某混凝土剪力墙裂缝分析与处理.pdf

江苏建筑 2 0 1 2年第 4期 ( 总第 1 4 9期) 某混凝土剪力墙裂缝分析与处理 薛春 领 ， 郑 雷 纲 ， 王钊 。 ( 江苏省建筑科学研究院有限公司 。 江苏南京 2 1 0 0 0 8 ； 江苏省建筑工程质量检测中心有限公 司， 江苏南京 2 1 0 0 0 8 ； 解放军理工大学训练部 。 江苏南京 2 1 0 0 0 7 ) 摘 要 近年来， 关于工业与民用建筑在施工过程中出 现的温度裂缝研究及探讨工作很多， 但是温度裂缝仍然时常出现 在施 工工程领 域 ， 文章主要 通过对某工程地 下室剪力墙 裂缝实例检 测、 分析及 处理 ， 为房屋的设计 、 施工 以及裂缝 的防治提 供 一 点 借 鉴 。 关键词】 温度裂缝； 原因分析； 处理措施 【 中图分类号 T U 3 9 8 2 文献标识码 B 文章编号】 1 0 0 5 6 2 7 0 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 4 5 0 3 An a l y s i s a n d Tr e a t me n t o f Cr a c k s i n Co n c r e t e S h e a r W a l l XU E C h u n - l i n g 。Z HE NG L e i - g a n g 。 。 W ANG Z h a o ( 1 J i a n g s u R e s e a r c h I n s t i t u t e o f B u i l d i n g S c i e n c e C o ， L t d ， N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 0 8 C h i n a ； 2 J i a n g s u T e s t i n g C e n t e r f o r Q u a l i t y o f C o n s t r u c t i l n E n g i n e e r i n g C o ， L t d ， N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 0 8 C h i n a ； 3 T r a i n i n g C o mm a n d o f P L A U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 0 7 C h i n a ) Ab s t r a c t ：I n r e c e n t y e a r s ， t h e r e a r e a l o t o f wo r k s o n t h e t e mp e r a t u r e c r a c k r e s e arc h a n d d i s c u s s i o n o f t h e i n d u s t r i a l a nd c i vi l c o n s t r uc t i o n i n the p r o c e s s o f c o n s t ru c t i o n，b ut t e mp e r a t u r e c r a c k s t i l l o f t e n a p p e ar i n c o n - s t ruc t i o n e n g i n e e rin g ，t h i s p a p e r ma i n l y t h r o u g h t h e b a s e me n t s h e a r w a l l c r a c k s d e t e c t i o n ， a n aly s i s a n d t r e a t me n t ， p r o v i d e s r e f e r e n c e f o r h o u s i n g d e s i g n ， c o n s t r u c t i o n a n d c r a c k p r e v e n t i o n Ke y wo r d s ：t e mp e r a t u r e c r a c k；r e a s o n a n aly s i s ；t r e a t me n t me a s u r e s O引 言 预拌混凝土早期收缩裂缝是非 常普遍 的现象 文献 11 、 显示 ， 预拌混 凝土 的早 期收缩与 混凝土材料 、 施 工工艺 、 环 境的变化 、 结构 的形 式都 有很 大的关系 。 