超高层钢板-混凝土组合剪力墙裂缝控制与研究

董学洪 韦晓明 陈湘龙

中建五局华东建设有限公司

摘要：剪力墙结构在超高层建筑中发挥着非常重要的作用，对于超高层建筑来说，剪力墙结构是保证其建筑结构建设稳定性和牢固性的重要组织环节。而从现代建筑的结构上来说，剪力墙结构在超高层中也多以钢板混凝土结构为主要结构模式，由于混凝土原材料和建筑质量方面的因素，这种类型的剪力墙在建筑过程中有可能产生裂缝的问题，本文重点针对这种结构的剪力墙的裂缝问题的控制进行分析和研究。

关键词：超高层建筑;钢板-混凝土结构;剪力墙;裂缝控制

剪力墙的裂缝问题是其质量问题中非常典型的一个类别，针对其裂缝问题的控制效果，直接关系到整个建筑工程项目建设的效果。因此，应当首先对裂缝产生的原因进行分析，并提出相应的控制策略。

一、钢板-混凝土组合剪力墙裂缝形成原因

（一）荷载作用

从荷载作用的产生角度分析，可知这种作用的产生与混凝土原材料本身的性质有直接的关系。对于混凝土原材料来说，其浇筑施工完成后，在最终的凝固过程完成前，会由于其粗集料的自重方面的因素，使其出现一定程度的沉降现象，这种现象的产生，反映到剪力墙结构方面，就会引起其顶端荷载力的增加，给墙体造成一种横向的荷载力，这种荷载力就会在一定程度上引发剪力墙墙体的裂缝，另外，荷载力作用的产生，与墙体模板支撑的实际效果也有一定的关系[1]。这也就意味着，墙体两侧的模板是否全面拆除，会影响到混凝土墙体所受的压力情况，如果模板支撑的平衡性不足，则有模板支撑的一端就会将一种来自侧向的压力传递到剪力墙结构中，从而造成其由于压力作用的因素产生的裂缝。

（二）混凝土原材料坍落作用

对于混凝土原材料来讲，其坍落度情况反映着原材料的塑化性能和可泵送性能。从坍落度本身的角度来讲，对其实际变化情况产生影响的因素包括了级配变化因素、含水量因素等。从具体性质上来讲，坍落度直接反映着混凝土原材料的和易性。这对于原材料是否符合施工建设的要求，并且实现裂缝问题出现频率的降低有直接的关系，如果在上述环节中的操作出现问题，则坍落度效果就会产生问题，进一步造成混凝土裂缝。这种裂缝意味着整个钢板-混凝土剪力墙会出现裂缝。

（三）墙体养护工作不到位

在钢板和混凝土结构组合的剪力墙结构中，墙体的养护工作也包括了两个方面。首先，对于钢板结构来说，养护工作的开展主要在于对于其结构的防腐蚀养护，例如，可以通过喷涂防锈蚀的防护材料防止锈蚀现象发生。另外，混凝土养护工作的开展会受到环境因素、季节性因素的影响，这种养护工作的严谨性和复杂性的要求，实际上也意味着养护工作本身存在一定的难度。养护工作的力度缺失，会直接造成养护效果的偏差，具体表现为剪力墙体的裂缝问题。

（四）温差

對于混凝土原材料来说，对其最容易产生作用的因素就是温度因素，而且在混凝土水化的环节本身的运行中，实际上就是一个放热反应发生的过程。这个过程中，温度在混凝土原材料中的分布层次是由内向外逐步减低的过程，温度的变化，实际上对于混凝土结构内部会产生一种力学作用的，也就是说，这种温度上的差异，会形成一种温度应力，随着温差指标的逐步扩大，则会进一步引发墙体裂缝问题的产生。且温差的指标数值差距越大，则可能产生裂缝的严重程度就越高。

