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摘要：现浇钢筋砼地下室剪力墙混凝土裂缝是近几年工程的主要质量通病之一，现今已成为工程质量控制的重点。本文试图对管理过的一个工程项目中的一些经验教训进行总结，找到地下室剪力墙混凝土有效的防裂措施，为以后类似项目提供借鉴。
关键字：高层建筑；地下室剪力墙；混凝土裂缝；防治措施；施工
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
某住宅小区工程共十四栋，地上十至二十八层，地下一层，总建筑面积约260000m2，地下室面积近50000m2，地下室底板面标高-5.2～-6.20m，地下室顶板面标高-0.6～-1.20m。基础采用长螺旋灌注桩基础，地下室底板厚400mm，地下室顶板采用预应力无梁楼盖，板厚350～450mm，地下室外墙设计厚度400mm。地下室由后浇带或膨胀带划分为近三十个区域，未设沉降缝。各单体均为框架-剪力墙结构，采用C40/P6防水混凝土。工程共分三期完成，各期地下室施工区域采用后浇带分隔，在后施工栋号主体完成后闭合。
二、裂缝分析
一般构筑物产生裂缝的原因有如下几点：(1)由外部荷载引起的裂缝；(2)由结构次应力引起裂缝，一般由于设计阶段的设计模型与实际应力的不同引起的；(3)变形应力引起的裂缝，由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的，施工中可采取措施避免。
钢筋混凝土结构出现裂缝是不可避免的，在保证结构安全和耐久性的前提下，裂缝是人们可以接受的材料特征。裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的和横向的等，按其危害程度分为有害裂缝和无害裂缝。判断裂缝有害还是无害，首先视它是否有害结构安全和耐久性，其次是否影响使用功能（如防水、防潮）。
工程实践表明，结构裂缝的发生原因很复杂，如对建筑物抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价。科学的要求是将其有害程度控制在允许范围内。
本工程地下室面积大，且未设置沉降缝分格，剪力墙连续长度大，建筑高度高，极易产生地下室剪力墙伸缩裂缝。
这些裂缝一般是有规则的：a、绝大多数裂缝为竖直的、两端尖细中间宽的裂缝，多数缝长接近墙高，两端逐渐变细而消失，是温度收缩引起的结构变形产生的裂缝，即干缩裂缝；b、裂缝数量较多，严重时甚至每一至二米就有一条细裂缝，裂缝的宽度一般在0.2mm以下，超过0.3mm宽的裂缝很少见；c、沿地下室墙长两端附近裂缝较少，墙长中部附近较多；d、裂缝出现的时间多在拆模后不久，有的还与气温骤降有关；e、裂缝随着时间发展，数量增多，但缝宽加大不多，发展情况与混凝土是否暴露在大气中和暴露时间的长短有关；f、这种裂缝一般是贯穿性裂缝，地下室回填土完成后，常可见裂缝处渗漏水，但一般水量不大。此类裂缝对结构的耐久年限和建筑使用功能均有较大影响，属于需治理的有害裂缝。
此类裂缝为非荷载裂缝，是混凝土施工期间由混凝土水化热或混凝土失水收缩引起体积变化，其变形受到约束而产生约束应力，当约束应力大于混凝土的抗拉强度时就出现裂缝。防治这类常在混凝土长墙结构中出现的非荷载裂缝，是混凝土长墙施工的关键。
三、裂缝形成原因
(一)材料原因：
a、掺合料的总掺量过多。
b、配置C40混凝土的单方水泥用量过大，使用水泥不当。
c、混凝土用水量多。
d、骨料级配不良。
e、外加剂使用不当。
(二)设计方面的原因：
a、钢筋保护层厚度太厚
地下室外墙竖向钢筋设计为Φ20@200，水平筋为Φ16@200，位置在竖筋的内侧，地下室外墙外侧竖向钢筋保护层要求为40mm，内侧为20mm，这样从墙体外表面到抗收缩的水平筋的尺寸分别为68mm和48mm，造成墙体表面存在着一层厚厚的素混凝土。
b、墙体中水平筋直径和间距大
在一般情况下，对有防裂要求的结构，设计上对钢筋的选用是采用密和小的手法，本工程若采用Φ14@100，防裂效果可能更好。
