喻 川

(江西省國(guó)利建設(shè)集團(tuán)有限公司 330025)

建筑地下室剪力墻裂縫分析與控制

喻 川

(江西省國(guó)利建設(shè)集團(tuán)有限公司 330025)

在建筑工程迅猛發(fā)展的今天，建筑工程數(shù)目不斷增多，規(guī)模也與日俱增，特別是高層、超高層，甚至是摩天大樓也層出不窮。而為了確保這些超高層建筑的施工需求，就勢(shì)必會(huì)設(shè)置地下室結(jié)構(gòu)，但是實(shí)際地下室中的剪力墻結(jié)構(gòu)可能會(huì)因裂縫問題而影響建筑工程的質(zhì)量。本文以建筑地下室剪力墻為研究對(duì)象，就其裂縫成因及控制策略進(jìn)行了探究。

建筑地下室 剪力墻結(jié)構(gòu) 裂縫成因 控制策略

隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，人口日益增長(zhǎng)與建筑面積日益縮減二者之間的矛盾日益突出，為了滿足人們?nèi)諠u增長(zhǎng)的居住需求，建筑工程項(xiàng)目的高度越來越高。而為了確保高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就勢(shì)必要建設(shè)地下室等地基結(jié)構(gòu)。但是在實(shí)際工程中，地下室結(jié)構(gòu)很容易因?yàn)檫@樣或者那樣的原因而出現(xiàn)裂縫問題，進(jìn)而對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及其使用性能產(chǎn)生影響，甚至?xí)C(jī)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，加強(qiáng)建筑地下室剪力墻裂縫的管理與控制具有重要的意義。

1. 高層建筑地下室剪力墻裂縫的成因分析

1.1 混凝土收縮變形

混凝土本身具有收縮特性，并且收縮率大都維持在0.04%-0.06%范圍內(nèi)。隨著地下室結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量要求的提高，為了確保施工強(qiáng)度滿足施工的要求，相應(yīng)的水泥細(xì)度比平時(shí)要小，而這也會(huì)相應(yīng)的增加混凝土的收縮性。混凝土材料本身是脆性材料，其抗拉能力比較差，一旦所引發(fā)的收縮內(nèi)應(yīng)力超過混凝土材料的抗拉強(qiáng)度，就勢(shì)必會(huì)使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。比如，在混凝土攪拌施工的過程中，水泥及其摻合料在遇水后會(huì)發(fā)生膨脹變形左右，而當(dāng)水分完全蒸發(fā)完畢后則會(huì)使混凝土體積進(jìn)一步縮小，進(jìn)而使剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題。

1.2 溫度變化因素

如果地下室墻體直接澆筑在地下室底板上，那么對(duì)于相應(yīng)的地下室底板剛度就會(huì)有較高的要求，同時(shí)地下室剪力墻在澆筑完畢之后會(huì)因水泥的水化熱反應(yīng)而有大程度地提升，使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹變形；而隨著水泥水化熱的逐漸降低，混凝土?xí)驕囟冉档投霈F(xiàn)收縮變形。而地下室底板在空間范圍內(nèi)的變形大都不受約束，而僅僅部分或者全部剪力墻的變形受到柱或者底板的約束，從而會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，一旦這種溫度裂縫應(yīng)力超出混凝土的抗拉強(qiáng)度，就勢(shì)必會(huì)引發(fā)剪力墻裂縫。另外，地下室剪力墻出現(xiàn)裂縫的主要位置為受拉薄弱位置或者最大約束應(yīng)力的位置處，具體主要體現(xiàn)在高層建筑地下室剪力墻的中間位置處。

另外，大體積混凝土是高層建筑地下室結(jié)構(gòu)施工的主要混凝土類型，其中所含水泥在遇水發(fā)生水化熱之后，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱量會(huì)急速擴(kuò)散出去，并且其表面的散失速度要遠(yuǎn)高于內(nèi)部溫度的散失速率，進(jìn)而很容易因內(nèi)外混凝土的溫度應(yīng)力而引發(fā)裂縫問題。通常而言，地下室框架柱與外墻連體之間的節(jié)間可以近似看作一個(gè)巨大的發(fā)熱源，而外墻連體在外界的散熱速率非常快，一旦混凝土中的水泥發(fā)生急劇膨脹后就會(huì)因溫差的不同步變形而使柱子與墻體之間的剪力墻出現(xiàn)裂縫問題。

