混凝土剪力墙的裂缝控制

甘昌成，关志文，李建庭，吕伟强，何昌斌

(1.鹤山市建力混凝土有限公司，广东 鹤山 529721；2.鹤山市建筑工程质量安全监督站，广东 鹤山 529700）

混凝土剪力墙的裂缝控制

甘昌成1，关志文2，李建庭1，吕伟强1，何昌斌1

(1.鹤山市建力混凝土有限公司，广东 鹤山 529721；2.鹤山市建筑工程质量安全监督站，广东 鹤山 529700）

泵送混凝土现浇楼面板的早期开裂得到有效控制之后，剪力墙仍然是开裂较多的建筑构件。控制剪力墙开裂的原理与楼面板是一样的，都必须控制混凝土的早期失水。但剪力墙早期失水的方式比楼面板复杂，除了蒸发失水之外，还有模板吸水和重力失水，并且在施工过程中，以及混凝土硬化之前，其失水的主要方式为后二者。针对剪力墙混凝土硬化早期不同的失水特点，采取有效措施，防止拌合水损失，才能有效防止或减少混凝土剪力墙的开裂。

混凝土剪力墙；直立薄壁结构；早期失水方式；收缩开裂；混凝土缺陷；内应力

0 前言

混凝土剪力墙的裂缝控制，包括了墙体一类混凝土的直立薄壁结构，如水池池壁等的裂缝控制。剪力墙是最容易开裂的混凝土构筑物，控制开裂的难度很大。一些施工单位反映，有些剪力墙一拆模就发现大量纵向裂缝，有些两三天后就接二连三地出现裂缝。有些似乎好一些，但一两个星期后，或一两个月后，也会连续地出现裂缝。有些工程变换防裂措施，仍然开裂；后来增加配筋与增加膨胀剂双管齐下，拆模后仍然出现裂缝[1]。

泵送混凝土现浇楼面板的早期开裂一度十分严重，工程实践逐渐探索出一套有效的防裂方法[2]。只要比较严格地按照这一工艺方法施工养护，混凝土的早期开裂就会得到有效的控制。剪力墙防裂的难度比楼面板大，是由其结构特点决定的，但防裂的原理是一样的。作者对剪力墙的防裂施工有过阐述[3]，本文对此作进一步的探讨和分析。

1 混凝土剪力墙为什么容易开裂

根据工程实践，作者认为，混凝土的收缩开裂，源于混凝土失水形成的毛细孔隙缺陷。控制混凝土失水，就可以有效控制混凝土的开裂；减少混凝土失水，就可以减少混凝土的开裂。因此，我们必须树立“混凝土配合比的拌合用水在混凝土浇筑成型后不可以损失”的观念。混凝土剪力墙之所以容易开裂，因为它是直立薄壁结构。直立薄壁结构很容易失水，养护的难度加大。不少的施工单位为了赶工期，降低成本，加快模板周转，剪力墙浇筑后的第二天即拆模，拆模后只按常规派人浇水养护。浇到剪力墙的水当即流走，剪力墙只能润湿很短时间，绝大部分时间都处于失水状态，故其容易开裂。

厚大结构的混凝土与薄壁结构的混凝土失水后的状态是不同的。混凝土的失水都是从表面开始，表面水蒸发或流失后，内部接近表面的水来补充。如果混凝土一直处于失水状态，向表面迁移补充的内部水，逐渐退缩至混凝土深处。这种迁移的速度与混凝土充水空间的大小及气候环境有关。对于足够厚大的混凝土，根据不同的失水程度，如图1所示，混凝土内部大致可以划分为三大区域：第Ⅰ区域，是混凝土拌合水基本能保持原始位置的状态，不造成损失，不发生迁移的区域。这一区域距离混凝土的外表面较远。由于拌合水不损失、不迁移，混凝土的充水空间被水化产物完全填充，混凝土实现高抗渗。由于没有形成连通的毛细孔隙缺陷，这一区域混凝土的内应力很小，成为高抗渗防裂区。第Ⅱ区域，是混凝土部分失水的区域。这一区域接近混凝土外表层。外表层失水后，这一区域的水向外迁移补充，从而造成这一区域的混凝土部分失水，抗渗性能开始降低。由于存在连通的毛细孔隙缺陷，这一区域混凝土的内应力增加，开裂倾向增加。第Ⅲ区域，是混凝土严重失水区域。这一区域就是混凝土的外层。混凝土浇筑成型后，如果湿养护不及时不充分，在不利气候环境下，外层混凝土大量蒸发失水，失水通道形成连通的毛细孔隙缺陷，产生毛细作用力，宏观上形成混凝土面层很大的收缩力。于是，收缩开裂就从混凝土的面层开始。

