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摘要：目前高层建筑（特别是酒店、综合办公大楼等公共建筑）大部分采用框-筒结构，筒体部分一般为剪力墙，墙体较厚且带有边缘约束构件，而且大多用泵送混凝土浇筑。大量的工程实例表明，尤其干燥多风地区筒体剪力墙上出现早期裂缝的现象比较普遍，已经成为一种质量通病。以某工程A栋高层建筑（地下室、裙楼为筒体结构）为例，通过分析统计和工程实践，分析了带约束大厚度剪力墙早期裂缝产生的原因，从而提出了相应的预防措施，在随后的工程中加以应用，取得了良好效果。
关键词：筒体剪力墙； 泵送混凝土；早期裂缝
一、情况描述：
某商住楼为高层建筑，地上25层，地下2层。地下室、裙楼为筒体结构，上部为剪力墙结构。筒体剪力墙跨度8.9m，墙厚600mm，层高分别为3.6m、3.9m、4.5m、5.1m、5.4m、6.2m，混凝土为C45，塌落度为180mm～200mm的商品混凝土。水平配筋、垂直配筋均为Ф12@200。两端有1.2m×1.2m框架柱，剪力墙上部设有600mm×1200mm的暗梁。
裂缝特性：每层两堵墙裂缝一般为4～6条，大多为通缝，裂缝宽度1mm左右；裂缝分布位置一般为墙体二分之一跨度和三分之一跨度处；裂缝两端距离均距离暗梁20cm以上；在墙高6.2m的一层该墙无裂缝，其它层则出现裂缝；裂缝均为早期裂缝，且后期无发展。
二、可能造成墙体裂缝的原因
混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种，一是由外荷载引起的，这是发生最为普遍的一种情况，即按常规计算的主要应力引起的；二是结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的；三是变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形，当变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。
三、裂缝原因分析：
1、结构受力方面分析
由于出现裂缝时上部无结构荷载，故可排除荷载作用引起裂缝的可能。由于裂缝在地下室部分便出现，亦可排除沉降导致裂缝可能。根据工程实际及图纸审查，结构次应力引发裂缝亦可排除。由于裂缝早期（砼浇筑3天内）出现，在两端有大体积混凝土结构，且在暗梁约束处裂缝终止。可以判断裂缝原因为由混凝土收缩引起结构变形，变形受到约束时便产生应力，此应力超过混凝土抗拉强度就产生了裂缝。
2、构造和原材料方面
A、构造筋的配筋原则应“细一点，密一点”。即配筋应尽可能采用小直径，小间距设计。提高混凝土结构的含钢率或减小钢筋直径都可提高材料的抗裂性能，但减小钢筋直径、加密间距要比提高含钢率效果明显一些。采用直径8-14mm的钢筋和100-150mm间距是比较合理的，结构全截面的配筋率不宜小于 0.3%，应在0.3%-0.5%之间。本工程配筋设计明显偏于大而稀，不利于控制收缩应力。
B、墙、柱连体的影响。剪力墙与大体积框架柱连体，框架柱斷面大，墙板厚度小，柱墙连接断面变化大，不利于防止墙体裂缝，其原因为柱墙砼水化热产生温差收缩变化和大柱子给墙板增加约束造成墙体裂缝。该工程两端有1.2m×1.2m框架柱，属大体积混凝土，而墙体为600mm厚，不利于防止墙体裂缝
C、根据现场情况墙体跨高比较大的墙体出现裂缝，而跨高比较小的未见裂缝。由混凝土极限拉应力公式：
在其他条件相同情况下，墙高H越大，混凝土极限拉应力越大，越利于裂缝控制。由此分析墙体设计跨高比也对裂缝产生有一定影响。
D、热胀冷缩，膨胀系数α=1.0 。假如同样两20m长的砼墙在酷夏40℃时施工与严冬-6℃，在无任何约束的情况下，其砼墙收缩量为9.2mm。若墙两头有约束，即会导致裂缝。该类裂缝垂直平面，从上到下有规划地分布在墙体上，裂缝出现时间均在一、二个月以后，未见砼早期裂缝。本工程裂缝为早期裂缝，可排除温差影响。