c、用后浇带代替伸缩缝
d、剪力墙平直段过长
剪力墙平直段过长，对于相同的混凝土收缩率而言，收缩的绝对值增大。本工程剪力墙平直段最长超过50米，温度应力过大，而平直段抵抗伸缩刚度较小，产生较大伸缩。
（三）其它方面的原因：
a、养护不到位、不及时
本工程量大面广，主要采用人工浇水养护，未采用麻袋覆盖等保水措施，造成墙体砼养护不到位、不及时。
b、后浇带处理不当
本工程后浇带设置较多，施工缝处理不当，钢筋处理不规范，混凝土不符要求等造成后浇带处存在质量缺陷，形成裂缝。
c、地下室墙长期暴露
这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感，常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。设计时地下室均按埋入土中或室内结构考虑，而实际施工中很难做到墙体完成后立即回填土和完成顶板，设计伸缩缝间距过大，这也是地下室墙产生裂缝普遍的一个因素。
d、剪力墙所受的各种约束
出现了上述混凝土材料的温度和收缩应力，如果结构或构件不受约束影响，那么其将自由变形也不会产生裂缝。但实际工程中的剪力墙结构构件受到各种约束的影响，如楼板、剪力墙的暗柱（或明柱）及端墙的约束，地下室侧墙受到地下室顶板和底板的约束。这些约束使得剪力墙结构构件不能自由变形或者跟约束构件的变形不同步（或协调）而导致裂缝的产生。
四、裂缝预防措施
为有效预防地下室混凝土剪力墙裂缝的发生，在以下方面作好预防措施，重点是设计方面及混凝土原材料把控：
（一）混凝土材料方面的措施。
a、预拌混凝土质量控制：加强对混凝土厂家试验检测监控，以确保混凝土本身的质量稳定。
b、调整混凝土各组分：如采用高标号水泥，尽量使用低水化热的水泥。
c、严格控制砼用水量：按照长沙试验室提供的混凝土配合比设计，提高砂石质量和降低砼坍落度等措施，适当降低砼的用水量。
d、严格控制混凝土坍落度：适当降低砼坍落度对减少砼的收缩、控制砼裂缝是有利的，且是完全可行的。
e、提高骨料质量，控制粗骨料数量。
f、合理选用外加剂：砼应选用减水率高，分散性能好，并对砼收缩影响较小的外加剂。
g、严格控制混凝土掺合料掺量。
（二）设计方面的措施。
a、地下室外墙钢筋由“粗而稀”，同截面代换为“细而密”。
地下室外墙竖向钢筋设计为Φ20@200，变更为Φ14@100；水平筋设计为Φ16@200，变更为Φ12@110，“细而密”的钢筋防裂效果更好。同时调整水平钢筋配筋方案，将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧，有效减小了混凝土保护层厚度，增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性。
b、外墙主筋外侧增设钢丝网：由于地下室外墙钢筋保护层较大，建议在外墙主筋外侧增加直径 4mm 的冷拔钢丝焊接网，加强外墙外侧混凝土的抗裂性能。
C、提高墙体的强度和刚度是防止墙体开裂的有效措施，可适当增加墙体厚度和配筋率，由于墙体裂缝是竖向产生，合理利用横向分布筋；合理调整建筑物“重心”和“形心”的位置，尽量让其重合，减少偏心倾斜。基础设计应与上部结构荷载相协调，确保建筑物均匀沉降。對剪力墙造成约束的结构构件与其连接处增设钢筋对裂缝亦能起到一定的抑制作用。墙体筋角部设置放射筋，预留洞口等薄弱部位应设置加强筋。水、电管线避免重叠交叉。
d、后浇带不能完全代替伸缩缝。
后浇带不能完全代替伸缩缝所有功能，本工程虽采用了后张无粘结预应力技术作为防裂措施，但在地下室面积过大的情况下，无法完全代替伸缩缝。温度、沉降、干缩等产生的应力无法通过后浇带完全补偿，最终造成开裂。设计中仍应该充分重视伸缩缝的最大间距问题。
e、平直段过长的剪力墙补强。
对平直段过长的剪力墙通过适当调整地下室平面布置等方式，增加剪力墙转角，避免过长的平直段。在不影响使用功能的前提下，外墙平面尽可能多转折、多变化。