温度裂缝产生分为 升温和降温两个阶段 升温 阶段发生在混凝土 浇筑后初始 几天内 水 泥发 生水 化 。 散热速度慢 由此形成热量 的聚集 。 导致混凝土 内部温度急剧升高 ； 而外部混凝土散热较快 ， 混 凝 土表面温度较低 因此 混凝 土内外将产生较大温度梯度 ； 降温阶段为水泥水化放热结束至混凝 土冷却 到稳定 温度阶 段 但 无论 升温和降温阶段 混凝 土内中心温度要高于外表 面温度。升温阶段 。 中心混凝 土水 泥水化热未完全结束 ， 此 时混 凝土弹性模量较低 处于塑性及弹塑性状态 ， 一般不易 出现裂缝 ； 降温 阶段 。 中心混凝土 的缩小速率较 表面混凝土 小 由此在混凝土 内部产生压应力 表面产生拉应力 。当混 凝 土表面拉应力超过混凝土抗拉强度 时候 将在混 凝土表 面产 生裂缝 温度应力是 目前 预拌混凝土早期开 裂的一个 重要因素 文献 为混凝土温升的高峰一般出现在浇筑后 的 3 d - 4 d 。 掺加粉煤灰后 可推迟到第 6 d 。 R S p r i n g g e n c h mi d 认 为 混凝 土的 2 ， 3应力来 自于温度 变化 ， l ， 3来 自干缩和 湿胀 水泥水化 热是混凝 土早期应力的主要来源 。 1 工 程概 况 某高层工业厂 房混凝土框架剪力墙结构 建筑总面积 为 5 9 9 4 0 4 m z ，其中地上 l 5层 。地下 1层 ，总建 筑面积 5 6 3 0 4 4 m 2 。 建筑高度 l 1 5 7 0 m， 长 2 0 3 0 m， 宽 1 6 5 0 m。 地 下室一 1 层柱 、 剪力墙 、 梁 、 板混凝土强度等级为 C 4 0 ， 1 层至 9层混凝土强度等级为 C 4 0 1 0层至 1 5层混凝土强度等级 为 C3 5 。 基础为桩承 台筏板基础 标高一 4 7 m以下基础承 台采 用传统 钢模板浇筑 标 高一 4 7 m 以上剪力墙施 工采用爬升 钢模板 地 下室墙板及顶板 混凝土 浇筑后第 8 d ( 即剪力墙 第一次提升后 ) 拆除外墙模板后发现 ， 剪力墙墙体存在 大面 积竖向裂缝。地下室墙体高度为 5 0 m， 墙体厚度 5 5 0 mm， 墙 体闭合 。1 3轴剪力墙高宽 比( H L ) 为 0 2 9 ， A D轴剪力墙 高宽 比 ( H L ) 为 O 2 4 。 地下室墙 板及顶板 混凝土 于 1 0月 1 9日中午 开始浇 筑 晚上 l O时混凝 土浇筑完成 ， 并随后进 行 了养护 ；1 0月 2 2日下午 开始拆 除地 下室墙 板外模 板 的加 固钢 管 1 0月 2 3日 2 6日拆除地下 室外墙板 模板 ：l 1月 6日一 8日地下 【 收稿 13 2 0 1 2 - 0 4 - 1 2 作者简介 春 领 ， 江 苏 省 建 筑 科 学 研 究 院 有 限 公 司 ， 工 程 师 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建 筑 2 0 1 2年第 4期 ( 总第 1 4 9期 ) 其 中： 气温温差 = 1 6 o C， 水化热 温差 ， T = 2 5 式 中 每 1 m 水 泥 含 量( k g ms ) ，本 工 程 取 W= 3 7 9 k m Q _每 1 k g 水泥散热量( J k g ) ， 取 Q = 3 3 4 x 1 o a j k g C 比热 ， 一般为 0 9 2 1 0 3 J ( k g ) 1 O x 1 0 3 J ( k g ) 一 混凝 土重度 2 4 0 0 k g m 2 5 0 0 k r C m ， 水泥 品种 与温 升速度有 关的系数 ， 0 3 0 5 。 J 7 d后混凝土 的散 热系数 为 0 5 混凝土干缩温差， = ， ： o ( 1 - e ) M Ml 0 ， T 3 = I C ) 式 中 s ( f 卜任意时间的收缩( m m mm) ； 由浇筑时至计算 时 。 以 d为单位的时间值 ： 叫 ( ) 最终收缩( ra m ra m ) ， 标准状态下； s ： = 324x1 0 。： ， 考 虑各种非标准条件 的修正系数 ； 。 水泥品种为普通硅酸盐水泥 ， 取 1 O ； 厂 水泥细度系数取 1 1 3 ； 广一骨料为砾砂 ， 取 1 0 ： 水灰 比为 O 3 6 ， 取 0 9 5 ； r _ 一水泥浆量为 0 1 6 ， 取 O 9 2 ； 自然养护天数为 7 d ， 取 1 0 ； 一 环境相对湿度为 9 O ， 取 0 5 4； 厂一水利半径倒数为 0 4 ， 取 1 2 广 _ - 一 机械振捣 ， 取 1 O ； 。 