现浇混凝土墙体接缝开裂控制措施分析

杨永星 张 督 张丹丹

（陕西建工第四建设集团有限公司，陕西 渭南 714000）

0 引言

现浇混凝土墙板具有较好的整体性，能够在一定程度上避免预制墙板接缝的开裂问题，因此现浇混凝土在工程中的应用越来越广泛[1]。但现浇混凝土墙体由于受混凝土自身的收缩以及温差等因素的影响，容易在墙体接缝处发生开裂的情况。本文结合实际工程案例提出了现浇混凝土中墙体接缝开裂的控制措施，为推动现浇混凝土施工技术发展提供参考[2]。

1 工程概况

案例工程由5栋22～30层的商业、住宅楼和地下室组成，建筑总高度在88～114m之间，建筑总面积达到101035.89m2，其中主楼3层地库，裙楼2层地库。由于工程所在地势条件为市波状台地地貌，地面标高存在一定的起伏，建筑规模较大，工期较短，不同区域的楼体地基开挖深度存在差异性，施工场地狭窄，现浇混凝土楼板与其他构件相比，其表面积更大，在施工过程中容易出现墙体接缝开裂的现象，为了在合同工期内保证现浇混凝土的施工质量，需对墙体接缝的开裂进行有效预防和控制。

2 现浇混凝土施工中墙体接缝开裂控制措施

2.1 墙板接缝处理与防裂设计优化

为了控制墙体接缝的开裂，首先对墙体接缝的连接构造进行优化，要求墙体接缝灌浆充分；为了保证接缝处的强度能够适应墙体应力要求，需进一步粘接密封材料避免出现通缝等[3]。在防裂优化设计中，在内墙板上端用管卡固定，用木楔在内墙板下端进行临时固定，在隔墙转角和拼装墙板切成平口的墙板根部用管卡连接，其余根部用水泥砂浆进行填充。外墙板与墙体的防开裂连接构造设计中，以钢筋固定接缝，并在外墙板C型槽对应的墙顶和底板处打入膨胀头，在槽内进行混凝土灌注，使槽内钢筋，墙板与砂浆形成一体。在墙板防裂连接中，对于现浇混凝土板墙的顶部底部与路面存在的缝隙灌注水泥砂浆，并保证填充的密实度；在混凝土施工材料凝结后将事先用于固定的木楔取出，在原木楔位置同样进行砂浆的填充，隔墙与其他墙的连接处缝隙则用岩棉填充，粘接密封材料。

由图1可知，在墙板施工过程中，用耐碱玻纤维网格布处理墙板接缝，避免企口处有开裂问题发生。由于该工程的墙体过长，因此设置3mm的伸缩缝，使墙体施工完成2周后自然收缩。控制墙板龄期在28d以上，并在墙板顶部设置弹性缝，避免斜裂缝的产生。

图1 墙板安装施工图

2.2 合理选择混凝土材料与配合比

在现浇混凝土施工过程中，要严格控制混凝土材料以及调配比例，尤其要合理选择水泥及配比。为了确保能够满足工程的施工要求，需选择收缩性较小的水泥。因此该工程选择具有泌水性的低热水泥，并在材料中加入适宜的减水剂，以提高混凝土抗剪性能[4]。水泥存放需采取科学的存储方法和防潮措施，以保证水泥存储安全。按照混凝土的耐久性和抗渗性能要求进行骨料的选取，并在水泥净浆中掺入适量粉煤灰，在混凝土材料中掺入20mm左右无裂缝的块石，计算混凝土的收缩变形量，计算公式为：

式中：δi——水泥石的收缩变形量；

a——骨料用量，n表示a与δi的关系。

避免墙体接缝出现开裂问题，需计算墙板的干燥收缩值，具体公式为：

式中：l1、l2——分别为墙板长度的最初值和干燥后的最终值；

λ1+λ2——部分测头在墙板外的总长度。

严格按照标准比例进行混凝土的配比，合理调配用水量，控制混凝土的需水量和骨料含泥率，保证混凝土材料的配比满足施工要求。在混凝土运输阶段，遵循先到先用的原则，避免水泥存储周期较长而影响使用效果。

