1、工程概况
某小区是十六幢高层住宅,
地下室3层,地上33层,总
建筑面积约为38万平方米(地上面积约34.5万平方米,地下面积约3.5万平方米),6层以下为C50混凝土,7~11层为C45混凝土,12~22层为C40混凝土,22层以上为C30混凝土。主体结构形式为框架剪力墙,全部采用预拌混凝土,通过混凝土输送泵将混凝土送达作业层面施工。
2、剪力墙裂缝位置与数量的分布持点及规律
2011年8月5日,当工程施工到22层时发现19层剪力墙墙体东、西面两段长墙上出现5条竖向裂缝,于是建设、监理以及施工方技术人员对主体结构进行全面认真检查发现,混凝土剪力墙
墙体裂缝的主要特征如下:
(1)绝大多数是竖向裂缝,多数裂缝长度接近墙高,两端逐渐变小;裂缝发生在附墙柱和暗柱附近两侧1m左右、墙的中部等地方;以接近45°的斜裂纹出现在墙的端部,都具有中间宽、两头尖的外形特征,并且在墙体两面对称出现。
(2)裂缝宽度一般不大,走向与楼面接近垂直,不穿楼层,高出楼板面约0.3m,大多数裂缝不大于0.2mm,少部分大于0.3mm。
(3)强度等级高的混凝土比强度等级低的混凝土开裂多。
(4)裂缝出现时间多在拆模后不久,有的还与周围环境温度变化有关;随着时间推移,裂缝继续发展,数量增多,但缝宽一般增大不多。
3、预拌混凝土剪力墙裂缝产生原因分析
我们对裂缝进行了详细调查分析,其中具体包括混凝土的原材料水泥、砂、石、外加剂和配合比、施工工艺、混凝土施工日记、环境条件、模板、早期养护、混凝土强度试验、钢筋的保护层、截面尺寸、钢筋位置及数量、坍落度等方面。发现影响预拌混凝土剪力墙裂缝因素很多,如混凝土原材料质量、配合比设计、人员素质、生产单位与使用单位的相互配合、设计构造、配筋率,混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣施工方法及养护条件等等均有关联。预拌混凝土剪力墙裂缝的主要原因如下:
3.1混凝土剪力墙墙体干燥收缩裂缝
剪力墙混凝土在制备的过程当中,水泥、掺合料与水拌合后体积膨胀,但入模成型后,随着混凝土水化反应的发生,混凝土中的部分水份被吸收、部分水份蒸发,体积将有一定的缩小。混凝土的体积收缩,使其产生应力,当收缩快和大时混凝土就会产生裂缝。从裂缝的主要特征可以得知大多数均属于收缩裂缝,主要成因有混凝土强度等级高及
高层建筑务必会造成水泥用量过多、养护不良等。
3.2温度引起的裂缝
剪力墙体裂纹的分布状态和引起裂纹的主要原因是温度收缩裂纹。混凝土强度等级高,则水泥用量大,导致水泥水化热高、混凝土收缩大。因剪力墙的两端绝对嵌固,当混凝土剪力墙内部水泥水化热的温度高,而墙板两侧随环境温度而降低产生冷缩,又受到混凝土内部约束,则产生两侧表层裂缝。墙表面的温度低于内部的温度,自约束产生的温度应力在混凝土表面为拉应力;由于水份蒸发,墙体表面的湿度低于内部的湿度,混凝土表面的干缩大于内部,内外收缩有差异,混凝土表面的收缩应力大于内部。当温度收缩应力大于当时混凝土具有的抗拉强度时,裂纹就有可能在墙体上由表及里地出现、发展。
3.3构造设计原因产生裂缝
剪力墙和筒体等竖向结构的设计都充分考虑了荷载的作用,配置了必要数量的竖向钢筋,而水平方向钢筋通常是按传统的构造要求配置的,没有考虑温度收缩的影响,而且大多是放置在竖向钢筋的里侧,构造钢筋太少,使得不能有效地起到控制墙体温度收缩裂纹的作用。
3.4施工质量较差而导致混凝土收缩而产生的裂缝
实践证明,原材料质量不良、配合比设计不当、坍落度控制不好、施工任意加水及混凝土养护不良等,均会导致混凝土收缩而产生的裂缝,另外高层住宅混凝土采用泵送施工方法,由于泵送混凝土坍落度比较大,必然导致混凝土收缩增加,产生裂缝的可能性增大。