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摘要：混凝土剪力墙裂缝是施工中经常出现的问题，本文从施工、设计及结构构件等三方面对剪力墙产生裂缝对原因进行详细分析和总结，并提出相应的解决措施，为高层及超高层建筑剪力墙施工过程中所产生的裂缝进行预控和裂缝产生后的补救措施，以利于提高其施工质量。
关键词：剪力墙；裂缝；施工技术
1 引言
作为承载结构地震荷载及风载重要结构，控制其施工质量对重要性不言而喻，并使用大流动度的泵送混凝土浇注施工。泵送混凝土快速发展的同时也带来一个问题—结构裂缝。施工过程中经常可见剪力墙结构施工过程中出现大量裂缝，导致剪力墙抗震能力降低，降低了结构对整体安全系数。
2 剪力墙裂缝出现裂缝原因分析
2.1 施工原因
2.1.1养护条件及方法
温度较高的夏季，由于长时间施工运输或养护措施不到位，导致混凝土水分蒸发量较大，造成混凝土失水过多，坍落度降低。若剪力墙养护时间不足，由于剪力墙表面积较大，其水分散失快，造成体积收缩大，同时剪力墙内侧湿度变化相对外侧小，体积收缩较小，导致剪力墙表面收缩变形受内部混凝土的约束而产生拉应力，进而引起混凝土表面开裂。 2.1.2拆模时间控制不当
墙体模板的拆除时间过早，混凝土表面温度急剧变化，产生较大的降温收缩，表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力(内部混凝土温度变化相对较小，受自约束而产生压应力)，而混凝土早期抗拉强度和弹性模量较低，因而出现墙体表面较浅范围内的裂缝。另外在室外温差较大的盛夏，由于混凝土结构不易导热，在结构的顶部和底部常产生温度裂缝。
2.1.3 堆载
施工阶段，在混凝土未达到强度要求的情况下，若过早或过多的堆放建筑材料、 支模等，施工荷载远远大于结构设计荷载，将导致裂缝的产生。
2.1.4 混凝土坍落度损失处理方法不当
现场大量采用泵送混凝土施工，由于混凝土搅拌车路程较远，加之堵车影响，部分混凝土有坍落度损失现象；现场工人操作过程中，为增强流动性，存在任意加水现象。加水不仅使水灰比变大，降低混凝土强度，且极易产生塑性收缩裂缝。
2.1.5混凝土浇筑方法不当
在施工过程没有严格进行分段分层浇筑法，分段长度或分层浇筑的厚度不明确，有的内厚有的薄，且施工中的各主要环节，如振捣等，没有按施工及验收规范和操作规程进行操作因此，产生的累积收缩变形较大，混凝土水平方向的变形又受到墙体本身的约束，从而产生超过砼抗拉强度的拉应力因而导致混凝土的开裂。
2.2结构自身原因
2.2.1 剪力墙所受的各种约束作用产生裂缝
地下室墙体浇筑在筏基底板上,筏板对新浇筑的墙体混凝土有很大的水平阻力,这种强劲的外部约束是裂缝出现本质原因;剪力墙底板约束作用,引起墙体开裂。强约束引起裂缝约束是对结构构件活动和变形的制约，约束分为内部约束和外部约束。内部约束主要有：砼墙内配筋对砼收缩变形的约束；墙体内收缩变形小的部分对收缩变形大的部分的约束；墙体内暗柱、暗梁对墙板收缩变形的约束；长度大的砼墙，墙端与墙中收缩变形的相互约束。外部约束主要是超静定结构的多余联系，如墙体以下的基础和底板，墙体顶上的楼板或梁，墙体两端的附墙柱或电梯井筒等。当墙体砼收缩变形产生内应力，若外约束很强，产生的内应力不能造成约束变形时，则墙体砼出现开裂，尤其是早期砼容易开裂，因为砼早期抗拉强度较低。墙体的最大外约束应力一般都产生在外约束的边缘，即墙体与柱、筒体、基础、底板、梁等交接处。但实际裂缝并非在墙与约束体的交接处，而是离开0.3～0.5m，其理由是裂缝由约束产生，反过来约束又能推迟裂缝的出现和限制裂缝的扩展，这就是人们常说的“模箍作用”。
2.2.2 钢骨剪力墙结构钢结构与砼结构变形不一致引起裂缝