E、由于本工程裂缝均为竖向裂缝，无横向裂缝，可以排除由于大体积混凝土浇筑不规范导致冷缝的可能。
F、砼内部温度变化产生收缩裂缝。根据实际测定，砼从搅拌机出斗就有水化热产生，温度由低到高，到砼成型以后第3-4天，水化热到达高峰，其温度较自然温度升高30℃-40℃，以后逐步下降，半个月以后接近外界温度。与剪力墙连体的部分框架柱，断面边长都大于或等于1m，属大体积砼。对于框架柱与墙连体的节间来讲，大体积砼的框架柱可视为一个较大的热源体，而与之连体的墙体薄，且与外界空气接触面较大，散热快。当框架柱砼内大量发热膨胀时，墙体已开始降温收缩，由于连结在一起的两个构件之间产生温差，变形不同步协调，在柱子附近和墙中间出现裂缝是符合规律的。
G、实际工程中， 混凝土强度等级的提高往往伴随着水泥用量的增大。由于水泥用量增大， 往往引起混凝土收缩和干缩量的增大， 这已经为工程实践所证明。 该工程中所用的混凝土强度等级为C45，水泥用量为400㎏/m³， 已属较高型。商品混凝土本来坍落度要求高,含水率大，又加了粉煤灰，所以收缩比较大。不利于收缩裂缝控制。
经过分析，带约束大厚度剪力墙早期裂缝产生原因一般有：
墙体分布筋大而稀；墙体与相连柱截面变化大；墙体跨高比过大；混凝土水化热散热不均匀；混凝土收缩比过大；相邻构件收缩变形不协同。
四、施工管理中应采取的技术措施
1、考虑混凝土收缩变形规律，结合结构计算和工程经验，与设计院协商重新确定配筋率及间距。还应充分考虑混凝土收缩而加强配筋。水平构造钢筋宜置于受力钢筋外侧，当置于内侧时，宜在混凝土保护层内加设防裂钢筋网片。
钢筋混凝土剪力墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率sh和SV不应小于0.2%。结构中重要部位的剪力墙，其水平和竖向分布钢筋的配筋率宜适当提高。剪力墙中温度、收缩应力较大的部位，水平分布钢筋的配筋率宜适当提高
2、对于墙与板等截面相差较大的构件或结构，应先浇筑较厚的部分，根据气候条件静停0.5～1.5小时后再与较薄部分一起浇筑，较薄部分混凝土中可采用膨胀混凝土。
3、混凝土应具有足够的强度，较小的早期收缩变形及良好的抗裂能力，混凝土强度等级建议为C30～C40，应不大于C40。当混凝土标号无法变更时，优化混凝土配合比,适当掺入减水剂,减少粉煤灰的掺量，砂应选用天然中粗砂，石子级配良好，两者含泥量小于规范要求。
4、在浇筑施工中应注意：控制混凝土出厂时的坍落度建议在160～180mm之间，运输过程中的坍落度损失控制在20mm以内为宜。混凝土的入模坍落度不宜过大，建议不大于160mm，混凝土扩展度建议以400mm以上为宜，严禁在搅拌机外二次加水搅拌。不应为施工方便，使混凝土坍落度过大。
如果异常天气情况下输送混凝土，输送泵进料斗上应搭设防雨防晒棚，以防进水或水份蒸发。冬期施工应采取可靠的保温措施。
混凝土浇筑时，应保证振捣的时间和位置，防止漏振、欠振和过振。对已经初凝的混凝土不应再次进行振捣，避免破坏已形成的混凝土结构强度，应待其充分凝固、硬化后按施工缝进行处理。
5、在养护中应注意：模板建议采用保温保湿效果较好的木模板。对拉螺栓要求具有止水功能。
6、混凝土初凝后应及时养护，当采用木模板时建议带模养护，或适当延缓拆模时间。
应合理确定拆模时间，混凝土结构表面温度与外界温差应控制在20度以下；不宜在混凝土温度峰值时拆除模板及淋冷水养护；可以在混凝土浇筑3天后，采用模板上口开小缝隙的方法，小水慢淋进行墙体养护，养护用水以与墙体外表面温度相近为宜；有条件时建议混凝土浇筑7天后脱模；在干燥、多风环境条件下浇筑的泵送混凝土，应加强覆盖或保湿养护。
参考文献：
[1] 李建峰. 黄永刚. 张文会. 罗建锋.钢筋混凝土剪力墙结构裂缝分析与预防.[J]. 长安大学学报 ,2003,[20]:2
[2] 庄建文. 庄建宗. 庄奕谋 .邱志祥 .杨银枝.地下室混凝土超长墙体裂缝控制施工工法.