图1 不同厚度的混凝土构件失水后内部性能区域的划分

从图1也可以看出，对于厚大结构的混凝土，表面失水后，由于内部仍然存在高抗渗防裂区，尽管外层混凝土已经开裂，其整体结构还是具有较好的抗渗防漏功能。因此，对于较厚的地下室底板，只要认真做好接缝防水，即使存在表面裂缝，仍然可以保障其防水能力，但必须采取有效措施防止混凝土表面继续失水。至于地下室底板由于裂缝直接贯穿而出现的渗漏，表明混凝土失水已经十分严重，贯穿的裂缝周围存在大量连通的毛细孔隙缺陷，已经不存在高抗渗防裂区了。

混凝土现浇楼面板也是暴露面大的薄壁构件，也容易开裂。但现浇楼面板的暴露面只有一面，且是向上的，容易蓄水和覆盖保湿，容易控制混凝土失水。即使浇水养护，只要增加浇水次数（这并不表明作者赞成浇水养护，因为浇水养护总是不能有效防止拌合水的损失），并且采取措施防止浇淋的水流失，增加养护水在板面滞留的时间，也可以减少拌合水的损失。因此，楼面板的防裂控制相对容易。剪力墙是直立的薄壁结构，浇水养护，因为养护水不能在混凝土表面滞留，混凝土两面失水，失水面积是同面积楼面板的两倍，剪力墙中心的拌合水很快向两侧面迁移，使剪力墙的Ⅰ区、Ⅱ区水分很快消失，只剩下Ⅲ区了（图1b）。这时剪力墙从外到内形成了连通的毛细孔隙缺陷，在剪力墙内积蓄着内应力。相对于同样是直立结构的柱子而言，剪力墙都是“超长”的。如果同条件下单位长度剪力墙积蓄的内应力是相等的，剪力墙越长，其宏观收缩力越大。在约束条件下，剪力墙的开裂也就很难避免了。

2 剪力墙防裂的新思路

随着商品混凝土的推广，流态混凝土和泵送混凝土得到广泛应用。随着混凝土配制技术的进步，混凝土构筑物的裂缝也增多，裂缝控制的难度加大[4]。为此，美国混凝土协会重新定义了大体积混凝土：“任意体量的混凝土，其尺寸大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝，统称为大体积混凝土”[4]。根据这一新的定义，混凝土现浇楼面板及剪力墙等大面积薄壁构件被列入大体积混凝土的范畴。也可能因为这一定义，学术界有这样的观点，认为温度变形已成为包括薄壁构件在内的混凝土构筑物开裂的主因。

“尺寸大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝”，定义要求人们对大尺寸混凝土的裂缝控制必须重视，必须采取措施。但如果把薄壁一类构件开裂的主因看作是温度变形的作用，作者则认为值得商榷。剪力墙一类的薄壁构件，水化热很低，内外温差一般不会超过25℃，没有达到可能引起温度变形开裂的理论温差，实际工程中也缺乏有力的事实支持。控制泵送混凝土现浇楼面板早期开裂的成功经验表明，对这类薄壁构件，控制失水是主要的，保温是次要的。冬天气候干燥，南方地区浇筑的混凝土路面板，冷空气到来时，很容易开裂，人们很自然认为是温差开裂。如果预先覆盖保湿，则可以防裂。覆盖保湿的关键作用是防止了混凝土失水。当然,覆盖也有保温作用，但不是主要作用。有时冷空气携雨造访，没有覆盖，也不开裂，表明保温不是主要作用。曾有楼面板覆盖后出现了裂缝，作者接到反映后到现场观察，发现覆盖物是干的，掀开覆盖物，板面也是干的。覆盖物也没有衔接。覆盖而不保湿，不能有效防止混凝土失水，虽有一定的保温作用，但不能防裂。

