剪力墙裂缝成因分析与防治措施
摘要:剪力墙是一种具有较大承受竖向和水平荷载能力的非承重结构,是高层建筑结构中最常见的一种结构形式。由于剪力墙墙体的整体性、抗地震能力和抗震能力都较好,所以剪力墙在高层建筑中被广泛采用。但在实际施工过程中,由于混凝土浇筑质量、养护不到位等原因,会导致剪力墙出现裂缝,对建筑结构的安全使用造成严重影响。因此,对剪力墙裂缝产生原因进行分析,并采取有效措施进行防治,对保证施工质量、保证工程质量安全具有重要意义。本文首先简要分析剪力墙裂缝成因,随后详细阐述剪力墙防治裂缝的措施,以供相关人士交流参考。
关键词:剪力墙;裂缝成因;分析;防治措施
引言:
本工程为诸城市湖西片区四期棚户区改造项目,总建筑面积153787.81㎡,地下车库为钢筋混凝土框架结构,住宅楼为剪力墙结构,抗震设防烈度为8度,设计使用年限50年。主体结构剪力墙墙体较厚,混凝土的水化热释放和变形都较大,因此会导致混凝土结构产生温度裂缝,这
些裂缝不仅会影响结构的承载能力、抗渗性和耐久性等,还会导致钢筋锈蚀、混凝土碳化,加速钢筋锈蚀速度,从而缩短混凝土结构的使用寿命。
一、剪力墙裂缝成因分析
(一)混凝土的收缩应力过大
混凝土的收缩是指在水泥水化过程中所产生的体积变形,这种变形会引起混凝土内部与外部的应力状态,而混凝土的收缩应力过大会造成裂缝。因为混凝土浇注后会发生水化热反应,混凝土内部温度会升高,表面温度会下降。这两种温度差就会导致混凝土出现收缩现象,由于收缩应力过大,在混凝土表面就会产生裂缝。这主要是因为剪力墙墙体在浇筑过程中,混凝土内部的水分会向表面流动,并与表面热量交换从而产生热胀冷缩现象。由于这些因素的影响,会导致剪力墙出现收缩裂缝。防治措施为在施工过程中控制好施工温度,并及时采取措施对模板进行养护,尽量降低温差变化造成的影响。另外,可以在剪力墙墙体外部加盖保温材料来减少温差变化对墙体温度的影响[1]cracks什么意思中文
(二)混凝土的温度应力过大
在建筑工程施工过程中,由于混凝土温度应力过大而产生的裂缝,在剪力墙的墙体裂缝中所占的比例较大,尤其是温度变化剧烈和温差过大时,对混凝土的强度影响较为严重。因此,在高层建筑剪力墙施工过程中,要重点预防温度变化所造成的裂缝。第一,控制混凝土入模温度,对于出现过高温度的混凝土表面,需要适当减少浇筑量;第二,当混凝土浇筑后遇到气温降低时,需提前进行保温措施处理。如果在施工过程中发现出现裂缝,则需要根据裂缝产生的原因来采取有效措施进行防治。具体来讲就是要严格控制施工现场环境温度;对于混凝土表面可以进行二次抹压作业;第三,要在混凝土浇注完毕后及时对其进行养护处理。
(三)剪力墙受到各种约束
剪力墙结构是一种非承重的结构,其主要作用是在承受竖向和水平荷载的同时,保证结构的整体稳定性,因此剪力墙结构自身具有较好的抗侧力和抗水平位移能力,但由于剪力墙结构在水平荷载作用下,其受力机理较为复杂,如竖向荷载、温度应力、施工荷载等作用都会对剪力墙产生影响。而且剪力墙自身的变形也非常大,当混凝土浇筑完成后,就会受到各种约束。由于剪力墙承受竖向荷载时具有较大的刚度,所以在承受水平荷载时也具有较大的刚度,但在剪力墙的竖向和水平位移能力受限时,就会出现裂缝,并且在裂缝出现后还会继续
扩展。在实际工程中,由于各种原因,剪力墙经常会受到各种约束作用,如水平荷载作用、温度应力作用、混凝土收缩和徐变等,导致剪力墙开裂。第一,水平荷载作用:当混凝土浇筑后,如果不能及时进行养护不当,就会出现干缩裂缝。第二,温度应力作用:当混凝土浇筑后,如果养护不到位,或者浇筑的混凝土表面出现骤然降温的情况时,就会出现温度应力。第三,施工荷载:在混凝土浇筑后没有及时进行模板支撑、拆模和混凝土振捣。
二、剪力墙防治裂缝的措施
(一)加强振捣和养护