[3]建筑施工手册第四版.[S]
[4]混凝土结构设计规范GB 50010_2002. [S]
作者简介：赵祯，男，27岁，技术经理，二级建造师，毕业于哈尔滨工程大学。王翰，男，37岁，项目经理，毕业于南京工业大学，一级建造师，在国家级刊物发表过多篇论文，写过1篇省部级施工工法。林景祥，28岁，中建五局西北分公司技术部部长，一级建造师。
关键词：筒体剪力墙； 泵送混凝土；早期裂缝
一、情况描述：
某商住楼为高层建筑，地上25层，地下2层。地下室、裙楼为筒体结构，上部为剪力墙结构。筒体剪力墙跨度8.9m，墙厚600mm，层高分别为3.6m、3.9m、4.5m、5.1m、5.4m、6.2m，混凝土为C45，塌落度为180mm～200mm的商品混凝土。水平配筋、垂直配筋均为Ф12@200。两端有1.2m×1.2m框架柱，剪力墙上部设有600mm×1200mm的暗梁。
裂缝特性：每层两堵墙裂缝一般为4～6条，大多为通缝，裂缝宽度1mm左右；裂缝分布位置一般为墙体二分之一跨度和三分之一跨度处；裂缝两端距离均距离暗梁20cm以上；在墙高6.2m的一层该墙无裂缝，其它层则出现裂缝；裂缝均为早期裂缝，且后期无发展。
二、可能造成墙体裂缝的原因
混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种，一是由外荷载引起的，这是发生最为普遍的一种情况，即按常规计算的主要应力引起的；二是结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的；三是变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形，当变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。
三、裂缝原因分析：
1、结构受力方面分析
由于出现裂缝时上部无结构荷载，故可排除荷载作用引起裂缝的可能。由于裂缝在地下室部分便出现，亦可排除沉降导致裂缝可能。根据工程实际及图纸审查，结构次应力引发裂缝亦可排除。由于裂缝早期（砼浇筑3天内）出现，在两端有大体积混凝土结构，且在暗梁约束处裂缝终止。可以判断裂缝原因为由混凝土收缩引起结构变形，变形受到约束时便产生应力，此应力超过混凝土抗拉强度就产生了裂缝。
2、构造和原材料方面
A、构造筋的配筋原则应“细一点，密一点”。即配筋应尽可能采用小直径，小间距设计。提高混凝土结构的含钢率或减小钢筋直径都可提高材料的抗裂性能，但减小钢筋直径、加密间距要比提高含钢率效果明显一些。采用直径8-14mm的钢筋和100-150mm间距是比较合理的，结构全截面的配筋率不宜小于 0.3%，应在0.3%-0.5%之间。本工程配筋设计明显偏于大而稀，不利于控制收缩应力。
B、墙、柱连体的影响。剪力墙与大体积框架柱连体，框架柱斷面大，墙板厚度小，柱墙连接断面变化大，不利于防止墙体裂缝，其原因为柱墙砼水化热产生温差收缩变化和大柱子给墙板增加约束造成墙体裂缝。该工程两端有1.2m×1.2m框架柱，属大体积混凝土，而墙体为600mm厚，不利于防止墙体裂缝
C、根据现场情况墙体跨高比较大的墙体出现裂缝，而跨高比较小的未见裂缝。由混凝土极限拉应力公式：
在其他条件相同情况下，墙高H越大，混凝土极限拉应力越大，越利于裂缝控制。由此分析墙体设计跨高比也对裂缝产生有一定影响。
D、热胀冷缩，膨胀系数α=1.0 。假如同样两20m长的砼墙在酷夏40℃时施工与严冬-6℃，在无任何约束的情况下，其砼墙收缩量为9.2mm。若墙两头有约束，即会导致裂缝。该类裂缝垂直平面，从上到下有规划地分布在墙体上，裂缝出现时间均在一、二个月以后，未见砼早期裂缝。本工程裂缝为早期裂缝，可排除温差影响。
E、由于本工程裂缝均为竖向裂缝，无横向裂缝，可以排除由于大体积混凝土浇筑不规范导致冷缝的可能。
