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一、混凝土裂縫的分類(lèi)
混凝土裂縫是混凝土的一種常見(jiàn)病和多發(fā)病。病情絕大多數(shù)發(fā)生于施工階段,其原因復(fù)雜多變,一般可分為無(wú)害裂縫和有害裂縫兩大類(lèi)。無(wú)害裂縫是指肉眼看不到的、砼內(nèi)部固有的一種裂縫,它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下,這種砼本身固有的微觀裂縫,荷載不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下,一般視為無(wú)害。有害裂縫寬度在0.05mm以上,并且認(rèn)為寬度小于0.2~0.3mm的裂縫是無(wú)害的,但是這里必須有個(gè)前提,即裂縫不再擴(kuò)展,為最終寬度。
二、混凝土裂縫的成因
裂縫產(chǎn)生的形式和種類(lèi)很多,有設(shè)計(jì)方面的原因,但更多的是施工過(guò)程的各種因素組合產(chǎn)生的。
(一)砼的收縮
收縮是砼的一個(gè)主要特性,對(duì)砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展,則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開(kāi)裂、變形甚至破壞。產(chǎn)生收縮裂縫的原因,一般認(rèn)為在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產(chǎn)生的裂縫。多為規(guī)則的條狀,很少交叉。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處,往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發(fā)生在大體積砼中,梁、板、柱等小塊體構(gòu)件,預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大,尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物,影響更大。如不加以防止,可能會(huì)造成嚴(yán)重后果。
(二)混凝土材料及配合比
配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)直接影響砼的抗拉強(qiáng)度,是造成砼開(kāi)裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過(guò)大,水灰比大,含砂率不適當(dāng),骨料種類(lèi)不佳,選用外加劑不當(dāng)?shù)?,這幾個(gè)因素是互相關(guān)聯(lián)的。有關(guān)試驗(yàn)資料顯示:用水量不變時(shí)。水泥用量每增加10%,混凝土收縮增加5%;水泥用量不變時(shí),用水量每增加10%,混凝土強(qiáng)度降低20%,混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低10%。合肥市近兩年發(fā)現(xiàn)不少商品混凝土澆搗的樓板出現(xiàn)裂縫,總結(jié)的原因有如下方面:
1、粗細(xì)集料含泥量過(guò)大,造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配,容易造成混凝土收縮的增大,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2、骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大,混凝土單方用灰量、用水量增多,收縮量增大。
3、混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng),嚴(yán)重增加混凝土收縮。
4、水泥品種原因,礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。
5、水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因:水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開(kāi)裂影響很大?;炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高,混凝土脆性越大、越易開(kāi)裂。
(三)施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因
1、現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快,均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2、高空澆注混凝土,風(fēng)速過(guò)大、烈日暴曬,混凝土收縮值大。
3、對(duì)大體積混凝土工程,缺少兩次抹面,易產(chǎn)生表面收縮裂縫。
4、大體積混凝土澆注,對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高或內(nèi)外溫差過(guò)大,混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
5、現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。
6、現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng),引起拆模裂縫或拆模過(guò)早。
7、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)(超張、偏心),引起混凝土張拉裂縫。
這些因素都會(huì)造成砼較大的收縮,產(chǎn)生龜裂裂縫或疏松裂縫,致使砼微觀裂縫迅速擴(kuò)展,形成宏觀裂縫。
養(yǎng)護(hù)是使砼正常硬化的重要手段。養(yǎng)護(hù)條件對(duì)裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,砼硬化正常,不會(huì)開(kāi)裂,但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn),現(xiàn)場(chǎng)施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到,現(xiàn)場(chǎng)砼養(yǎng)護(hù)越接近標(biāo)準(zhǔn)條件,砼開(kāi)裂可能性就越小。
(四)使用原因(外界因素)
1、構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降,產(chǎn)生沉降裂縫。
2、使用荷載超負(fù)。
3、野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。
4、周?chē)h(huán)境影響,酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕,引起裂縫。
5、意外事件,火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。
三、混凝土裂縫預(yù)防措施
根據(jù)砼裂縫成因,采取適當(dāng)措施進(jìn)行預(yù)防要比事后補(bǔ)救有效的多。也就是說(shuō)采取以防為主的方法,歸納起來(lái),可以從以下幾個(gè)方面著手:
1、設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)上要注意到那些容易開(kāi)裂的部位,如深基與淺基、高低跨處等,應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié),在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下,鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開(kāi)裂越有利。