在超高层采用的钢骨混凝土或钢板剪力墙结构，在混凝土水化、温度发展期间，因钢板和混凝土2种材料的热膨胀系数差异引起的钢板与混凝土变形不协调而形成交错杂乱的裂缝。
2.2.3 剪力墙应力集中引起裂缝
混凝土是一种非均匀材料，在核心筒剪力墙这样的薄壁大尺寸结构中很易产生应力集中现象，内部微裂缝、气泡、蜂窝会导致其周围应力高于其他地方数十倍甚至成百上千倍，从而诱发裂缝的产生。高强泵送混凝土特别是在高强度、大流动性条件下，由于水泥用量多，用水量大，砂率高，产生塑性沉降裂缝的潜在危险较大。
2.2.4 构件过长引起的收缩裂缝
工程中常见核心筒裂缝集中于跨度6-8米的墙体，显然构件长度的提高，对于相同的混凝土收缩率而言，收缩的绝对值增大。如未采取相应措施，则极易产生裂缝。当墙体内某点混凝土的拉应力超过当龄期的抗拉强度时，则在对应时刻对应位置混凝土出现微裂缝，并沿薄弱位置发展成肉眼可见裂纹。
2.3设计原因
2.3.1 未配置针对收缩应力及温度应力抗裂筋
设计若未考虑温度收缩变形引起的温度收缩应力；或者对结构裂缝出现和开展的影响没有考虑或者考虑的很少，而未配置相应的温度应力抗裂筋及收缩应力抗裂筋，将导致剪力墙裂缝的产生。
2.3.2水平钢筋配置达不到抗裂要求
在结构施工当中，为保证剪力墙截面计算高度满足要求，水平钢筋配置位置一般在竖向钢筋之内；当水平钢筋配置,仅以满足规范的最低构造要求为度，水平向配筋间距偏大，不能发挥水平钢筋对裂缝的控制作用。
2.3.3剪力墙特殊部位配筋抗裂筋配置不当
如果设计中忽视墙体容易开裂的因素，缺少加强钢筋，配筋率偏小或者不采用细而密的分布筋形式、剪力墙中暗梁设置或留洞设置不合理；在结构截面或者刚度变化明显出现应力集中的部位,缺少相应的构造措施，都会使剪力墙混凝土容易产生较大的裂缝。
2.4 材料原因
2.4.1 水泥品种及用量
高强混凝土中若大量使用硅酸盐水泥，将使得水泥水化热高且集中，水泥水化过程中放出大量的热量，而混凝土是热的不良导体，内部温度不断上升，产生的热量不易散发，而拆模后混凝土表面散热快，温度降低，内外将形成温度梯度，内部混凝土热胀产生压应力，外部混凝土产生拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土将产生裂缝。
2.4.2 骨料原因
为了满足运输、泵送的要求，预拌混凝土增加了细骨料用量，使得骨料的表面积增大，相应包裹在骨料上的水泥等胶凝材料变少，减弱了混凝土之间的连接能力，增大了混凝土的塑性收缩。
2.4.3 外加剂原因
外加剂在混凝土中掺量少，作用大。目前使用的混凝土中普遍掺有减水剂、缓凝剂、防水剂等多种外加剂。外加剂对混凝土性能影响极大，是导致混凝土开裂的重要原因之一。
3 剪力墙裂缝控制措施
3.1施工措施
3.1.1 控制施工荷载对剪力墙影响
严禁在混凝土未达到强度要求的情况下，若过早或过多的堆放建筑材料、支模等。
3.1.2 拆模及养护
通过对墙体模板延长拆模，利用支撑体系模板对钢板剪力墙进行保温保湿养护，以减少钢板剪力墙墙体水分和热量的的散失，减少因温度收缩变形引起的温度收缩应力对结构裂缝的影响。
3.1.3 浇筑过程控制
混凝土的运输应均匀连续，防止产生冷缝或施工缝；严格控制浇筑过程中混凝土的塌落度，且严禁现场工人擅自加水改变混凝土水灰比；开始浇筑时防止侧模偏移，应加强对墙根部的振捣，以防止产生烂根现象；尽量把人为影响因素降到最低，保证各项防裂缝措施有效落实进行；同时选择合适浇筑时间，避开当天高温时段，控制混凝土入模温度。
在施工中应防止侧模的偏移，开始浇注时应加强对墙根部的振捣，以防止产生烂根现象。混凝土的运输应均匀连续，防止产生冷缝或施工缝。
3.1.4 剪力墙连梁后浇
