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摘要：地下室混凝土剪力墙裂缝已成为建筑施工中的常见现象。本文结合工程实例，对某地下室剪力墙裂缝产生的原因进行了分析，并提出了相应的预防措施。以期有效治理剪力墙裂缝，保证工程质量。
关键词：剪力墙；裂缝；收缩应力；温度应力；防治方法
Abstract: the basement concrete shear wall cracks has become a common phenomenon in the construction of the building. Combining with the project examples, a basement shear wall cracks in the analysis of the causes of, and puts forward some corresponding preventive measures. In order to effectively control the shear wall cracks, and ensuring the quality of projects.
Keywords: shear wall; Crack; Shrinking stress; Temperature stress; Control method
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
目前中等以上城市高层建筑施工混凝土均采用泵送工艺，由于混凝土泵送要求水泥用量与水灰比均比现场搅拌流动性小的混凝土要大得多，同时石子粒径也偏小，夏季高温季节，从大量施工实践可知混凝土墙体极易出现裂缝，有的裂缝是贯通的，这几乎成为一种质量通病。尤其在经济不断发展，楼层越来越高的背景下，施工及监理企业没有对高层建筑的特点有深入的了解，没有足够的知识和经验准备，剪力墙出现裂缝也就在所难免。
某工程地下2 层，地上22 层，采用素混凝土桩，筏板基础。剪力墙长6400mm，厚300mm，剪力墙体水平/ 坚向配置钢筋Ф10@100，见下图。施工到4 层时，剪力墙裂缝首先在地下2 层采光窗下部被发现，几乎所有采光窗下部两侧处都有裂缝，自窗口下部阴角向基础板底延伸。后又仔细观察，发现裂缝位置不仅在采光窗下部，在较大预留孔洞处，乃至没有任何截面削弱的墙体中部都有裂缝产生，有的长剪力墙上甚至一道墙上就有2 条～3 条裂缝。从墙体两侧观察，产生裂缝的位置基本一致，经钻心取样证实为贯穿裂缝。又对一1 层及上部楼层进行观察，裂缝仍然存在，但明显减少，到1 层时仅发现一条贯穿裂缝。后对相同结构和高度的在建项目进行调查，发现产生此类贯穿裂缝的工程占到调查项目的60％。除了贯穿裂缝，剪力墙表面的不规则裂缝更为普遍。
一、裂缝的一般特征和性质
经过对本工程裂缝的分析，以及对其他工程的调查总结，钢筋混凝土剪力墙的裂缝一般可分为表面不规则裂缝和贯穿性裂缝。表面不规则裂缝一般出现在混凝土浇筑后不久，分布于墙体表面，此种裂缝既细又密，但深度不大，多因养护不足而产生，对结构构件影响不大。贯穿性裂缝一般发生在混凝土浇筑完毕拆模后一周左右，走向与楼面接近垂直，有的通至楼面板底但不穿过楼层，缝宽一般为0.2mm～0.4mm 甚至更宽。从位置分布来看，外墙多于内墙，南墙多于北墙，长墙多于短墙，底层多于上部楼层、施工季节越炎热，产生裂缝的数量越多。
二、裂缝产生的原因分析
1. 混凝土的收缩应力过大
混凝土在空气中结硬时，其体积会收缩。它由凝胶体本身体积的收缩(化学收缩)和混凝土因失水产生体积收缩(干燥收缩)两部分组成。收缩变形在开始阶段发展较快，两周可完成收缩量的1/2 左右，3个月后基本稳定，不再增长。混凝土收缩过程中，内部产生拉应力，混凝土的抗拉强度只有其抗压强度的1/20～1/10，同时混凝土的极限拉应变很小，仅有0.1mm～0.15mm。当混凝土在拉应力作用下达到极限拉应变时，混凝土即被拉裂。
收缩裂缝主要与水泥品种、细度及用量；骨料品种与质量；水灰比、养护条件、构件长度等因素有关。伴随我国经济的高速发展，高层建筑即使在一些中小城市也如雨后春笋，遍地开花了。C50～C80 高标号混凝土得到了广泛应用，由此带来水泥强度等级的提高和单方混凝土水泥用量的增大。而水泥强度等级越高，水泥用量越大，混凝土的收缩越大，越容易出现裂缝。
预拌混凝土为了满足运输、泵送的要求，增加了细骨料用量和水灰比。细骨料用量过大，会使混凝土弹性模量变小；而水灰比增大，会使混凝土硬化后的密实度变小。这二者都会使混凝土的收缩变大。同时，有的商品混凝土公司管理不到位，收料员没能严格把关，砂的细度模数小于1.5，C30～C60 混凝土所用砂的含泥量超过3％的限值；施工企业管理不到位，工人存在懒汉用稀料的思想，施工过程中向现场商品混凝土公司值班人员要求加大水灰比，施工中责任心不强，振捣不密实。
本工程地下2 层为人防工程，剪力墙体长，开洞少，所以成为本层裂缝特别集中的重要因素。
2.混凝土的温度应力过大