2、施工方案
好的施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長(zhǎng)度由垂直施工縫分割,最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外,分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意,一般來(lái)說(shuō),因盡量留在變截面處,或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在砼的受壓區(qū),確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開(kāi)炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工,則應(yīng)采取材料降溫措施來(lái)控制砼入模溫度。
3、施工質(zhì)量
由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫,則在使用階段開(kāi)裂的可能性就很小了。因此,施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段,在施工階段要注意以下幾個(gè)問(wèn)題:首先砼要有合適的配合比,選擇合適的配合比,不僅要滿(mǎn)足強(qiáng)度要求、施工要求,還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。其次適當(dāng)?shù)剡x擇好水灰比,在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的原則下,盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固,以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除,以免影響粘結(jié)力。最后是澆筑、振搗操作合理,特別是振搗操作技術(shù),往往不被人們重視。過(guò)分地振搗對(duì)砼均勻性有害,振搗不足也不能保證砼應(yīng)有的密實(shí)度,要恰到好處。
4、養(yǎng)護(hù)
養(yǎng)護(hù)的目的是使砼正常硬化,強(qiáng)度增長(zhǎng),不受或少受外界影響。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)法使砼溫度級(jí)慢慢下降到接近外界氣溫,縮小降溫過(guò)程中的溫差。以便減小溫度應(yīng)力,阻力裂縫的產(chǎn)生。
關(guān)鍵詞:混凝土;裂縫;原因;防治;處理
1混凝土裂縫產(chǎn)生主要原因
1.1人為因素
(1)設(shè)計(jì)不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫。為追求建筑物的外觀樣式,建筑物表面存在過(guò)多凹凸角,產(chǎn)生的凹角應(yīng)力集中導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。一些超長(zhǎng)建筑物,很易出現(xiàn)伸縮裂縫。此外,因設(shè)計(jì)的承重板件厚度太小,剛度減弱,板中受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力增大,致使板件出現(xiàn)穿透性裂縫。(2)混凝土材料使用不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫,比如:使用導(dǎo)致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標(biāo)號(hào)低或水灰比高均易產(chǎn)生裂縫。(3)施工方法不規(guī)范會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。
1.2客觀原因
(1)溫度應(yīng)力引起裂縫,目前溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。(2)收縮引起裂縫,收縮有很多種,包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。
2防治
2.1溫度的控制
(1)盡量選用低熱或中熱水泥,如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。
(2)采用改善骨料級(jí)配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量,將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。
(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。
(4)改善骨料級(jí)配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量,降低水化熱。
(5)改善混凝土的攪拌加工工藝,在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。
(6)熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱或采用搭設(shè)遮陽(yáng)板等輔助措施控制混凝土的溫升,降低澆筑混凝土的溫度。
(7)如果是大體積混凝土,因?yàn)闇囟葢?yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān),混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大,溫度應(yīng)力越大,所以在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫,減小混凝土的內(nèi)外溫差,減小約束。
(8)拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度,澆筑混凝土?xí)r,預(yù)留溫度收縮縫。
(9)是減小約束,澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設(shè)5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。
(10)是加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑后,及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保證混凝土表面緩慢冷卻。長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施,以防止寒潮襲擊。
(11)在混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)。
(12)規(guī)定合理的拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。
2.2采用合理的施工方法
(1)混凝土的拌制,要嚴(yán)格控制原材料計(jì)量準(zhǔn)確,同時(shí)嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)塌落度,要盡量降低混凝土拌合物出機(jī)口溫度。
