高层地下室剪力墙裂缝的分析与处理

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

贵州省六盘水市人民广场附近某高层建筑，地下室为一层，地上21层，全框剪结构，建筑面积约42300平方米，其造型较复杂，高73.9米，混凝土墙东南两面长度分别为46米和55米，地下室柱间距为6米至7.8米，层高4.5米，地下室混凝土墙厚300毫米，2003年10月开始施工，2005年5月主体完工，经沉降观测，未发现异常现象。
　　混凝土结构裂缝原因分析及处理方法
　　该建物施工地下室西侧剪力墙时，混凝土浇注后，为加快模板周转，养护3天后，开始拆模，未发现裂缝产生，当结构上至二层时，发现东墙上有细小裂缝产生，裂缝产生的间距不尽相同，间距约3至5米，有6条垂直型小裂缝；当时请专业人员采用NW-4B型非金属超声波仪和裂缝读数显微镜对裂缝进行测量，经几个月测读，未发现裂缝增宽或增深，因此该裂缝不会对拟建物的结构产生影响，但可能影响建筑的使用和耐久性。
　　1.裂缝产生的原因
　　一般构筑物产生裂缝的原因有如下几点：(1)由外部荷载引起的裂缝；(2)由结构次应力引起裂缝，一般由于设计阶段的设计模型与实际应力的不同引起的；(3)变形应力引起的裂缝，由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的，施工中可采取措施避免。
　　施工该建筑物时，正值冬季，灌注混凝土时气温为16℃，当夜气温急剧下降，并降大雪，气温为-4℃，因此，根据施工情况和裂缝形状，该建筑物东墙所形成的裂缝应为温度、收缩、膨胀裂缝，为何呈垂直型发育，因当时气温剧降，模板与模板的连接处保温稍差，所以结构上至第二层时，混凝土变形遭受刚度、强度较大的构件约束时，构件产生拉应力，建筑西墙裂缝由结构次应力引起裂缝；该裂缝经处理后，不危及建筑物结构安全和使用寿命。
　　2.已形成裂缝的处理方法
　　沿裂缝切出15-20mm深的V形槽，槽中灌入材料根据裂缝宽度确定，裂缝宽度在0.2-0.3mm之间，的用灌入环氧树脂补强；裂缝宽度在0.05-0.2mm之间，灌入甲凝；裂缝宽度在0.01-0.05mm之间，灌入环氧氨脂；裂缝宽度大于0.3mm，可直接采用水泥灌浆，严格限制养护期内施工荷载，处理至今已一年，使用检查亦未发现渗漏及新裂缝。
　　裂缝控制的基本原理
　　只要不属于不均匀沉降引起的裂缝，表面的龟裂，对建筑物的危害较小，但贯穿裂缝影响建筑物的整体性和耐久性，对有防水要求的建筑物影响更大，甚至会严重影响使用功能。为防止混凝土贯通裂缝的产生，有效控制表面裂缝的发展，可采取多种方式，如施工中温差不宜过大，设置永久性伸缩缝、变形缝来释放混凝土的应力变形。也可采用强混凝土中的配筋率及在混凝土中掺入微膨胀剂的方法，减少混凝土收缩，防止混凝土产生裂缝，经工程实践，以上方法行之有效，经济适用。
　　防止裂缝产生的综合措施
　　1.合理选用原材料
　　水泥宜选用水化热较低的水泥；强度较高的水泥能减少水泥用量，有利于防裂。外加剂选用减水率较高的高效减水剂以及性能优越的膨胀剂，若为泵送混凝土还须掺入缓凝剂，最好选用复合型外加剂，既满足多种性能要求，又方便施工。
　　砂、石骨料应选用中、粗砂，且砂含泥量严格控制在3%以内，根据泵送能力，尽量选用粒径较大的碎石，有条件时选用5-40mm粒径的级配石，若采用非泵送方法浇捣混凝土更有利于抗裂。
　　2.优化工程设计
　　提高墙体的强度和刚度是防止墙体开裂的有效措施，可适当增加墙体厚度和配筋率，由于墙体裂缝是竖向产生，合理利用横向分布筋；合理调整建筑物“重心”和“形心”的位置，尽量让其重合，减少偏心倾斜。基础设计应与上部结构荷载相协调，确保建筑物均匀沉降；墙体筋设计应采用细径密排，最好采用双层双向钢筋，角部设置放射筋，预留洞口等薄弱部位应设置加强筋。水、电管线避免重叠交叉。
　　3.优化配合比设计
　　选用高性能混凝土，如采用补偿收缩混凝土，在混凝土中掺入适量的膨胀剂，使混凝土产生微量膨胀来补偿其产生的收缩；严格控制水灰比，宜控制在0.5以下，水灰比的降低，将会提高混凝土的弹性模量，提高其抗裂性能；在保证混凝土质量的前提下，尽量降低水泥、砂含量，提高石子用量。
　　4.加强施工过程控制
　　争对昼夜温差大，在内外模板外覆盖草帘，加强保温和保湿；减小浇水养护间隔；设置碘钨灯以备温差较大或寒流来临时夜间使用；延缓拆模时间，墙板内部与表面温差小于150C以下时方可拆模。
　　施工总结
　　1.在一定范围内，混凝土结构尺寸过大时，应注意水泥水化热引起的温度应力和温度变形。
　　2.混凝土内部由于水泥水化热中心温度高，热膨胀大，在中心产生压应力，在表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度值和钢筋的约束作用时，会产生变形。
　　3.混凝土在施工阶段常受外界气温变化的影响，加大混凝土内外温差和温度应力。
　　4.混凝土收缩变形，由于浇筑中坍落度、外加剂、石子粒径、振捣密实度等影响混凝土的均匀性，造成弹性模量不均匀，导致应力集中，引起裂缝。
　　5.设计造型较复杂的工程，也会造成应力集中，在薄弱部位形成裂缝。
　　因此在施工中应注意以上问题，当墙体出现裂缝后，应及时分析问题，做到有的放矢处理问题，杜绝建筑物混凝土墙体裂缝产生。