混凝土保温在一定场合下则显得十分重要。当混凝土内外温差太大，成为温度突变时，这时温差引起的温度应力则不容忽视。例如厚大结构的混凝土，内部水化热峰值高，在采取有效措施降低水化热峰值的同时，也要保温，减小内外温差。当气温较低（≤5℃或≤10℃）时，对薄壁构件等混凝土构筑物保温养护也是必要的。这时的保温作用主要是为了使混凝土获得正常硬化的温度环境。在保温养护环境下，防止拌合水损失，仍然是混凝土防裂的关键措施。南方地区气温一般在10℃以上，一般不需要采取特别的保温措施。

以往观念认为，是混凝土的收缩造成了混凝土的收缩开裂。“大部分结构构件（板墙梁等构件）均属薄壁结构，泵送混凝土浇筑的构件收缩量很大，因此经常出现收缩裂缝”[4]。“环境温度越高，风速越大，收缩越大，高空浇灌容易引起开裂”[4]。实际上，这些容易引起收缩开裂的气候环境或地域环境，是因为混凝土在这样的环境下失水加快，失水量加大，故开裂性增大。如果有效控制拌合水的损失，这样的环境下一样可以有效控制混凝土的收缩开裂。

近年有专家学者提倡对剪力墙采用“水幕”养护。在拆模后的剪力墙顶部布管，沿管开孔。通水后，水均匀从管道孔中渗流出来，从剪力墙的顶部慢慢渗流至底部，在剪力墙两侧形成“水幕墙”，从而达到防裂目的。这是一种很好的防裂方法，客观地说，水幕墙的防裂作用主要还是防止了混凝土拌合水的损失。

有施工单位反映，我们对剪力墙的养护是很充分的，工作是很到位的，但拆模后还是发现裂缝，或数天后陆续出现裂缝，为什么呢？

养护工作是否真的很到位，应以完美湿养护的三个原则[2]来判别。实际工程中确实也存在较多对养护比较重视而仍然开裂的实例。对这一现象，如果仅从养护保湿的角度来分析，有时确实很难解释清楚。但如果从不允许拌合水损失的角度来分析，就比较好解释了。剪力墙的失水方式比楼面板复杂。楼面板的失水方式主要为蒸发失水，控制其失水也比较容易。剪力墙的失水方式除了蒸发失水外，还有模板吸水和重力失水等失水方式。并且与楼面板不同，在模板拆除前其失水的主要方式是模板吸水和重力失水，蒸发失水是次要的。这并不是说这一阶段防止蒸发失水不重要，同样要做好防蒸发失水的工作。只是此时混凝土的蒸发面很小，模板吸水的面则很大。如果采用吸水性模板，润湿不充分，吸水量是很大的。重力失水是作者针对剪力墙可能严重存在的一种失水方式提出来的。重力失水就是混凝土在振动成型后，由于重力作用，拌合水不能保持在原来位置，从混凝土中析出，顺着模板缝隙渗流损失的一种失水方式。模板吸水和重力失水造成混凝土开裂的原理和蒸发失水造成开裂的原理是一样的。表面水损失后，内部水迁移过来补充，如此连续下去，就会形成失水通道，形成连通的毛细孔隙缺陷，首先使混凝土的抗渗性能降低，同时产生内应力，内应力积蓄到一定程度就会造成混凝土的开裂。对剪力墙来说，这三种失水方式都是重要的，都不能忽视。混凝土浇筑成型后，至硬化前，其失水方式以模板吸水和重力失水为主；拆除模板后，则主要为蒸发失水。此时剪力墙完全暴露在大气中，双面失水。如果由于模板吸水和重力失水，在拆模之前剪力墙就已经存在可见与不可见裂缝，那么拆模之时发现裂缝，或拆模之后继续失水，数天后连续出现裂缝，就是很自然的事了。

混凝土配合比的拌合用水是混凝土的重要组成部分，浇筑成型后不可以损失[2]。分析混凝土在不同的构件、不同的使用场合和不同的环境条件，可能存在不同的失水方式，针对不同的失水方式采取相应的防失水措施，是我们在混凝土防裂施工中的总思路和防裂总原则。