剪力墙上增开"结构小洞"。这可能是最有效的方法，通过开洞把长墙变成短墙，减少混凝土收缩变形的约束，使混凝土收缩应力得到释放，从而达到控制墙体裂缝的目的，但必需重新对结构进行计算，确保结构的安全及正常的使用功能。或通过增强剪力墙侧向刚度，来增强剪力墙抗裂能力。
f、考虑实际施工中很难做到墙体完成后立即回填土和完成顶板，设计时地下室不按埋入土中或室内结构考虑，设计伸缩缝最大间距由30m减少至20m，减少混凝土墙体的伸缩应力。
（三）施工方面的措施。
a、模板工程方面的措施。
模板支撑的选用必须经过计算，除满足强度要求外，还必须有足够的刚度和稳定性。
b、钢筋工程方面的措施。
钢筋绑扎要规范，竖向钢筋采用“U”型筋固定，防止钢筋在浇筑过程中偏位，造成局部保护层过厚钢筋混凝土强度较低。
c、混凝土工程方面的措施。
混凝土浇筑过程中，需分层浇筑（每层不大于500mm），振捣充分，防止漏振产生漏筋、孔洞，降低混凝土抗裂性能。
d、确保混凝土及时得到养护。
防水混凝土的养护对其抗渗性能影响极大，特别是早期湿润养护更为重要，墙体模板拆除后及时用麻袋覆盖，浇水湿润养护不少于14d。
e、后浇带的处理 。
后浇带部位的混凝土应采用补偿收缩混凝土，强度等级应与两侧先浇混凝土强度等级相同。后浇带的位置、形式、尺寸，应按设计规定施工。后浇带浇筑前应严格的清理干净，作好基面处理。
该项目分三期施工，在后续施工中完善了质量管理体系，落实岗位职责，加强过程控制，同时做好项目工程师对技术人员和技术人员对操作人员在控制裂缝方面的技术交底工作。在实施过程中采取了以上措施，取得了较好的效果。
结束语
综上所述，本文通过对高层建筑地下室剪力墙混凝土的裂缝成因进行了内外因素综合分析，提出了防止大构件混凝土裂缝的设计与施工的相关技术措施，从而说明了大构件混凝土裂缝的缺陷是可以事前控制的。
参考文献
1、王铁梦《工程结构裂缝控制》中国建筑工业出版社1997
2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
3、《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
4、《混凝土外加劑应用技术规范》（GB50119-2003）
关键字：高层建筑；地下室剪力墙；混凝土裂缝；防治措施；施工
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
某住宅小区工程共十四栋，地上十至二十八层，地下一层，总建筑面积约260000m2，地下室面积近50000m2，地下室底板面标高-5.2～-6.20m，地下室顶板面标高-0.6～-1.20m。基础采用长螺旋灌注桩基础，地下室底板厚400mm，地下室顶板采用预应力无梁楼盖，板厚350～450mm，地下室外墙设计厚度400mm。地下室由后浇带或膨胀带划分为近三十个区域，未设沉降缝。各单体均为框架-剪力墙结构，采用C40/P6防水混凝土。工程共分三期完成，各期地下室施工区域采用后浇带分隔，在后施工栋号主体完成后闭合。
二、裂缝分析
一般构筑物产生裂缝的原因有如下几点：(1)由外部荷载引起的裂缝；(2)由结构次应力引起裂缝，一般由于设计阶段的设计模型与实际应力的不同引起的；(3)变形应力引起的裂缝，由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的，施工中可采取措施避免。
钢筋混凝土结构出现裂缝是不可避免的，在保证结构安全和耐久性的前提下，裂缝是人们可以接受的材料特征。裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的和横向的等，按其危害程度分为有害裂缝和无害裂缝。判断裂缝有害还是无害，首先视它是否有害结构安全和耐久性，其次是否影响使用功能（如防水、防潮）。
工程实践表明，结构裂缝的发生原因很复杂，如对建筑物抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价。科学的要求是将其有害程度控制在允许范围内。