温度裂缝主要与水泥品种、养护条件等因素有关：水泥品种：高层建筑所用预拌混凝土为提高混凝土标号，大量使用硅酸盐水泥，使得水泥水化热高而且集中，增加了混凝土的温度变形。温度变形对大体积混凝土极为不利。混凝土中闻因水泥水化放出的热量聚积造成内部温度升高，而外部混凝土则随着气温升降，有时内外温度差达到50℃～60℃，导致内胀外缩，在混凝土表面产生很大的拉应力，严重的便会产生裂缝。在最新的大体积混凝土规范中，不再以截面的大小作为是否是大体积混凝土的依据，只要会产生大体积混凝土效应(即前所述，温差大，内胀外缩，容易产生温度裂缝的情况)的混凝土，都要以大体积混凝土的要求来进行施工，采取相应的防范措施。养护条件：剪力墙养护不足时，墙体表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化小，体积收缩小，表面收缩变形受到内部混凝土的约束而产生拉应力，当这个拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，就
会引起混凝土表面开裂。当墙体模板拆除时间过早时加速了这种情况的发生。
三、裂缝的预防和治理措施
1. 调整混凝土各组成材料和配比。采用高标号水泥以减小水泥用量；尽量使用低水化热的水泥，如矿渣水泥；严格控制砂石质量，砂宜采用中砂，保证石子级配良好，并严格控制砂石含泥量。控制外加剂的品种及用量，尤其在炎热夏季施工时，要注意外加剂不宜含有早强成分。施工过程中加强振捣，不能漏振和过振。严格控制水灰比，根据气温情况和运输中的水灰比损失调整出厂水灰比，把混凝土入模时的水灰比控制在试验配比的范围内。
2. 养护及拆模。混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护尤为重要。混凝土终凝后，要及时养护，安排专人不断浇水，保持混凝土表面湿润，同时向剪力墙边模浇水以降低混凝土温度。空气湿度越小、温度越高、风速越大，混凝土水分蒸发会越快，混凝土也越容易出现收缩裂缝，所以在高温或大风天气要设置必要的遮阳和防风设施，减缓混凝土表面的水分蒸发，保持混凝土表面湿
润。在太阳暴晒的季节，尽量把混凝土的浇筑工作安排在晚上进行。适当延长剪力墙混凝土的拆模时间，并且拆模后不要马上移走模板，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、减少混凝土的收缩和内外温差，达到控制墙体裂缝的目的。
考虑到大多数地下室侧墙位于地面以下，一旦出现裂缝，容易引发渗漏、墙面发霉等问题，因此对于有防水要求的地下室剪力墙，应带模板淋水7 天以上，拆模后继续淋水养护，总养护时间不少于14天。没有防水要求的地下室剪力和养护时间可适当缩短，但混凝土终凝后仍需要做到及时养护，带模时淋水养护，拆模后浇水养护，总养护时间不得少于7 天。
3. 凝土中掺加膨胀剂。微膨胀剂由于在一定程度上补偿了收缩应力，能有效减少混凝土收缩裂缝。
4. 技术措施需要组织措施的保障，必须在施工过程的各个环节加强施工管理，保证各项技术措施的落实。
5. 贯穿性裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的腐蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳及抗渗能力。因此应根据裂缝的成因性质以及现场具体情况区别对待及时处理，保证结构正常使用功能。目前对一般贯穿性裂缝多采用粘贴碳纤维复合材料的加固方式，碳纤维复合材料中的基材为碳纤维布，是一种高强度纤维片材，主要作用是承受荷载、限制裂缝的发展；胶粘剂即增强材料，主要作用是固定纤维的位置、承受应力并传递给
纤维。混凝土结构表面粘贴碳纤维布，形成复合体结构，以此提高构件的整体性，达到修补加固的目的。
四、结束语
剪力墙贯穿裂缝产生的原因是综合作用的结果，不仅与剪力墙尺寸及其所受约束有关，而且与构成墙体的每一种材料及其形成环境等各种各样的因素有关。实践证明，只要从材料、施工及环境等方面进行分析，实施综合治理，提高施工及监理企业的理论知识水平和执行力，在施工中确保控制裂缝的各种措施落到实处，高层建筑混凝土剪力墙的裂缝是可以控制的。
参考文献：
[1] 赵勇王进松，高层建筑框支剪力墙裂缝分析及处理[J]山东建材，2007，4
[2] 黄清林陶能四黄清贵，混凝土地下室剪力墙裂缝的防治措施[J]科技创新导报，2008，09
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：剪力墙；裂缝；收缩应力；温度应力；防治方法
Abstract: the basement concrete shear wall cracks has become a common phenomenon in the construction of the building. Combining with the project examples, a basement shear wall cracks in the analysis of the causes of, and puts forward some corresponding preventive measures. In order to effectively control the shear wall cracks, and ensuring the quality of projects.