3 混凝土剪力墙的防裂施工

表1 用于剪力墙混凝土的推荐配合比（C20～C40）

上两节我们分析了剪力墙容易开裂的原因，拓展了防裂的思路，给出了防裂的总原则。混凝土在正常硬化温度和不失水的条件下，水化产物得以完全填充其充水空间，使混凝土实现高抗渗。高抗渗的混凝土，其不可见裂缝和不可见孔隙缺陷都得到了有效的控制，最大限度地减小了由这些缺陷生成的内应力，从而最大限度地控制了混凝土的收缩开裂。所以，防止失水的防裂方法，就是高抗渗的防裂方法[3]。

以高抗渗防裂对剪力墙进行裂缝控制，首先配合比要合理。能够实现高抗渗的混凝土，其充水空间足够小，有利于防止重力失水。减小水胶比，有利于减小混凝土的充水空间。各地原材料不同，环境条件不同，配合比也可能不同。但合理配合比应遵循的设计原则是，完美湿养护条件下混凝土3d～7d应能实现高抗渗（表1）。

对于C20～C40的剪力墙混凝土，胶凝材料用量建议330～450kg/m3为宜。胶凝材料用量偏低，对砂率和坍落度控制应严格。胶凝材料用量也不宜太高。用量太高，由于失水形成的毛细孔数量大，剪力墙一般为长墙结构，则内应力积蓄的宏观收缩力大，同样失水条件下的开裂倾向性可能会增加。掺合料掺量建议不低于25%，是为了混凝土拌合物有良好的和易性，减小坍落度的经时损失，保证良好的可泵性和施工性能，也是为了使混凝土后期有足够的反应能力，提高混凝土的耐久性。要控制混凝土拌合物的泌水离析。水胶比太大，或减水剂用量过高，即使坍落度不是很大，也容易产生泌水离析。泌水离析明显的混凝土，重力失水严重。胶凝材料用量适宜，坍落度以≤120mm为好，可减小混凝土的充水空间，防止或减少重力失水，也使混凝土容易实现高抗渗，减小由于缺陷生成的内应力，提高混凝土的防裂能力。如果坍落度较大，特别是超过160mm时，施工过程中应特别注意重力失水，并采取有效措施防止重力失水。减小用水量，减小水胶比，是减小较大坍落度混凝土重力失水的有效措施。混凝土生产应选择需水性小、性能良好的优质原材料。当原材料的选择受到限制，难以实现推荐配合比建议用量的范围时，或由于具体原因，实际配合比不在推荐配合比范围时，仍以高抗渗作为配合比合理性的判定原则。

选择光滑平整、接缝性好的钢制模板，有利于避免模板吸水和减小重力失水。对于坍落度较大，防裂要求严格的重要工程，模板接缝最好采取封闭措施。对于一般工程，如果接缝较大，不管坍落度大小，都应有封闭措施，尤其在很不利的气候环境下施工。这时的封闭作用不仅是防止重力失水，也是为了防止蒸发失水。接缝的蒸发面积虽然不大，但接缝较长，而剪力墙又很薄，在不利气候环境下，由于连续失水容易形成以接缝线为中心的贯穿剪力墙的连通孔隙缺陷，使剪力墙易于开裂。