在混凝土浇筑过程中,由于振捣不到位或不及时,会导致混凝土的强度偏低或出现蜂窝、麻面等现象,影响剪力墙的整体强度。因此,在浇筑过程中必须严格按照要求进行振捣,并对剪力墙表面进行适当的抹压,防止出现裂缝。在混凝土养护过程中,由于湿度偏低会导致混凝土强度偏低。因此,在浇筑完成后应立即覆盖塑料薄膜进行养护,防止混凝土表面出现干裂、起皮等现象。如果发现剪力墙表面出现裂缝,应及时采取相应措施进行处理,此外在处理过程中应注意控制混凝土的养护时间[2]
(二)混凝土中掺入膨胀剂
膨胀剂是一种混凝土外加剂,能在混凝土中产生膨胀力,使混凝土内部产生较大的压力,从而提高其抗裂能力。一般来讲,在混凝土中掺入膨胀剂的目的主要有以下几个方面:第一,增加混凝土的流动性,提高混凝土的和易性;第二,在一定程度上降低混凝土的坍落度损失,使其能够密实;第三,使结构中的毛细管变细,减少毛细管阻力,提高抗裂能力;第四,利用膨胀剂引气作用,促进混凝土早期强度发展;第五,提高抗冻性和抗渗能力。由于掺入膨胀剂的混凝土早期强度较低、体积稳定性差且具有一定膨胀力等原因不适宜使用在剪力墙结构中。
(三)在剪力墙中部设置暗梁
在剪力墙中部设置暗梁,改变了原剪力墙结构的受力状态,使剪力墙的抗侧力体系由水平传力变为竖向传力。当暗梁内的钢筋受到混凝土内拉应力作用时,其受拉钢筋就会产生变形,产生拉力,由于混凝土不能克服该拉力,而使墙体产生裂缝。这种情况在地下室顶板结构中经常出现。从裂缝的分布特征来看,在剪力墙墙身出现平行于梁方向的横向裂缝,而在梁端部位出现斜裂缝,这种斜向裂缝会贯穿整个剪力墙。采取措施:对于剪力墙中部设置暗梁的情况,在混凝土浇筑过程中,应加强对混凝土坍落度的控制。同时,加强对钢筋及模板的支
撑与固定。此外,如果有条件采用补偿收缩混凝土进行补救时,也应注意控制好补偿收缩混凝土的水灰比和坍落度[3]
(四)加强模板支撑系统的稳定性
剪力墙模板支撑系统的稳定性主要受模板自身的质量和支撑系统稳定性的影响。如果模板自身刚度较差,会导致承载能力低,从而导致模板失稳;如果模板支撑系统刚度较差,会导致水平构件失稳。因此,在剪力墙浇筑施工中,要加强模板支撑系统的稳定性,确保结构和构件具有足够的承载力和刚度。选用质量合格的模板材料,如果模板材料本身质量不合格,将直接影响模板的稳定性,从而对整体模板支撑系统造成影响。因此,在选用模板材料时应选用定型化、标准化、工厂化的产品,避免因模板质量问题对整体支撑系统造成影响。其次,应采用刚性大的材料制作模板。由于混凝土在浇筑过程中会产生较大的收缩变形,如果在混凝土浇筑完成后再对模板进行拆除处理,会影响模板自身的稳定性。在模板施工时,要严格按照规范要求进行施工。例如:对钢管扣件进行检查验收,对其承载力、稳定性等进行严格检验;严禁使用质量不合格的扣件和钢管支模,确保支模过程中模板支撑系统的稳定性。
三、结束语
在剪力墙施工中,裂缝的出现不仅会降低剪力墙的抗渗性能和使用性能,而且会对剪力墙的整体质量产生严重影响,甚至会使剪力墙丧失使用功能。因此,在剪力墙施工过程中必须采取有效措施,控制裂缝的出现,保证工程质量。通过对裂缝成因进行分析,并根据分析结果提出防治措施,是非常必要的。同时还应根据工程实际情况采取有效措施来控制施工过程中可能出现的裂缝问题。由于建筑结构不同、施工方法不同,所以在实际施工中还应根据具体情况制定出合适的防治措施。
参考文献:
[1] 李恒, 刘晓春, 屈晓明. 某高层住宅剪力墙贯通裂缝成因与防治措施研究[J]. 施工技术(中英文), 2022(015):051.
[2] 王经纶. 浅谈现浇混凝土剪力墙及楼板裂缝防治措施[J].  2021.
[3] 张先军. 混凝土裂缝成因分析及防治措施[J].  2022(S2).

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