关于某超高层住宅剪力墙裂缝的处理实践

王国炎 张婷 王珊珊 张迪 卢庆婷

1无锡太湖学院（214000） 2南京城市职业学院（210000）

3无锡市房屋安全鉴定中心（214000） 4无锡路劲地产有限公司（214000）

关于某超高层住宅剪力墙裂缝的处理实践

王国炎1张婷1王珊珊2张迪3卢庆婷4

1无锡太湖学院（214000） 2南京城市职业学院（210000）

3无锡市房屋安全鉴定中心（214000） 4无锡路劲地产有限公司（214000）

裂缝是混凝土结构经常出现的问题。通过对某超高层住宅产生的裂缝分析，发现温度是产生裂缝的主要原因。采用PMSAP复核原结构在带裂缝工作状态下的内力和各项技术指标，结果显示各项指标均能满足规范的要求，原结构无安全隐患。同时给出了处理裂缝的方案，并对后期施工如何减少裂缝提出了合理建议。

裂缝；温度；施工

许多混凝土结构、砌体结构等建筑物在建设过程和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象，也是长期困扰着建筑工程技术人员的技术难题[1]。在工程实践中因出现裂缝而影响工程进度和质量的事件也屡见不鲜。建筑构件上的裂缝一般指宽度大于0.05 mm的肉眼可见的裂缝[2]。混凝土裂缝的危害包括：结构承载力降低、安全性下降；结构体和围护体严重渗水；严重影响混凝土结构体的耐久性和使用寿命等[3]。混凝土结构产生裂缝的原因很多,主要有以下四类：1）外荷载引起的裂缝；2）约束变形引起的裂缝；3）材料化学性能不稳定导致的裂缝(如水泥安定性不好、碱骨料反应等)；4）施工过程中形成的裂缝。结构体在实际使用过程中,裂缝主要由前两类原因产生：外荷载引起的裂缝,通称为受力裂缝;约束变形引起的裂缝,包括温度变形(水泥的水化热、气温变化、环境生产热)收缩变形(塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩)及地基不均匀沉降(膨胀)变形。根据国内外调查资料,结构物的裂缝原因,主要由于变形引起的裂缝约占80%,而主要由荷载引起的裂缝约占20%[4、8]。但是在超高层住宅的剪力墙中出现裂缝的工程实践并不多见，这里就一栋超高层剪力墙结构的底层剪力墙出现裂缝的情况做了分析，分析了结构在带裂缝状态下的安全性，并提出了最终的结论和解决方案。

1 工程项目概况

该项目位于江苏省,小区共有五栋房子，均坐落于两层地下室的大地盘上，其中3#、4#、7#上部31层，主体高度99.7 m，5#、6#上部42层，主体高度134.65 m。结构形式均为剪力墙结构。

图1 5#楼二层裂缝示意图

发现裂缝之后，现场立即要求停工，马上组织各方面专家来论证该裂缝出现的原因。

图2 5#楼二层裂缝照片（左）位于5轴上墙面

图3 5#楼二层裂缝照片（右）位于5轴上墙面

图4 5#楼二层裂缝照片（左）位于10轴上墙面

图5 5#楼二层裂缝照片（右）位于10轴上墙面

2 裂缝分析

2.1 裂缝成因分析

因该工程仅仅施工至四层,主体的竖向荷载、风荷载还未作用于剪力墙上，说明裂缝不是应为因构件承载力不足产生的裂缝；随后我们对基础进行了复核，发现原设计桩长66 m，桩直径800 mm，且采用了后注浆措施增强单桩承载力，单桩承载力特征值达到了6 000 kN，承载力很高，并且经过查看基础的计算书知桩的实际反力小于桩承载力的特征值。地下室也未发现裂缝，说明不是因为基础不均匀沉降产生的裂缝。

通过PMSAP[5]模拟高层住宅在施工到地面以上三层时拆模，温度下降25℃计算分析可知：裂缝形成的直接原因是混凝土干缩和大气温度降低引起的混凝土收缩而产生的收缩裂缝。由于工程出现裂缝的时间为九月底，此时正处于初秋，昼夜温差大，且裂缝位于建筑的南侧，阳光直接照射，白天墙体温度会很高，晚上由于气温下降，导致温差较大，因此在二层的南侧出现了该温度裂缝。

PMSAP对主体模型降温25℃进行模拟计算显示墙体在温度变化的情况下会产生附加轴力、剪力及弯矩，但在只考虑温度降温的因素下原墙体配筋能满足计算要求。由于本工程的结构布置的特殊性，南侧墙体较长（个别墙体超8 m），两侧的约束边缘构件配筋相应比较大,从而起到较强的约束作用，墙体中间按规范最小配筋设置钢筋，因此中部墙体抗裂性能比较差。同时一层比二层布置较多墙体刚度较大，约束能力较强。现场又采用掺粉煤灰的商品混凝土，早期强度较低，坍落度大，现场拆模时间仅为浇筑完成2 d内，此时的混凝土水化热正处于高峰,内外温差最大[5]，再加上此时的气温昼夜温差较大，且现场对混凝土养护也不够。在多种不利因素的共同作用下南侧的较长剪力墙中间处出现裂缝比较严重。