经研究表明，剪力墙长均超过 8米时，将产生较大约束应力[3]。故在剪力墙洞口上方采取了连梁后浇的技术措施。通过合理的布置连梁后浇，使混凝土内的应力得到缓慢和充分的释放，减少了由于混凝土收缩应变引起的裂缝。
3.2 设计措施
3.2.1 调整水平钢筋配筋方案。
研究表明，钢筋配筋率、钢筋直径、保护层厚度对剪力墙最大裂缝宽度及裂缝间距影响较大,故剪力墙配筋原则应做到“细而密”，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；同时将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧，可有效减小混凝土保护层厚度，增强剪力墙表层混凝土的抗裂性[3]。
3.2.2 设置抗裂筋
设计时在墙体厚度中部设置抗裂钢筋，促进墙体内部应力重分布，必要时可在厚度的中部设置暗梁，阻止贯通裂缝的延伸并增强其抗裂性能；墙体转角处受到两边拉应力影响容易产生斜向裂缝，建议增设抗裂钢筋，提高其抗裂性。
3.2.3 设置温度钢筋
为防止墙板结构的裂缝，在结构设计方面主要应考虑好温度钢筋的设计（水平筋），充分利用构造钢筋的作用以减小墙板结构的温度应力和收缩应力。由于引起墙板裂缝的主要因素是水化热及降温引起的拉应力，所以必须尽可能减少入模温度，应分层散热浇灌，预防激烈的温、湿度变化，为混凝土创造充分应力松弛的条件。
钢筋混凝土中配筋率对混凝土中自约束有很大的影响。“适当”的构造配筋能够提高混凝土的极限拉伸，对控制混凝土的温度收缩裂缝及收缩裂缝有积极的作用。
3.2.3 局部加强措施
在易出现裂缝部位，在剪力墙墙体两侧各 1 m 范围内钢筋表面增配钢丝网，在裂缝可能出现部位进行加强处理。经实际工程实践证明，局部加强，可减小混凝土收缩引起裂缝的概率。
3.3材料优化措施
3.3.1控制水泥标号及用量
采用高标号水泥，减小水泥用量；尽量使用低水化热的水泥，在满足高强混凝土强度和工作性能的要求下，尽可能降低水泥的用量。
3.3.2 控制粗细骨料质量
降低水化热砂宜采用中砂，保证石子级配良好，并严格控制砂石含泥量，活性物质含量，保证混凝土质量，进而减小混凝土的收缩。
混凝土中粗骨料是抵抗收缩的主要材料，在配合比完全相同的情况下，混凝土干缩随砂率增大而增大。因此根据试验室试配试验，综合现场坍落度要求，混凝土在满足和易和可泵性的基础上尽可能降低砂率。
3.3.3 合理控制掺合料类型
在确保强度的前提下，降低胶凝材料总用量，并采用超量取代的办法提高粉煤灰等掺合料掺量，减少混凝土的塑性收缩，降低水泥水化热，降低混凝土的内外温差，减小温度应力，抑制应力裂缝的产生。
3.3.4严格控制外加剂的品种及用量，降低混凝土的收缩。
合理添加改性聚丙烯防裂纤维可在一定程度上补偿收缩应力，能有效减少混凝土收缩裂缝;合理添加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；合理选用具有膨胀抗裂、密实防水、减水、缓凝等诸多功能、水泥相容性好的抗裂防水剂。
4 结论
剪力墙产生裂缝的原因主要有施工原因、设计原因、混凝土材料原因及结构构造原因。作为高层及超高层结构主要抗侧力体系，对剪力墙施工质量控制的重要性不言而喻，结合实际情况，有针对性的采取解决措施，将会对剪力墙的裂缝控制起到积极作用。
参考文献
[1] 刘成华.剪力墙裂缝的综合分析[J].建筑结构,2013,43（s1）：712-713.
[2] 周茗如,王东红,于娟,等.高层建筑地下室剪力墙裂缝成因分析与控制措施[J].检测技术,2015,2(9)：9-11.
[3] 邹旭晖,闫海华.某高层地下室剪力墙裂缝的分析与处理[J].工业建筑,2005,35(3):95-97.