一墙体配筋率为 0 7 ， 取 0 8 2 ； 计算 得墙 体温度 收缩应力最大拉应力 ： ， I= 2 5 MP a 而根据混凝 土抗拉强 度的变化 增长规律 公式 R ， ) = 0 8 R ， D ( 1 ) ， 则混凝土抗拉 强度第 7 d的混凝土抗 拉强度 尺 7 ) = 1 8 2 M P a ， 故 t r T , = 2 5 MP a I 8 2 MP a ， 混凝土墙体开 裂有其 必然 性。该墙体承受均匀温差或 均匀收缩产生 的变 形 ， 底侧受 基础约 束 最大约 束应力在 约束边 ( 本 工程 即墙 体与地基基 础交接处 ) 。 离开约束边 向上 。 应力迅速 衰减 ， 见 图 7所 示 图 7 墙体应 力变化分布示意图 4处理措施及建议 温 度应力 是 目前预拌 混凝 土早期 开裂 的一个重 要 因 素。本工程水灰比良好、 水泥用量不是很大， 但钢模板保温 效果 差 未采取 任何保 护措施 。 混凝 土强度 2 8 d还 没有达 到混凝 土龄期强度 说 明散热 过程 延缓 。配合 比基本上 良 好 ， 该工程墙 体裂缝产 生的主要 原因还是养护措施 不到位 ， 外加剪力墙柱与墙体配筋存在差异 致使墙体 中部混凝 土 抗拉强度不足产生的温度裂缝 而转角处斜 向裂缝主要是 基础及混凝土柱约束产生的裂缝 通 过上 述裂缝计 算 、 分析 该 工程墙体 混凝土 水化热 温差 、 气温温差较大 环境变化较快时容易造成混凝土表里 温度梯度 的增加。因此 ， 为防止后续浇筑混凝土产生类似裂 缝 ， 提出以下措施 ： ( 1 ) 因施工 过程 中采 用的爬升钢模 板保 温效 果较差 。对后期混凝 土施工应采 取有效 的保 温措施 ： ( 2 ) 浇筑混凝土时 ， 分层散热浇筑 ， 其后保温保湿 ， 延 长养护 时 间( 不 少于 1 个月 ) 、 缓慢均 匀降温 ； ( 3 ) 考 虑到早期 预拌 混凝 土抗 拉强度偏 低 ， 容易开裂 。 增加 配置一些温 度钢筋 ， 配置的温度钢筋 宜细宜密 可选用 A 8钢筋 间距 5 0 m m， 双 向布置钢筋缓解应力状 态 。提高混凝 土的抗裂性能 ； ( 4 ) 减 少水 泥水 化热 ， 适量 掺加粉煤灰 ， 延 长水 化热 时间 ， 试验 缓 凝剂最优掺加量 。通过上述措施 降低 了混凝土 内外温差及 降温速度 可确保工程不会出现类似 的温度裂缝。 5结语 裂缝控制与材料 、 施工等多种 因素有关 ， 相对 来说 ， 施 工人员对一般大体积 的混凝土养护措施 比较重视 而对 于 中体积混凝土 特别是对像本工程混凝土墙采用钢模板滑 模 工艺等特殊要求施工的构件的养护措施重视不足 。混凝 土浇筑后 7 8 d 是混凝 土水化热 高峰后 刚刚开始 降温的时 期 是混凝土养 护保护 的重 点时期 ， 一定要作 好保温 、 保湿 的防护工作 。 文献目 推荐 的关 于对 中体积混凝土温度裂缝的 计 算公式是可行的 对施工过程 中的裂缝控制存在一定借 鉴作用 在 市场经 济条件 下 施 工质 量受 到多重 因素 、 多方面 的影响 系统有效 的解决工程事故质量频发 的问题 需要从 多 方面 、 多渠道人手 ， 形 成完整 的勘察 、 设计 、 施 工 、 验收多 个环节 建设工程领域大量使用 预拌混凝土 。 早期稳定性较 之传统混凝 土要 差 频频 出现混凝土开裂 问题 ， 长期困扰着 工程技术人员 。 在施工过程中做好结构 的裂缝控制 ， 只有从 设计 、 施 工 、 材 料等多方 面进行 了控 制 ， 才可 以减少不 必要 的损 失 参 考 文献 1 王 勇， 朱耀 台， 等 商品混凝土早期收缩裂缝形成机理与 控 制 理 念 1 浙 江建 筑 ， 2 0 0 9 ( 1 ) 2 1 王铁 梦 建筑物 的裂缝控 制【 M1 上 海 ： 上 海科 学技 术 出版 社 1 9 9 3 f 3 13 P 梅 泰 祝永年 混凝 土的结构 、 性能 与资料 【 M1 沈威 ， 陈 志源 译 上海 ： 同济 大学出版社 ， 1 9 9 1 4 1 R W B u I T O X ,V S 混凝 土的可见与不可见裂缝( 内部资料 ) 唐 慧珍 ， 覃 维 组 ， 译 5 C E C S 2 1 ： 2 0 0 0 超声波检 测混凝土缺陷技术规程【 s 】 中国 建筑工业出版社 2 0 0 0 【 6 】 C E C S 0 3 ： 2 0 0 7钻 芯法检 测混凝 土强 度技术 标准 【 s 】 北 京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m