对吸水模板，混凝土浇筑前一天以及当天要派专人浇水，让模板吸足水分。浇筑前对模板再次喷雾加湿，保持润湿。水流至模板底部地面，要能及时排走，不能有积水。

加强施工管理。现场调整坍落度只能在搅拌运输车内进行，并充分搅拌均匀。严禁泵送过程中和施工过程中加水。加水后拌合物不均匀，不但影响混凝土质量，也极容易造成重力失水。由于剪力墙是很容易开裂的混凝土构件，建议施工中采用二次振动工艺（图2）或滞后振动工艺（图3）。滞后振动工艺，就是混凝土浇筑后，暂时不振动，待混凝土初凝前，或浇筑上一层之前，再振动密实。二次振动工艺，就是混凝土浇筑后，先进行一次振动，待混凝土初凝前，或浇筑上一层之前，对混凝土再振动一次。二次振动或滞后振动有如下好处：①由于模板面积大，高度高，宽度窄，要做到浇筑前充分润湿是不大容易的。对润湿不充分的模板，从混凝土浇筑进模至二振前，有一定时间让模板从混凝土中吸水，可减少模板在混凝土最终振动密实后的吸水量。②从一振至二振时间内，由于模板吸水和重力失水，混凝土内已形成很多的失水缺陷，通过二振能比较彻底地消除这些缺陷，从而比较彻底地消除由这些缺陷带来的内应力。③由于模板吸水和重力失水，混凝土内水胶比降低，滞后振动或二次振动使混凝土更密实，充水空间更小，充水空间更容易被水化产物完全填充，混凝土更容易实现高抗渗。这样就可以把混凝土缺陷产生的内应力减到最小，提高了剪力墙的抗裂能力。

图2 剪力墙混凝土施工二振工艺示意图

图3 剪力墙混凝土施工滞后振动工艺示意图

一振与二振间隔时间不宜太短。间隔时间太短，将会降低二振的作用。二振最好在初凝前进行，一般也应相隔2～4h。

混凝土浇筑完成，面层混凝土经过二振或二抹之后，可在表面（剪力墙的顶面）蓄一薄层水养护。此时应防止养护水顺着垂直板缝流下，带走水泥浆。安装模板时，模板的顶端应高出剪力墙50mm左右。待混凝土硬化后，顶面蓄满水养护。最好在剪力墙附近备一小水池，用小水泵抽水至剪力墙顶部，水满后溢出，从两侧模板顶部渗流至底部，保持模板润湿。流至地面的水回流至小水池，循环利用。如果剪力墙较长，应分段供水，尽量使供水均匀。

混凝土要养护足7d。这7d混凝土不能失水。这7d混凝土能否发育完全，对混凝土的抗渗抗裂能力，以及后期性能，都起着关键性的作用。尤其要做好前3d不失水。施工过程中，混凝土振动密实后要有防止拌合水损失的措施和消除失水缺陷的措施；养护过程中，不管采用什么方式养护，都要达到不失水的目的。如此，剪力墙的防裂才能取得明显效果。

4 剪力墙防裂施工的工程实例及结果分析

作者在文献3中已列举了两个地下室剪力墙防裂施工的对比实例，以下再举几例。

（1）某污水厂污水处理池池壁，2000年9月15日施工，天气晴。工程设计对混凝土的要求为C25P6，实际抗渗等级>P35。采用拖泵泵送施工。原木模板，沿池壁内侧搭建宽1.2m左右的平台，平台上布置泵送管，管路末端接软管。由于管道长，弯管多，混凝土入泵坍落度要求180～200mm。混凝土用量313m3。1d拆模，浇水养护。拆模时发现微小裂缝，其后数天裂缝增多，拓展扩大。

分析评述：原木模板吸水性较强，虽然混凝土浇注前已派专人对模板浇水，但远没有达到吸水饱和的程度。混凝土浇注后，模板吸水较多，已造成混凝土部分失水。混凝土坍落度大，其充水空间也大，直立薄壁结构高度大，重力失水明显。即使没有蒸发失水，这双重失水已使混凝土内部充满毛细孔隙缺陷，产生内应力。失水越多，内应力越大。故1d拆模时剪力墙已存在可见与不可见裂缝。如果拆模时立即在剪力墙两面挂贴湿麻袋浇水保养，防止池壁继续失水，可防止裂缝扩展。为了方便，实际只浇水养护。浇水养护不能有效防止混凝土失水，故池壁脱模之后的数天内，裂缝不断增多和扩展。

（2）某住宅开发区生活污水处理池池壁，2008年10月27日施工。天气晴，气温25～31℃，东北风2～3级，相对湿度50～85%。工程设计对混凝土的要求为C25P6，实际抗渗等级>P30。采用两台车泵泵送施工。胶合木模板。混凝土出厂坍落度控制为180mm，入泵坍落度为140～160mm。混凝土用量为400.8m3。带模养护7d。拆模时及其后均未发现可见裂缝，表面作防水处理后立即用黄土回填，至今良好。

