试论建筑工程中混凝土剪力墙裂缝的成因分析和解决方法
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内容摘要：由于剪力墙结构存在室内无露梁、露柱的现象，用于房屋结构中具有刚度大、简洁等特点，因此在现代建筑中得以广泛应用。但是混凝土剪力墙裂缝是建筑中经常发生的问题，一旦产生就会对建筑的整体性及抗震性产生影响，因此应采取一定手段加强防范并给予充分重视。
关键词：混凝土剪力墙； 裂缝； 成因； 解决方法
随着建筑工程中混凝土剪力墙裂缝产生的频繁性增加，应加强对其防范措施的重视，以免影响建筑的使用功能。本文将对混凝土剪力墙产生裂缝的原因及解决方法进行分析与阐述，以减少裂缝发生的可能性。
1.1建筑物的结构构件造成的墙体裂缝
由于框架柱的墙板厚度小、断面大，因此柱墙的连接断面变化较大，不利于防控混凝土剪力墙裂缝的产生，这主要是由于框架柱是高层建筑中重要的传力构件，其地基以上的所有荷重都是由简体、柱子传输至基础、基岩，如果地基产生沉降或者下沉现象，墙体在基础边际部位就会产生剪力，出现裂缝。经过大量实验证明，方形、矩形以及梯形等直线段的平面形状，较容易产生裂缝，而弧线、折线、曲线较多的建筑物则产生墙体裂缝的几率较小，因为直线是两点之间最短的距离，其收缩变形的内约束力较大，而直线没有伸展的余地，而弧线、曲线、折线等则存在伸展余地，其受到的内约束力相对较小。
1.2由温度变化产生的裂缝
在混凝土剪力墙的结构中，由水泥的水化热所散发的热量带来了温度的变化，从而形成温差，对混凝土产生影响。在如今的高层建筑中，尤其在地下室混凝土剪力墙结构中，大多选用大体积的混凝土进行浇灌，在混凝土内部的水泥水化产生了大量的热量，但是无法向外部散热，导致混凝土内部的温度越来越高，而外层混凝土由于散热速度较快所以与实际温度的差别不大，导致墙内墙外温度不一，若其温差大于或等于25℃时，混凝土的约束应力就无法承担温度的应力，从而产生裂缝。由此产生的混凝土裂缝会不断扩大，且具有穿透性。一般在应用于地下室的混凝土中级别都比较高（大多高于C30），由于大体积混凝土的使用中必然有大量的水泥，所以混凝土在初凝阶段会产生大量的水化热。而混凝土对于热量的传导能力低，再加上墙板的几何尺寸较大，所以热量不能及时散出，反而聚集在混凝土内，造成内部温度迅速上升至70―80℃[2]，而构件的表面温度水平较平稳，由此产生的温差也就是“内涨外缩”的张力对混凝土的表面产生巨大拉力，当这种拉力超过了混凝土的拉伸极限，就出现了裂缝。
1.3由强约束力产生的裂缝
约束力是对建筑结构构件活动与变形的制约，主要分为内部约束与外部约束。内部约束包括：混凝土剪力墙内部的收缩变形小的部分对于变形较大部分产生的约束、混凝土墙内的配筋对混凝土的收缩变形产生的约束、墙体内的暗梁、暗柱等对墙板的收缩变形的约束、墙端及墙中的收缩变形产生的相互制约。外部约束包括：墙体以下的底板与基础、墙体上部的楼板、墙体两端的附墙柱等。若混凝土剪力墙由于收缩变形而产生内应力，如果外部约束较强，而产生的内应力无法造成约束变形的情况下，墙体就会出现裂缝，尤其在早期混凝土施工中更容易开裂，这是由于混凝土早期的抗拉强度相对较低。一般墙体的外约束力产生于边缘，也就是墙体和简体、底板、基础、梁、柱等交接处。
2、防控混凝土剪力墙裂缝的措施探讨
2.1在结构设计中加强对裂缝的防范
在混凝土剪力墙的设计中，应主要注重温度钢筋的设计，构造钢筋能够对减少墙板结构的收缩应力及温度应力发挥重要作用。如果在剪力墙设计中的钢筋过多，那么其约束就会较大，就会产生混凝土裂缝。同时应尽量降低混凝土中的人模温度，以分层散热浇灌，防止强烈的温度与湿度变化，以给混凝土提供松弛的抗应力环境，以减少由于结构突变或者断面突变而造成应力集中的裂缝，在无法避免这种情况的时候，应加强局部处理措施，如加配钢筋、制成逐渐过渡的形式等。
2.2加大对原材料的控制
由于在混凝土剪力墙中的配筋较密且多，因此为了确保混凝土的紧密填充，应加强石子中最大粒径及其粗细集料级配，如果石子的粒径过大，石子就可能卡在钢筋中，而砂浆的收缩度大于混凝土的收缩度，拆模后就很可能在钢筋下方造成裂缝。另外，应严格控制砂石料的含泥量，若超过规定，会降低混凝土的抗拉力并增加混凝土的收缩，较易产生裂缝。另外，在混凝土剪力墙施工中，对水泥的选择也十分重要。通过对混凝土的选材及配合比的控制，在混凝土内加入外加剂，尽量减少水泥和水的用量，以减少水化热现象引起的收缩变形。普通的硅酸盐水泥虽然其早期的强度高但是水化热反应大；矿渣水泥相比普通水泥的热度低，但是它的干缩和渗水现象严重，而且后期会产生硬度收缩；火山灰水泥在后期的收缩程度较大，而且经济代价较大。通过平衡选择，一般粉煤灰水泥，可降低裂缝出现的频率，同时添加LN-800N与膨胀剂HEA，在一定程度上降低了水灰比以及水灰量，有效控制了水化热，同时对混凝土起到补偿收缩的目的，有效防控了剪力墙裂缝的产生。
2.3注重对剪力墙温度的控制
为了控制在施工过程中由于温差导致的裂缝，首先，大体积的混凝土浇灌工作应选在一天中气温比较低的时间进行，优先选择水化热比较低的水泥，在确保混凝土的强度等级前提下，使用一定的缓凝减水剂，以减少水泥的使用量，同时使水灰比降低，能够有效减少水化热；加入外掺料如粉煤灰不仅能代替部分水泥的功能、减少用水，还能够改善混凝土的可泵性。其次，要注意控制混凝土入模的温度，如通过向骨料洒水来减少太阳对砂石料的直接照射；通过加冰块来冷却材料。在浇筑时，应采取分层的方法，能够更好的控制浇筑的厚度及进度，有利于散热，例如在浇筑混凝土时加入适量的蛮石和毛石，能够吸收大量的热能，并且节约混凝土的原材料，但是应注意在这种混凝土的浇灌过程中，应控制毛石块的体积不超过总体积的20%―30%。再次，还可通过预埋冷却水管的形式，利用循环水减少混凝土的热量。在浇筑工作结束后，在表面覆盖物体以保持温度，加强表面的养护。由于模板能够减慢混凝土表面降温的速度，保证混凝土内外的温度差别不大，有效控制混凝土由温差导致的裂缝，所以在浇筑完混凝土，应在一个星期后再拆模。
由上可见，混凝土剪力墙产生裂缝的原因较复杂，从剪力墙的设计到施工，包括施工的环境与材料等多方面因素，都可能为产生裂缝埋下隐患。因此，应从多方面加强对混凝土剪力墙施工的分析，并采取积极的防控措施，以实现综合治理原则，能够从根本上控制建筑工程的混凝土剪力墙裂缝现象，保证建筑使用功能的发挥。