1.3 外力作用

在外力作用下，高層建筑地下室剪力墻結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)裂縫問題，具體主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）建筑地基不均勻沉降問題會(huì)使剪力墻或者梁板等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫；（2）施工人員沒有嚴(yán)格按照具體的剪力墻施工要求來設(shè)置沉降縫或者后澆帶，所以致使剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫；（3）建筑地下室中所設(shè)置的各種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，剛度分布不均勻等問題而使地下室剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫；（4）建筑地下室的施工場(chǎng)地面積如果比較有限，那么施工人員大都會(huì)將基坑圍護(hù)樁設(shè)置在地下室剪力墻的外模位置處，比如混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在凝固的過程中會(huì)受到圍護(hù)樁的約束而產(chǎn)生約束壓縮力，而一旦相應(yīng)的混凝土拉應(yīng)力低于其所形成的壓縮力，就勢(shì)必會(huì)使剪力墻出現(xiàn)斜裂縫問題。

2. 高層建筑地下室剪力墻裂縫的控制策略

2.1 優(yōu)化工程設(shè)計(jì)

建筑地下室剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵措施在于建筑工程涉及的優(yōu)化處理，同時(shí)還要針對(duì)具體的建筑地下室結(jié)構(gòu)采用合適的剪力墻厚度和適合的鋼筋配筋率。由于建筑地下室剪力墻裂縫是縱向產(chǎn)生，可以在混凝土中合理設(shè)置橫向的分布鋼筋，同時(shí)要合理調(diào)整建筑地下室結(jié)構(gòu)的整體“形心”和“重心”位置，盡量保持二者重合，減少偏心傾斜問題發(fā)生的概率。另外，建筑基礎(chǔ)的涉及應(yīng)該盡量保持與上部結(jié)構(gòu)荷載的協(xié)調(diào)性，以避免建筑物出現(xiàn)沉降問題，并且要盡量采用細(xì)徑細(xì)排的方式來設(shè)計(jì)剪力墻的鋼筋設(shè)置形式，最適合采用雙層雙向鋼筋，并要在其角部適當(dāng)放置一些射筋，并要在某些洞口薄弱部位設(shè)置一些加強(qiáng)筋，更重要的是要避免水電管線之間的交叉和重疊問題。

2.2 嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量

混凝土是建筑地下室剪力墻結(jié)構(gòu)施工的重要物質(zhì)材料，所以必須要確保其施工的整體質(zhì)量。首先，施工單位需要從水泥材料選擇入手，盡量選擇那些收縮性或者膨脹性比較小的水泥材料，切不可選用那些有大水化熱的水泥或者早強(qiáng)高強(qiáng)度水泥等。其次，施工人員需要合理選擇混凝土中所用的粗細(xì)骨料，盡量選擇那些膨脹系數(shù)和彈性模量比較小，且表面比較清潔的骨料，并且要盡量降低骨料之間孔隙率和表面積，確?；炷敛粫?huì)因過大水化熱或者干縮而引發(fā)裂縫問題。另外，如果建筑地下室剪力墻施工區(qū)域的空氣濕度比較高，那么可以適當(dāng)在其攪拌的過程中適當(dāng)加入一些減水劑，比如粉煤灰等來改善混凝土拌合的收縮性，降低其水化熱量。

2.3 降低混凝土水化熱

在混凝土澆筑的時(shí)候，為了最大程度降低其水化熱量，可以從以下幾個(gè)方面入手來確保混凝土水化熱得到切實(shí)降低，具體主要表現(xiàn)為：（1）在混凝土入模的過程中，施工人員可以采用草袋或者布袋來講混凝土包裹起來，并定期進(jìn)行灑水，以盡量降低混凝土的入模和出盤溫度；（2）采用連續(xù)、分層澆筑的方式來進(jìn)行地下室剪力墻的澆筑工作，同時(shí)要避免混凝土出現(xiàn)過度振搗或者漏振的問題；（3）在混凝土澆筑完畢后，需要做好混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作，以確?；炷潦┕さ恼w質(zhì)量。

總之，隨著高層建筑工程數(shù)目的增多，地下室剪力墻裂縫已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前施工中一類常見的質(zhì)量問題，并且該類裂縫會(huì)增加建筑工程的安全裂縫，所以必須要確保建筑工程地下室剪力墻的整體質(zhì)量。本身針對(duì)當(dāng)前建筑地下室剪力墻裂縫的成因及其解決策略進(jìn)行了探究，以期更好地指導(dǎo)建筑地下室剪力墻工程施工的開展。

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