分析评述：该池壁模板为新的胶合木模板，吸水性比原木模板小。模板边沿直线性好，两模板间缝隙小，加之入泵坍落度较小，因此本例的模板吸水与重力失水都比上例小很多。带模养护时间较长，养护期间专人对池壁两侧模板及池壁顶面浇水。池壁模板顶端高于池壁顶面，浇淋的养护水滞留于池壁顶面，对减少模板失水和混凝土失水都起到了好的作用，故拆模时及其后都没有发现可见裂缝。但本例只是减少了混凝土拌合水的损失，还没有严格意义上的防止混凝土拌合水的损失，因此池壁两侧的混凝土表面仍有可能存在不可见的孔隙缺陷和不可见的裂缝。如果不及时进行表面防水处理和黄土回填，池壁剪力墙长时间暴露在大气中，混凝土继续失水，孔隙缺陷加深，剪力墙的内应力增加，不可见裂缝扩展，仍将造成混凝土开裂。

（3）某综合大楼地下室剪力墙，2000年9月20日和23日施工。工程设计对混凝土的要求为C25P8，实际抗渗等级>P30。胶合木模板，车泵泵送施工。混凝土出厂坍落度180mm，入泵坍落度140～160mm。地下室距平面-4.5m，最深处-7.5m，剪力墙厚0.3m。竣工后都没有发现可见裂缝。此工程地下水位较高，曾因为沉降缝止水带处理不好，渗水猛烈。但地下室混凝土底板和剪力墙均没有发生渗漏。

分析评述：2000年处于高抗渗防裂抗裂理念形成的初始阶段。泵送混凝土现浇楼面板、地下室底板的早期裂缝控制已经取得成功的经验，但剪力墙的裂缝控制还没有比较系统的思路和相对完整的方法。除了建议施工单位加强养护，减少拌合水的蒸发损失外，还没有更具体的建议措施。但是站在现在防裂思维的角度来回顾分析本工程剪力墙的施工，恰恰是因为其过程比较符合高抗渗防裂的要求，所以取得了较好的防裂效果。当时该工程采用的模板大部分是杉木模板，只一部分胶合模板。杉木模板用于楼面板施工，面上铺上铁皮，胶合模板用于剪力墙施工。这样安排有利减少模板吸水。剪力墙高度高，超过4m，壁又薄，很容易发生重力失水。高度越高，单位面积平均失水量相同的情况下剪力墙积蓄的内应力越大，剪力墙的宏观收缩力越大，剪力墙越容易开裂。用于剪力墙混凝土的配合比（见表2序号3），胶凝材料用量为415kg/m3，属泵送混凝土适宜胶凝材料用量范围[6]。混凝土胶凝材料用量适宜，其保水能力、抗离析能力较强。虽然剪力墙高度高，混凝土坍落度较大，也能够有效抑制重力失水，减少重力失水。负责该剪力墙施工的技术人员对工作比较认真，为了防止混凝土落差太大产生浆石分离，保持混凝土的匀质性，严格遵守每层浇注高度为0.5～0.7m的环形分层浇注方案。在振动上一层的混凝土时，必须插至下一层，这样对下一层的混凝土实际起到了二次振动的作用，有利于消除一振后失水形成的缺陷，消除因失水产生的内应力。因为模板吸水和重力失水都得到有效控制，浇注完成后带模养护3d，混凝土实现了高抗渗，由此取得了较好的防裂效果。

（4）某住宅楼地下室剪力墙。剪力墙与地下室顶板连续浇注，对混凝土的要求相同，皆为C40P8，泵送施工。分两次浇注，一次为2008年9月7日，供应混凝土量350m3；一次为2008年9月9日，供应混凝土量550m3。分别于9d和8d龄期送检同条件养护试件，强度合格，于9月19日和9月20日对顶板进行预应力钢绞线张拉。9月30日拆除模板，发现剪力墙及顶板出现不规则裂缝。剪力墙的裂缝共15条，总长度28.51m，竖向，其中2.4～2.95m长的有8条，1.23～1.76m长的有4条，0.25～0.92m长的有3条。顶板裂缝共5条，总长度35.91m。最长一条12.46m，接近9月9日浇筑顶板的中部，位于剪力墙直角变向处（此处顶板宽度加大）；另两条较长的为8.5m和9.75m，也都分别接近两块顶板的中部；其余两条较短，为2.8m和2.4m，位于顶板同一端的两个角，与顶板的直角呈约45°。10月10日，质安部门及甲方召集了有关各方参加的现场工作会，分析裂缝产生的原因。