F、砼内部温度变化产生收缩裂缝。根据实际测定，砼从搅拌机出斗就有水化热产生，温度由低到高，到砼成型以后第3-4天，水化热到达高峰，其温度较自然温度升高30℃-40℃，以后逐步下降，半个月以后接近外界温度。与剪力墙连体的部分框架柱，断面边长都大于或等于1m，属大体积砼。对于框架柱与墙连体的节间来讲，大体积砼的框架柱可视为一个较大的热源体，而与之连体的墙体薄，且与外界空气接触面较大，散热快。当框架柱砼内大量发热膨胀时，墙体已开始降温收缩，由于连结在一起的两个构件之间产生温差，变形不同步协调，在柱子附近和墙中间出现裂缝是符合规律的。
G、实际工程中， 混凝土强度等级的提高往往伴随着水泥用量的增大。由于水泥用量增大， 往往引起混凝土收缩和干缩量的增大， 这已经为工程实践所证明。 该工程中所用的混凝土强度等级为C45，水泥用量为400㎏/m³， 已属较高型。商品混凝土本来坍落度要求高,含水率大，又加了粉煤灰，所以收缩比较大。不利于收缩裂缝控制。
经过分析，带约束大厚度剪力墙早期裂缝产生原因一般有：
墙体分布筋大而稀；墙体与相连柱截面变化大；墙体跨高比过大；混凝土水化热散热不均匀；混凝土收缩比过大；相邻构件收缩变形不协同。
四、施工管理中应采取的技术措施
1、考虑混凝土收缩变形规律，结合结构计算和工程经验，与设计院协商重新确定配筋率及间距。还应充分考虑混凝土收缩而加强配筋。水平构造钢筋宜置于受力钢筋外侧，当置于内侧时，宜在混凝土保护层内加设防裂钢筋网片。
钢筋混凝土剪力墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率sh和SV不应小于0.2%。结构中重要部位的剪力墙，其水平和竖向分布钢筋的配筋率宜适当提高。剪力墙中温度、收缩应力较大的部位，水平分布钢筋的配筋率宜适当提高
2、对于墙与板等截面相差较大的构件或结构，应先浇筑较厚的部分，根据气候条件静停0.5～1.5小时后再与较薄部分一起浇筑，较薄部分混凝土中可采用膨胀混凝土。
3、混凝土应具有足够的强度，较小的早期收缩变形及良好的抗裂能力，混凝土强度等级建议为C30～C40，应不大于C40。当混凝土标号无法变更时，优化混凝土配合比,适当掺入减水剂,减少粉煤灰的掺量，砂应选用天然中粗砂，石子级配良好，两者含泥量小于规范要求。
4、在浇筑施工中应注意：控制混凝土出厂时的坍落度建议在160～180mm之间，运输过程中的坍落度损失控制在20mm以内为宜。混凝土的入模坍落度不宜过大，建议不大于160mm，混凝土扩展度建议以400mm以上为宜，严禁在搅拌机外二次加水搅拌。不应为施工方便，使混凝土坍落度过大。
如果异常天气情况下输送混凝土，输送泵进料斗上应搭设防雨防晒棚，以防进水或水份蒸发。冬期施工应采取可靠的保温措施。
混凝土浇筑时，应保证振捣的时间和位置，防止漏振、欠振和过振。对已经初凝的混凝土不应再次进行振捣，避免破坏已形成的混凝土结构强度，应待其充分凝固、硬化后按施工缝进行处理。
5、在养护中应注意：模板建议采用保温保湿效果较好的木模板。对拉螺栓要求具有止水功能。
6、混凝土初凝后应及时养护，当采用木模板时建议带模养护，或适当延缓拆模时间。
应合理确定拆模时间，混凝土结构表面温度与外界温差应控制在20度以下；不宜在混凝土温度峰值时拆除模板及淋冷水养护；可以在混凝土浇筑3天后，采用模板上口开小缝隙的方法，小水慢淋进行墙体养护，养护用水以与墙体外表面温度相近为宜；有条件时建议混凝土浇筑7天后脱模；在干燥、多风环境条件下浇筑的泵送混凝土，应加强覆盖或保湿养护。
参考文献：
[1] 李建峰. 黄永刚. 张文会. 罗建锋.钢筋混凝土剪力墙结构裂缝分析与预防.[J]. 长安大学学报 ,2003,[20]:2
[2] 庄建文. 庄建宗. 庄奕谋 .邱志祥 .杨银枝.地下室混凝土超长墙体裂缝控制施工工法.
[3]建筑施工手册第四版.[S]
[4]混凝土结构设计规范GB 50010_2002. [S]
作者简介：赵祯，男，27岁，技术经理，二级建造师，毕业于哈尔滨工程大学。王翰，男，37岁，项目经理，毕业于南京工业大学，一级建造师，在国家级刊物发表过多篇论文，写过1篇省部级施工工法。林景祥，28岁，中建五局西北分公司技术部部长，一级建造师。