按照现有规范与技术手段计算，该类裂缝与原设计没有必然联系,但是由于建筑物的特殊性，某些部位相对容易引起裂缝。

2.2 裂缝对主体结构的危害程度分析

同时为了评估裂缝对主体结构的影响，根据甲方提供的裂缝资料，将裂缝处采用局部开洞的模型进行模拟计算。5#房第二层南侧墙体裂缝相应位置在模型中输入洞口（宽300 mm×高2 800 mm），进行复核计算，计算结果显示原塔楼主要控制参数和计算结果指标和配筋与原设计差别不大，能满足规范要求。但在温度进一步降低的情况下，裂缝可能进一步开展，从而影响结构的正常使用，同时也会降低结构的耐久性。

经手术治疗结合护理干预,50例高血压脑出血患者,均取得较满意的手术治疗效果,患者呼吸道通畅,未发生组织缺氧或二氧化碳潴留,呼吸型态得到改善,脑水肿减轻,未发生外伤和误吸,生命体征均趋于稳定,意识逐渐好转,未发生相关并发症,护理满意度达92%(46/50)。

3 结果与讨论

3.1 对已有裂缝的处理方案

根据以上分析，该结构裂缝主要是大气温度降低引起的混凝土收缩裂缝。为了不影响结构的正常使用和抑制裂缝的进一步发展，建议采用环氧树脂压力灌浆封闭裂缝，同时对裂缝做好标记（可贴上透明胶带），观察裂缝的变化情况。指派特定人员定期巡视其他各构件，记录是否有新裂缝产生，并做好主体建筑的沉降记录工作。

3.2 后期使用效果

通过采取以上措施之后，经过3～6个月的观察，后期施工的结构未再出现新的裂缝，这里建议采取的控制裂缝的措施切实有效。

3.3 对未施工楼层的建议

为了使后期未施工部分的结构不再产生相同的裂缝，建议在主体结构施工过程中需注意控制以下几方面。

3.3.1 施工方面

1）编制合理可行的混凝土浇筑方案，对工人进行培训，提高施工作业人员的素质，重新对现场混凝土施工班组进行技术交底。浇筑混凝土时安排管理人员进行过程控制，发现问题及时处理，发现工人不按要求作业立即纠正，合理控制好混凝土入模时间，使工人作业时能及时对混凝土进行振捣。严禁往混凝土内加水，混凝土必须振捣密实，对泵管进行重新固定，楼层位置增加软垫，减小对结构产生的水平力。

2）严格控制钢筋绑扎施工工艺，将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧，有效减小了混凝土保护层厚度,增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性。

3）要求商品混凝土站严格控制好混凝土的级配，严格控制好含水泥量，减少混凝土单位立方米用水量；控制混凝土坍落度及粉煤灰掺量（按规范粉煤灰掺量及质量从严控制）,保证混凝土浇筑质量；当选用含泥量低的细集料中，必要时应对集料进行冲洗；气温较低时，在混凝土中掺加促凝剂，以加速混凝土凝结和强度发展[6]；必要时可以掺入微膨胀剂，采用微膨胀混凝土[7]。

4）拆模及养护。适当延长剪力墙混凝土的拆模时间,并且拆模时不要马上移走模板,而是先让模板拆开一条缝隙作浇水养护用，从而改善混凝土的养护环境以达到控制墙体裂缝的目的[8]。施工过程中特别注意加强养护环节的管理及防护措施的应用。施工中当混凝土密实后,尽可能早地覆盖养护。

3.3.2 设计方面

适当提高屋顶层剪力墙，楼梯间、电梯间剪力墙，端开间纵墙及山墙及长度较长的墙体中间水平和竖向分布钢筋的配筋率，以限制裂缝的发生和开展。

4 结论

通过对某超高层住宅产生的裂缝分析，发现温度是产生裂缝的主要原因。同时采用环氧树脂压力灌浆封闭裂缝，经过3～6个月的观察，后期施工的结构未再出现新的裂缝，表明该方法能够有效抑制裂缝的进一步发展并且不影响结构的正常使用。下一步准备继续扩大该方法的使用并进行有效性验证，以期找到一种通用的能够有效抑制超高层住宅裂缝的方法。

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社,1997：1-3.

[2]李怀修,李庆东.建筑构件的裂缝原因及其控制[J].河南科学,2004,22(5)：692-694.

[3]冯秀苓.混凝土结构温度裂缝成因及控制措施[J].华北航天工业学院学报,2004,14(2)：21-23.

[4]郭院城,韩建新,孔维明.某住宅楼现浇楼板裂缝原因分析[J].河南科学,2002,20(2)：179-182.

[5]PKPM使用说明书[M].

[6]孙振平,杨辉,蒋正武,等.混凝土结构裂缝成因及预防措施[J].科技导航,2015,35：44-50.

[7]游宝坤.混凝土建筑结构裂缝控制的技术措施[J].建筑结构,2002,32(10)：21-25.

[8]李献灿.钢筋混凝土结构裂缝的成因及防治措施[J].山西建筑,2010,36(1)：171-172.