施工单位称，我们已按混凝土公司技术交底要求对顶板进行养护，混凝土初凝后及时采用湿麻袋覆盖淋水养护（作者注：正确说法应是混凝土初凝前进行二次抹压，紧接着用湿麻袋覆盖淋水养护），终凝后蓄水养护7昼夜。作者到顶板面上观察，可看到抹压痕迹，板面尚有未取走的麻袋，认为养护还是比较认真的。但在板面上只能观察到最长的一条裂缝，而且裂缝很细微，有些段不仔细几乎看不到。其他的裂缝在板面上反复寻找却怎么也找不到。回到地下室，抬头看顶板的底面时，所有裂缝都十分清晰，最长一条宽度最大，明显看到该裂缝将顶板横向拉断。

表2 剪力墙混凝土生产基本情况汇总表

分析评述：地下室顶板出现的裂缝不是混凝土收缩裂缝。因为混凝土的收缩裂缝是混凝土失水造成的。混凝土拌合水的蒸发从面上开始，收缩开裂也从面上开始。表面开裂之后，如果继续失水，裂缝向下和两端扩展。因此收缩裂缝的特点总是从上往下裂，未贯穿时，裂缝上大下小，板面裂，板底不裂。而本例则反之，板底裂，板面不裂。很明显，顶板开裂从底面开始，从下往上裂，因此裂缝下大上小。为什么会出现这种开裂现象呢？

顶板的这种现象是由于剪力墙的开裂造成的。剪力墙开裂比较严重，2m以上的裂缝宽度较大，基本上都从剪力墙的顶部裂至底部，表明开裂时，剪力墙释放巨大的内应力，将顶板拉裂。顶板底面与剪力墙相连，因此开裂就从底面开始，从下往上裂。要防止地下室顶板出现这种形式的开裂，施工过程中就要做好剪力墙的防裂工作，尽量减小其积蓄的内应力。

该工程剪力墙被模板“密封”的时间长，人们对它的开裂普遍解释为混凝土的收缩和自收缩大的结果。但作者认为从混凝土失水产生内应力的角度来解释更符合工程的广泛性。“密封”于模板内的剪力墙混凝土，尽管减少了蒸发失水，但必定存在着其他形式的失水，而且成为剪力墙浇筑后的主要失水方式，在混凝土中形成了严重的缺陷，积蓄了很高的内应力，造成了混凝土的开裂。据泵送人员反映，剪力墙混凝土泵送施工过程中，混凝土工为了加快施工速度，追求大流动度，不恰当地加大坍落度，派人往搅拌运输车中加水，卸料时未能搅拌均匀。卸完一部分料后，混凝土工继续往运输车中加水。混凝土坍落度加大，水胶比加大，容易产生重力失水，加水后搅拌不均匀，将使重力失水加重，又没有二振等消除失水缺陷的补救措施。失水后的剪力墙，内部积蓄了过高的应力，是造成剪力墙开裂的主因。因为顶板与剪力墙是连体的，剪力墙开裂的过程中，亦将顶板拉裂。剪力墙与顶板的裂缝，实际上在预应力钢绞线张拉之前就已经存在。

作者认为本工程是由于剪力墙的开裂而拉裂顶板的典型案例。

（5）某大厦地下室剪力墙。该大厦由某新入驻单位施工。据说该单位长期为部队营房施工，对建筑质量很重视。该大厦由于工程的特殊性，对地下室底板和剪力墙的抗裂防渗要求较高。按照技术交底，完成地下室底板大体积混凝土的浇筑后，甲方和施工单位对底板的质量很满意。负责该工程施工的经理与作者探讨了剪力墙的防裂施工。作者阐述了本文的防裂思路，强调要达到较好的防裂效果，最好采用二次振动。二次振动是作者根据高抗渗防裂的原理而倡导的[5，2]，特别对于容易开裂的剪力墙，认为更必要。这一方法已提出好几年，对一些重要工程也写进了技术交底中。但由于一些具体的原因，始终未有施工单位完全按照技术交底的要求做。因此作者与该经理讨论之后，对其是否按此实施，也就没有很在意。