二、裂缝控制策略

（一）通过科学配比控制好坍落度指标

由于坍落度指标的影响因素众多，且坍落度是混凝土裂缝的一个主要成因。因此，施工人员应当结合不同的影响因素，在混凝土原材料应用的初期，就从原材料的搅拌、配制等方面入手，提升原材料配比的科学性，并且注意严格按照原材料搅拌的规范要求开展相应的施工环节，从而提高混凝土在应用中的和易性。一方面保证工程建设效率和程序的有序推进，另一方面，也实现了通过对不同类型的坍落度影响指标控制的维度上达到了对坍落度本身的控制，从而最终实现对于混凝土结构的裂缝控制目标，在具体的坍落度指标确认的环节中，施工人员应当综合考虑建筑结构的断面形态、钢筋含量以及原材料的运输、浇筑应用以及后期的振捣施工方法等方面的因素。根据钢板-混凝土剪力墙所处的整体建筑环境和规模，确定好坍落度指标，减少裂缝的发生几率。

（二）提升养护工作的专业性

本文所探讨的养护工作，核心的内容是指针对混凝土的养护工作。在具体的养护工作开展中，应当注重混凝土养护的程序，即按照科学的程序开展混凝土的养护操作。另外，应当针对养护工作开展多方面工作，做好例如温度、季节变化的控制和适应，根据不同的环境条件采取相应的养护方式开展工作。例如，在夏季，洒水和降温是混凝土的养护工作重点，而到了冬季，则养护工作的要点在于保温和防冻，具体的方法则可以应用薄膜或者土工布覆盖的方式进行养护。除此之外，混凝土原材料的养护中，还应当结合具体的工程建设需求，对混凝土的初凝时间进行严格的控制，通过科学完善的养护工作，达到减低裂缝发生率的目的。最后，养护工作的开展，从性质上来说，需要在一个阶段结合实际情况持续进行，这也是体现养护工作专业性的一个重要方面。

（三）控制焊接变形

从具体的焊接操作方法的角度上来讲，单面坡口焊接的应用性更强，但需要注意针对性的解决焊接中的变形问题。具体的操作方法包括了在焊接位置的确定上避开应力集中的区域，并且注意发挥好反面约束体系的作用。另外，焊接的变形控制还需要通过焊接技术的合理规范应用来实现，施工技术人员应当从具体技术的实施效果的角度进行分析和控制，从而通过选取适当的焊接工艺，达到提升焊接操作效果的目的。最后，为了降低焊接操作的难度，提高其实际应用中的便捷性，可以通过合理规划钢板的分节方式和分节区域，达到优化焊质量的目的，从而针对焊接的变形问题进行有效的控制。

（四）研发高性能高流态混凝土

基于上文的分析可知，混凝土结构的性质和应用性能会直接影响到剪力墙的质量，其也是产生裂缝现象的一个主要的因素。因此，从混凝土原材料应用的角度实现对其的改进和应用，是解决裂缝问题的又一个具有可行性的措施。这里所指的高性能高流态的混凝土原材料，实际上是对于混凝土的应用强度和其抗干扰能力进行了优化。从其本身的应用优势的角度分析，可知这种原材料的应用优势在于，其坍落度指标的变化和损失在较长的时间范围内都保持在比较小的状态下。这种状态意味着混凝土原材料的和易性得到了有效的提升，而和易性的指标，直接影响着混凝土原材料发生裂缝的几率。

三、结语：

总之，从超高层建筑本身的角度上来说，其建筑施工中对于整体结构的稳定性和牢固性要求是很高的，由于层高的因素，也意味着这种建筑类型需要承受的整体应力也是比较大的。从钢板-混凝土组合剪力墙的结构特点上来说，其剪力墙的施工建设中，也需要同步考虑钢板原材料的性质，只有结合这种剪力墙结构的特点来解决裂缝问题，才能取得良好的效果。

参考文献：

[1]丁威.高强度混凝土-钢板组合剪力墙混凝土裂缝检测分析[J].建筑技术，2018，49（10）：95-98.

[2]宋小软，蔡朋朋，巴盼峰，等.钢板-混凝土组合剪力墙温度及裂缝监测分析[J].工业建筑，2017，47（10）：180-184.

[3]华建民，冯超，曾亮，etal.钢板混凝土组合剪力墙早期裂缝试验研究[J].硅酸盐通报，2017，36（4）：1164-1168.

[4]徐自然.钢板开缝对钢板混凝土组合剪力墙早期抗裂性能的影响研究[J].土木建筑工程信息技术，2017，9（6）.