本工程地下室面积大，且未设置沉降缝分格，剪力墙连续长度大，建筑高度高，极易产生地下室剪力墙伸缩裂缝。
这些裂缝一般是有规则的：a、绝大多数裂缝为竖直的、两端尖细中间宽的裂缝，多数缝长接近墙高，两端逐渐变细而消失，是温度收缩引起的结构变形产生的裂缝，即干缩裂缝；b、裂缝数量较多，严重时甚至每一至二米就有一条细裂缝，裂缝的宽度一般在0.2mm以下，超过0.3mm宽的裂缝很少见；c、沿地下室墙长两端附近裂缝较少，墙长中部附近较多；d、裂缝出现的时间多在拆模后不久，有的还与气温骤降有关；e、裂缝随着时间发展，数量增多，但缝宽加大不多，发展情况与混凝土是否暴露在大气中和暴露时间的长短有关；f、这种裂缝一般是贯穿性裂缝，地下室回填土完成后，常可见裂缝处渗漏水，但一般水量不大。此类裂缝对结构的耐久年限和建筑使用功能均有较大影响，属于需治理的有害裂缝。
此类裂缝为非荷载裂缝，是混凝土施工期间由混凝土水化热或混凝土失水收缩引起体积变化，其变形受到约束而产生约束应力，当约束应力大于混凝土的抗拉强度时就出现裂缝。防治这类常在混凝土长墙结构中出现的非荷载裂缝，是混凝土长墙施工的关键。
三、裂缝形成原因
(一)材料原因：
a、掺合料的总掺量过多。
b、配置C40混凝土的单方水泥用量过大，使用水泥不当。
c、混凝土用水量多。
d、骨料级配不良。
e、外加剂使用不当。
(二)设计方面的原因：
a、钢筋保护层厚度太厚
地下室外墙竖向钢筋设计为Φ20@200，水平筋为Φ16@200，位置在竖筋的内侧，地下室外墙外侧竖向钢筋保护层要求为40mm，内侧为20mm，这样从墙体外表面到抗收缩的水平筋的尺寸分别为68mm和48mm，造成墙体表面存在着一层厚厚的素混凝土。
b、墙体中水平筋直径和间距大
在一般情况下，对有防裂要求的结构，设计上对钢筋的选用是采用密和小的手法，本工程若采用Φ14@100，防裂效果可能更好。
c、用后浇带代替伸缩缝
d、剪力墙平直段过长
剪力墙平直段过长，对于相同的混凝土收缩率而言，收缩的绝对值增大。本工程剪力墙平直段最长超过50米，温度应力过大，而平直段抵抗伸缩刚度较小，产生较大伸缩。
（三）其它方面的原因：
a、养护不到位、不及时
本工程量大面广，主要采用人工浇水养护，未采用麻袋覆盖等保水措施，造成墙体砼养护不到位、不及时。
b、后浇带处理不当
本工程后浇带设置较多，施工缝处理不当，钢筋处理不规范，混凝土不符要求等造成后浇带处存在质量缺陷，形成裂缝。
c、地下室墙长期暴露
这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感，常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。设计时地下室均按埋入土中或室内结构考虑，而实际施工中很难做到墙体完成后立即回填土和完成顶板，设计伸缩缝间距过大，这也是地下室墙产生裂缝普遍的一个因素。
d、剪力墙所受的各种约束
出现了上述混凝土材料的温度和收缩应力，如果结构或构件不受约束影响，那么其将自由变形也不会产生裂缝。但实际工程中的剪力墙结构构件受到各种约束的影响，如楼板、剪力墙的暗柱（或明柱）及端墙的约束，地下室侧墙受到地下室顶板和底板的约束。这些约束使得剪力墙结构构件不能自由变形或者跟约束构件的变形不同步（或协调）而导致裂缝的产生。
四、裂缝预防措施
为有效预防地下室混凝土剪力墙裂缝的发生，在以下方面作好预防措施，重点是设计方面及混凝土原材料把控：
（一）混凝土材料方面的措施。
a、预拌混凝土质量控制：加强对混凝土厂家试验检测监控，以确保混凝土本身的质量稳定。
b、调整混凝土各组分：如采用高标号水泥，尽量使用低水化热的水泥。
c、严格控制砼用水量：按照长沙试验室提供的混凝土配合比设计，提高砂石质量和降低砼坍落度等措施，适当降低砼的用水量。
d、严格控制混凝土坍落度：适当降低砼坍落度对减少砼的收缩、控制砼裂缝是有利的，且是完全可行的。
e、提高骨料质量，控制粗骨料数量。
f、合理选用外加剂：砼应选用减水率高，分散性能好，并对砼收缩影响较小的外加剂。