最近该经理特别向作者表述了剪力墙的施工过程，认为防裂很成功。剪力墙施工时基本上按作者提出的方法程序进行。剪力墙总长度160m，高2.7m，厚0.3m。混凝土入泵坍落度140～160mm，泵送过程和施工过程严禁加水增加坍落度，也不允许利用减水剂提高流动性。分层浇筑，环形推进，实实在在地采用了二振工艺。带模养护3d，保持模板润湿，剪力墙顶面蓄留养护水。3d后拆模，仔细观察没有发现任何可见裂缝，至今也没有发现裂缝。

分析评述：剪力墙的几种失水方式都得到了较好的控制。胶合模板在混凝土浇筑前有专人浇水润湿，减小了吸水性；一振后模板向混凝土拌合物继续吸水，提高了模板的饱水度，使二振后模板的吸水性进一步减小。混凝土拌合物的保水性能较好，一振后重力失水少；二振时拌合物坍落度已降低，混凝土料变稠，二振后重力失水更少。通过二振，消除了一振后混凝土各种形式失水所形成的缺陷，使混凝土的充水空间变得足够小，水化产物就可以将充水空间完全填充密实，混凝土由表及里剪力墙的整体都实现了高抗渗，从而最大限度地消除或减小了混凝土的内应力，剪力墙的抗裂能力因此明显提高。

现将上述5例剪力墙混凝土生产的基本情况汇集于表2。

5 结语

剪力墙由于其结构特点，仍是目前开裂较多的混凝土建筑构件，施工单位普遍反映剪力墙的裂缝难以控制。传统的防裂方法，一般是优先考虑使用膨胀剂，再者是施工过程中如何加强对剪力墙的养护。作者认为，不管是否使用膨胀剂，都必须防止混凝土拌合水的损失。对剪力墙加强养护是防止拌合水蒸发损失的必要措施，但一般施工单位是在混凝土硬化之后才开始加强养护的。且不说养护过程中能否有效防止拌合水损失，单说混凝土振动密实之后，如果没有防失水的有效措施，那么混凝土在湿养护开始之前其内部实际上已经存在着大量的孔隙缺陷，积蓄了内应力。这就是有些施工单位认为养护很到位剪力墙还是要开裂的重要原因。一些技术人员对模板吸水和重力失水引起的开裂可能还不甚理解，但它不但存在，而且还是混凝土硬化之前剪力墙的主要失水方式。采取有效措施防止混凝土密实成型后各种形式的失水，是混凝土剪力墙裂缝控制的关键。抗收缩开裂是硬化混凝土技术、建筑质量技术中的难点[3]，而剪力墙的裂缝控制又是混凝土收缩裂缝控制中的难点。实现对混凝土剪力墙收缩裂缝的全面控制，对于全面提高混凝土抗裂技术的水平、全面提高建筑质量、推动现代混凝土技术向前发展有重要意义。

[1]董士文.自防水混凝土外加剂使用限制条件的探讨[J].混凝土，2005（4）：12-16.

[2]甘昌成，李建庭，吕伟强等.论商品混凝土的湿养护[J].商品混凝土，2006（3）：5-11.

[3]甘昌成，关志文，张子庚.混凝土抗裂与抗渗的辩证关系[A].//崔源声，孙继成主编.中国与世界混凝土进展2008[C].中国新闻联合出版社，2008：139-145.

[4]王铁梦.钢筋混凝土结构的裂缝控制[J].混凝土，2000（ 5）：3-6.

[5]甘昌成，李建庭，吕伟强，等.混凝土高抗渗防裂[J].混凝土，2007（9）：16-20.

[6]甘昌成，吕伟强，李建庭，等.取消P.O32.5水泥后商品混凝土可能存在的质量问题[A].2007中国商品混凝土可持续发展论坛论文集[C].长沙，2007：29-33.

甘昌成（1950-），男，建材专业，高级工程师。

[单位地址]广东省鹤山市沙坪镇杰洲工业区港口路168号（529721）