Keywords: shear wall; Crack; Shrinking stress; Temperature stress; Control method
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
目前中等以上城市高层建筑施工混凝土均采用泵送工艺，由于混凝土泵送要求水泥用量与水灰比均比现场搅拌流动性小的混凝土要大得多，同时石子粒径也偏小，夏季高温季节，从大量施工实践可知混凝土墙体极易出现裂缝，有的裂缝是贯通的，这几乎成为一种质量通病。尤其在经济不断发展，楼层越来越高的背景下，施工及监理企业没有对高层建筑的特点有深入的了解，没有足够的知识和经验准备，剪力墙出现裂缝也就在所难免。
某工程地下2 层，地上22 层，采用素混凝土桩，筏板基础。剪力墙长6400mm，厚300mm，剪力墙体水平/ 坚向配置钢筋Ф10@100，见下图。施工到4 层时，剪力墙裂缝首先在地下2 层采光窗下部被发现，几乎所有采光窗下部两侧处都有裂缝，自窗口下部阴角向基础板底延伸。后又仔细观察，发现裂缝位置不仅在采光窗下部，在较大预留孔洞处，乃至没有任何截面削弱的墙体中部都有裂缝产生，有的长剪力墙上甚至一道墙上就有2 条～3 条裂缝。从墙体两侧观察，产生裂缝的位置基本一致，经钻心取样证实为贯穿裂缝。又对一1 层及上部楼层进行观察，裂缝仍然存在，但明显减少，到1 层时仅发现一条贯穿裂缝。后对相同结构和高度的在建项目进行调查，发现产生此类贯穿裂缝的工程占到调查项目的60％。除了贯穿裂缝，剪力墙表面的不规则裂缝更为普遍。
一、裂缝的一般特征和性质
经过对本工程裂缝的分析，以及对其他工程的调查总结，钢筋混凝土剪力墙的裂缝一般可分为表面不规则裂缝和贯穿性裂缝。表面不规则裂缝一般出现在混凝土浇筑后不久，分布于墙体表面，此种裂缝既细又密，但深度不大，多因养护不足而产生，对结构构件影响不大。贯穿性裂缝一般发生在混凝土浇筑完毕拆模后一周左右，走向与楼面接近垂直，有的通至楼面板底但不穿过楼层，缝宽一般为0.2mm～0.4mm 甚至更宽。从位置分布来看，外墙多于内墙，南墙多于北墙，长墙多于短墙，底层多于上部楼层、施工季节越炎热，产生裂缝的数量越多。
二、裂缝产生的原因分析
1. 混凝土的收缩应力过大
混凝土在空气中结硬时，其体积会收缩。它由凝胶体本身体积的收缩(化学收缩)和混凝土因失水产生体积收缩(干燥收缩)两部分组成。收缩变形在开始阶段发展较快，两周可完成收缩量的1/2 左右，3个月后基本稳定，不再增长。混凝土收缩过程中，内部产生拉应力，混凝土的抗拉强度只有其抗压强度的1/20～1/10，同时混凝土的极限拉应变很小，仅有0.1mm～0.15mm。当混凝土在拉应力作用下达到极限拉应变时，混凝土即被拉裂。
收缩裂缝主要与水泥品种、细度及用量；骨料品种与质量；水灰比、养护条件、构件长度等因素有关。伴随我国经济的高速发展，高层建筑即使在一些中小城市也如雨后春笋，遍地开花了。C50～C80 高标号混凝土得到了广泛应用，由此带来水泥强度等级的提高和单方混凝土水泥用量的增大。而水泥强度等级越高，水泥用量越大，混凝土的收缩越大，越容易出现裂缝。
预拌混凝土为了满足运输、泵送的要求，增加了细骨料用量和水灰比。细骨料用量过大，会使混凝土弹性模量变小；而水灰比增大，会使混凝土硬化后的密实度变小。这二者都会使混凝土的收缩变大。同时，有的商品混凝土公司管理不到位，收料员没能严格把关，砂的细度模数小于1.5，C30～C60 混凝土所用砂的含泥量超过3％的限值；施工企业管理不到位，工人存在懒汉用稀料的思想，施工过程中向现场商品混凝土公司值班人员要求加大水灰比，施工中责任心不强，振捣不密实。
本工程地下2 层为人防工程，剪力墙体长，开洞少，所以成为本层裂缝特别集中的重要因素。
2.混凝土的温度应力过大