g、严格控制混凝土掺合料掺量。
（二）设计方面的措施。
a、地下室外墙钢筋由“粗而稀”，同截面代换为“细而密”。
地下室外墙竖向钢筋设计为Φ20@200，变更为Φ14@100；水平筋设计为Φ16@200，变更为Φ12@110，“细而密”的钢筋防裂效果更好。同时调整水平钢筋配筋方案，将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧，有效减小了混凝土保护层厚度，增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性。
b、外墙主筋外侧增设钢丝网：由于地下室外墙钢筋保护层较大，建议在外墙主筋外侧增加直径 4mm 的冷拔钢丝焊接网，加强外墙外侧混凝土的抗裂性能。
C、提高墙体的强度和刚度是防止墙体开裂的有效措施，可适当增加墙体厚度和配筋率，由于墙体裂缝是竖向产生，合理利用横向分布筋；合理调整建筑物“重心”和“形心”的位置，尽量让其重合，减少偏心倾斜。基础设计应与上部结构荷载相协调，确保建筑物均匀沉降。對剪力墙造成约束的结构构件与其连接处增设钢筋对裂缝亦能起到一定的抑制作用。墙体筋角部设置放射筋，预留洞口等薄弱部位应设置加强筋。水、电管线避免重叠交叉。
d、后浇带不能完全代替伸缩缝。
后浇带不能完全代替伸缩缝所有功能，本工程虽采用了后张无粘结预应力技术作为防裂措施，但在地下室面积过大的情况下，无法完全代替伸缩缝。温度、沉降、干缩等产生的应力无法通过后浇带完全补偿，最终造成开裂。设计中仍应该充分重视伸缩缝的最大间距问题。
e、平直段过长的剪力墙补强。
对平直段过长的剪力墙通过适当调整地下室平面布置等方式，增加剪力墙转角，避免过长的平直段。在不影响使用功能的前提下，外墙平面尽可能多转折、多变化。
剪力墙上增开"结构小洞"。这可能是最有效的方法，通过开洞把长墙变成短墙，减少混凝土收缩变形的约束，使混凝土收缩应力得到释放，从而达到控制墙体裂缝的目的，但必需重新对结构进行计算，确保结构的安全及正常的使用功能。或通过增强剪力墙侧向刚度，来增强剪力墙抗裂能力。
f、考虑实际施工中很难做到墙体完成后立即回填土和完成顶板，设计时地下室不按埋入土中或室内结构考虑，设计伸缩缝最大间距由30m减少至20m，减少混凝土墙体的伸缩应力。
（三）施工方面的措施。
a、模板工程方面的措施。
模板支撑的选用必须经过计算，除满足强度要求外，还必须有足够的刚度和稳定性。
b、钢筋工程方面的措施。
钢筋绑扎要规范，竖向钢筋采用“U”型筋固定，防止钢筋在浇筑过程中偏位，造成局部保护层过厚钢筋混凝土强度较低。
c、混凝土工程方面的措施。
混凝土浇筑过程中，需分层浇筑（每层不大于500mm），振捣充分，防止漏振产生漏筋、孔洞，降低混凝土抗裂性能。
d、确保混凝土及时得到养护。
防水混凝土的养护对其抗渗性能影响极大，特别是早期湿润养护更为重要，墙体模板拆除后及时用麻袋覆盖，浇水湿润养护不少于14d。
e、后浇带的处理 。
后浇带部位的混凝土应采用补偿收缩混凝土，强度等级应与两侧先浇混凝土强度等级相同。后浇带的位置、形式、尺寸，应按设计规定施工。后浇带浇筑前应严格的清理干净，作好基面处理。
该项目分三期施工，在后续施工中完善了质量管理体系，落实岗位职责，加强过程控制，同时做好项目工程师对技术人员和技术人员对操作人员在控制裂缝方面的技术交底工作。在实施过程中采取了以上措施，取得了较好的效果。
结束语
综上所述，本文通过对高层建筑地下室剪力墙混凝土的裂缝成因进行了内外因素综合分析，提出了防止大构件混凝土裂缝的设计与施工的相关技术措施，从而说明了大构件混凝土裂缝的缺陷是可以事前控制的。
参考文献
1、王铁梦《工程结构裂缝控制》中国建筑工业出版社1997
2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
3、《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
4、《混凝土外加劑应用技术规范》（GB50119-2003）