则施焊。使先焊接部位的应力通过跳焊间距得到充分释放，以减小钢板剪力墙焊接变形及残余应力。

3.2 消除残余应力

增加钢板剪力墙搁置时间，钢板剪力墙提前加工制作，运至施工现场。焊接完成一节钢板剪力墙后增加应力释放时间以消除焊接残余应力。在钢板剪力墙焊缝端部设置应力释放口，可避免钢板剪力墙角部发生撕裂，还能释放部分焊接残余应力。

钢板剪力墙整体分节深化设计时，考虑到钢板剪力墙焊接空间狭小，将钢板剪力墙对接节点设计成单面45°±5°坡口，将上下两层钢板与钢骨梁两侧的翼缘焊接在一起。长约束板焊接在上層钢板内侧，短约束钢板焊接在下层钢板的内侧，上层钢板为500～1000mm，既方便钢结构的安装与焊接，避免了现场仰焊带来的质量隐患，又避免了焊接应力直接作用于钢框架结构。

3.3 裂缝监测工作

在完成初期裂缝控制工作阶段的各项裂缝缺陷控制工作之后，施工者还要继续对组合式的剪力墙系统进行监测，后续环境因素也会使墙体表面或者内部形成裂缝问题。在钢板部件安装工作结束后，需要在墙体的特殊位置加设贴片，以此来增强墙体观测工作的便捷性，在轴线位置增设观测点，全面监控剪力墙施工系统，通过运用全站仪设备来调整观测效果，精准观测各种墙体质量问题，在完成观测工作后，施工者可以分阶段地将观测数据记录到剪力墙施工档案之中，积极应对墙体变形情况。

针对钢板-混凝土组合剪力墙的特点，以及混凝土的高强度等级、高流态、低水化热和高可泵性的特点进行了研发，通过大量的试验，成功研发出了高性能高流态混凝土。混凝土拌合物和易性良好，坍落度保持4h损失很小，几乎不损失。扩展度在3h之后，相对损失较小，能够较好的保持混凝土和易性。

4 结束语

剪力墙是建筑施工活动中的重要施工对象，通过建设高强度剪力墙，可以提升建筑系统承受荷载的能力，混凝土是经常会被应用到剪力墙施工过程中的典型材料，本文将钢板材料与混凝土材料结合使用，对其存在的裂缝问题展开了研究，并提供了控制建议，施工方需要从多个角度对裂缝问题展开综合研究，找出其形成的具体原因，有针对性地展开裂缝控制工作，总之，建设完善的组合式剪力墙时必须要综合考量多种影响因素，切实保障墙体质量。

参考文献

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