温度裂缝主要与水泥品种、养护条件等因素有关：水泥品种：高层建筑所用预拌混凝土为提高混凝土标号，大量使用硅酸盐水泥，使得水泥水化热高而且集中，增加了混凝土的温度变形。温度变形对大体积混凝土极为不利。混凝土中闻因水泥水化放出的热量聚积造成内部温度升高，而外部混凝土则随着气温升降，有时内外温度差达到50℃～60℃，导致内胀外缩，在混凝土表面产生很大的拉应力，严重的便会产生裂缝。在最新的大体积混凝土规范中，不再以截面的大小作为是否是大体积混凝土的依据，只要会产生大体积混凝土效应(即前所述，温差大，内胀外缩，容易产生温度裂缝的情况)的混凝土，都要以大体积混凝土的要求来进行施工，采取相应的防范措施。养护条件：剪力墙养护不足时，墙体表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化小，体积收缩小，表面收缩变形受到内部混凝土的约束而产生拉应力，当这个拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，就
会引起混凝土表面开裂。当墙体模板拆除时间过早时加速了这种情况的发生。
三、裂缝的预防和治理措施
1. 调整混凝土各组成材料和配比。采用高标号水泥以减小水泥用量；尽量使用低水化热的水泥，如矿渣水泥；严格控制砂石质量，砂宜采用中砂，保证石子级配良好，并严格控制砂石含泥量。控制外加剂的品种及用量，尤其在炎热夏季施工时，要注意外加剂不宜含有早强成分。施工过程中加强振捣，不能漏振和过振。严格控制水灰比，根据气温情况和运输中的水灰比损失调整出厂水灰比，把混凝土入模时的水灰比控制在试验配比的范围内。
2. 养护及拆模。混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护尤为重要。混凝土终凝后，要及时养护，安排专人不断浇水，保持混凝土表面湿润，同时向剪力墙边模浇水以降低混凝土温度。空气湿度越小、温度越高、风速越大，混凝土水分蒸发会越快，混凝土也越容易出现收缩裂缝，所以在高温或大风天气要设置必要的遮阳和防风设施，减缓混凝土表面的水分蒸发，保持混凝土表面湿
润。在太阳暴晒的季节，尽量把混凝土的浇筑工作安排在晚上进行。适当延长剪力墙混凝土的拆模时间，并且拆模后不要马上移走模板，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、减少混凝土的收缩和内外温差，达到控制墙体裂缝的目的。
考虑到大多数地下室侧墙位于地面以下，一旦出现裂缝，容易引发渗漏、墙面发霉等问题，因此对于有防水要求的地下室剪力墙，应带模板淋水7 天以上，拆模后继续淋水养护，总养护时间不少于14天。没有防水要求的地下室剪力和养护时间可适当缩短，但混凝土终凝后仍需要做到及时养护，带模时淋水养护，拆模后浇水养护，总养护时间不得少于7 天。
3. 凝土中掺加膨胀剂。微膨胀剂由于在一定程度上补偿了收缩应力，能有效减少混凝土收缩裂缝。
4. 技术措施需要组织措施的保障，必须在施工过程的各个环节加强施工管理，保证各项技术措施的落实。
5. 贯穿性裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的腐蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳及抗渗能力。因此应根据裂缝的成因性质以及现场具体情况区别对待及时处理，保证结构正常使用功能。目前对一般贯穿性裂缝多采用粘贴碳纤维复合材料的加固方式，碳纤维复合材料中的基材为碳纤维布，是一种高强度纤维片材，主要作用是承受荷载、限制裂缝的发展；胶粘剂即增强材料，主要作用是固定纤维的位置、承受应力并传递给
纤维。混凝土结构表面粘贴碳纤维布，形成复合体结构，以此提高构件的整体性，达到修补加固的目的。
四、结束语
剪力墙贯穿裂缝产生的原因是综合作用的结果，不仅与剪力墙尺寸及其所受约束有关，而且与构成墙体的每一种材料及其形成环境等各种各样的因素有关。实践证明，只要从材料、施工及环境等方面进行分析，实施综合治理，提高施工及监理企业的理论知识水平和执行力，在施工中确保控制裂缝的各种措施落到实处，高层建筑混凝土剪力墙的裂缝是可以控制的。
参考文献：
[1] 赵勇王进松，高层建筑框支剪力墙裂缝分析及处理[J]山东建材，2007，4
[2] 黄清林陶能四黄清贵，混凝土地下室剪力墙裂缝的防治措施[J]科技创新导报，2008，09
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。