2.3 混凝土浇筑与振捣过程控制

2.3.1 浇筑过程控制

为了控制墙体接缝发生开裂，以整体灌浆技术进行墙体接缝施工。在混凝土浇筑施工前，清理浇筑施工作业面，为了保证连续性的混凝土浇筑施工，计算布料机的最大水平工作距离，合理划分作业区域，具体公式为：

式中：Pmax——混凝土泵送产生的最大压力；

ΔPs——管道单位长度的压力损失。

根据混凝土泵的实际平均输出量共分6次浇筑完成，混凝土的浇筑施工如图2所示。

图2 混凝土的浇筑施工

由图2可知，由于该工程选择推移浇筑的方式进行连续浇筑，各承台的浇筑施工需在上次浇筑的混凝土未终凝前进行。计算混凝土绝热温升的具体公式为：

式中：Q——每立方米混凝土施工用量；

S——混凝土水化热总量；

C——施工材料的比热容；

ρ——施工材料的密度；

t——混凝土龄期；

r——凝胶材料对应系数。

不同龄期的混凝土中心最高温度值计算公式为：

式中：T0——混凝土浇筑入模温度；

Td——不同龄期条件下，混凝土施工材料的绝热温升；

γt——不同浇筑块厚度的降温系数。

2.3.2 振捣过程控制

混凝土振捣质量影响着混凝土的密实性，混凝土的密实性影响着混凝土的抗压强度，因此混凝土振捣质量需要严格控制。考虑到混凝土施工的作业面面积，该工程采用5台插入式振捣器，确定振捣插点顺序，均匀排列各振捣插点，控制插点间距为50cm左右，下插深度6cm左右，振捣时间15~35s之间，避免出现过振问题。对于抗渗性能较强的混凝土采用高频振捣棒，保证振捣施工满足工程要求。对混凝土初凝阶段进行实时监测，避免施工中出现冷接缝[5]。在侧模区域设置孔洞，便于施工人员对施工过程和施工质量进行监督与检查。

3 试验论证分析

为验证该工程所用方法的控制效果，对现浇墙体进行平面受力性能试验，通过荷载试验得到各阶段荷载的墙体位移变化。一般情况下，墙体竖向连接钢筋处的混凝土开裂宽度较小，由于前述现浇混凝土施工墙体水平接缝处坐浆层与混凝土层中竖向连接钢筋距离较远，因此将水平接缝处宽度0.18mm作为实际正常使用的限值。现将有无采取控制措施的现浇混凝土墙体进行对比，各阶段荷载值如表1所示。

表1 各墙体各阶段荷载值

由表1可知，1号墙为未经上述方法控制施工的墙体，2~4号墙为上述方法控制施工的墙体，控制施工后墙体的墙面与地梁间水平接缝的开裂荷载较为接近，在8～15kN之间，1号墙在荷载等级为18kN时，墙面与地梁连接处开裂，荷载等级为20kN时，墙面开裂，而此时其他墙体均未出现开裂情况，墙面开裂荷载最大的是3号墙，4号墙的屈服荷载最大，2~4号墙体的各阶段荷载均高于1号墙，证明采取控制措施的墙体在平面外荷载作用下具有较好的延性性能。在荷载施加各阶段的墙体刚度退化曲线如图3所示。

图3 各墙体刚度退化曲线

由图3可知，各墙体的刚度退化曲线具有相似的特征，但2～4号墙体的初始刚度均明显高于1号墙体，在达到屈服荷载后，刚度退化速度逐渐变缓，从整体上看，2～4号墙体的刚度退化速度低于1号墙体的刚度退化速度。各墙体在荷载作用下的位移值如表2所示。

表2 各墙体位移值

由表2可知，在荷载最大值施加阶段，1号墙的各项位移更大，2～4号墙的各项位移值均较小，且平面外位移延性系数更高，墙体的整体性保持完好，在平面外受力时具有较好的传力性能，证明本文施工控制方法能够有效控制墙体接缝的开裂。由此可见，上述方法在现浇混凝土施工中的墙体接缝开裂控制是可行的。

4 结束语

通过墙板接缝处理与防裂设计优化，混凝土材料与配比的合理选择，混凝土浇筑与振捣过程的有效控制，改善了现浇混凝土施工中的墙体接缝开裂情况。本文研究中尚未涉及对现浇混凝土温度裂缝产生的控制，在实际工程应用中需不断优化混凝土施工材料的配比，加强对混凝土施工温度的控制，从而增强本文施工控制方法的有效性。