(2)混凝土澆注過(guò)程質(zhì)量控制。澆注過(guò)程中要進(jìn)行振搗方可密實(shí),振搗時(shí)間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜,間距要均勻,以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜,澆注完畢后,表面要壓實(shí)、抹平,以防止表面裂縫。另外,澆注混凝土要求分層澆注,分層流水振搗,同時(shí)要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密。避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。盡量避開(kāi)在太陽(yáng)輻射較高的時(shí)間澆注,若由于工程需要在夏季施工,則盡量避開(kāi)正午高溫時(shí)段,澆注盡量安排在夜間進(jìn)行?;炷猎趯?shí)際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下,強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上,混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以?xún)?nèi),預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過(guò)9℃以上允許拆模。在混凝土在拆模后,特別是低溫季節(jié),在拆模后立即采取表面保護(hù)。防止表面降溫過(guò)大,引起裂縫。另外,當(dāng)日平均氣溫在2~3d內(nèi)連續(xù)下降不小于6~8℃時(shí),28d齡期內(nèi)混凝土表面必須進(jìn)行表面保護(hù)。
2.3設(shè)計(jì)部門(mén)應(yīng)明確建筑物的安全第一的宗旨
在保證安全的前提下對(duì)建筑物的實(shí)用性、裝飾性進(jìn)行改進(jìn),不可片面追求建筑物的經(jīng)濟(jì)性和裝飾效果。
2.4混凝土材料方面
(1)選用收縮性較低的水泥,合理搭配水泥強(qiáng)度等級(jí)與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之間關(guān)系。一般情況下,水泥強(qiáng)度比所使用的混凝土強(qiáng)度大一個(gè)等級(jí)。如配置C30混凝土,使用強(qiáng)度等級(jí)為42.5的水泥比較合適,可以達(dá)到合理的水灰比,保證施工質(zhì)量。切記不能只為片面追求經(jīng)濟(jì)效益,使用高標(biāo)號(hào)水泥、大水灰比的配合比。在現(xiàn)場(chǎng)一定要設(shè)置與施工規(guī)模和進(jìn)度相匹配的水泥庫(kù),嚴(yán)禁不同廠家的水泥混用。
(2)選用級(jí)配良好的粗、細(xì)骨料,粗骨料中針片狀石子嚴(yán)禁超標(biāo),細(xì)骨料不能使用細(xì)砂,含泥量嚴(yán)格控制在規(guī)范要求以?xún)?nèi)。盡量選用收縮率小的骨料。夏季骨料溫度高時(shí),采用灑水等降溫措施,減緩混凝土水化反應(yīng)速度,降低混凝土入模溫度。
3.1表面處理法
包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫,深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。
3.2填充法
用修補(bǔ)材料直接填充裂縫,一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫(〉0.3mm),作業(yè)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低。寬度小于0.3mm、深度較淺的裂縫,或是裂縫中有充填物、用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫,以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開(kāi)V型槽,然后作填充處理。
3.3灌漿法
此法應(yīng)用范圍廣,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。
3.4結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法
因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長(zhǎng)時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補(bǔ)材料試驗(yàn)、鉆心取樣試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)、壓氣試驗(yàn)等。
4混凝土裂縫控制案例分析
4.1在建工程發(fā)生裂縫描述
某小區(qū)在建某棟樓為六層磚混結(jié)構(gòu),在砌磚基礎(chǔ)前用商品混凝土做300mm厚墊層,其中商品混凝土的配比及相關(guān)參數(shù)如下:該商品混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15,落度為110-130mm,水泥強(qiáng)度等級(jí)為P32.5,細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2.5,粗骨料最大粒徑為31.5mm,,減水劑摻量為1.6%,摻平電Ⅰ級(jí)粉煤灰.混凝土的配合比為:水泥:細(xì)骨料:水:摻合料:外摻劑=257:739:1156:180:64:4.0(每M3)?;炷翝仓戤吅?,又按照要求對(duì)其進(jìn)行了規(guī)定時(shí)間的養(yǎng)護(hù)。但是,在墊層的某些部位還是出現(xiàn)了一定程度的裂縫。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn),裂縫大部分屬表面裂縫,長(zhǎng)短不等,尺寸在20mm-400mm之間,多出現(xiàn)在拐角等部位,形狀沒(méi)有任何規(guī)律。結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。
4.2初步處理措施
基礎(chǔ)混凝土墊層存在部分嚴(yán)重收縮縫,經(jīng)勘察為表面收縮裂縫。對(duì)于基礎(chǔ)混凝土墊層存在部分收縮裂縫問(wèn)題,采用人工沿裂縫每邊各50mm鑿除,用水沖洗干凈后,用C20細(xì)石混凝土重新澆筑,待終凝后澆水養(yǎng)護(hù)。完畢后使聚合砂漿保持一定時(shí)間的濕潤(rùn)狀態(tài),初凝后養(yǎng)護(hù)7天以上。實(shí)踐結(jié)果證明,對(duì)于混凝土墊層,該加固處理方法能取得良好的效果。
4.3以后施工過(guò)程中裂縫的防治措施
(1)混凝土收縮值的大小和水泥品種、用量、拌和用水量、骨料規(guī)格、振搗密實(shí)性和養(yǎng)護(hù)好壞有關(guān),應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。
(2)為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開(kāi)裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開(kāi)裂的措施之一,可摻加高效減水劑來(lái)增加混凝土的坍落度和和易性。
(3)在炎熱環(huán)境中降低混凝土表面溫度,如用冷水拌合、覆蓋模板及底板、避開(kāi)一日中最熱時(shí)間施工等。
在混凝土樓板的澆筑過(guò)程中,由于施工人員的長(zhǎng)時(shí)間振搗,結(jié)果使混凝土中的石子﹑骨料下沉,漿體上浮,造成作業(yè)面砂漿層。這就使它的干縮性能增大,等到水分蒸發(fā)后,混凝土失去水分而變得更加干燥,從而使毛細(xì)孔收縮或沉縮引起了混凝土樓板的龜裂。(1)由于在施工中各工種操作人員沒(méi)有相互配合,人為地將樓板鋼筋的成品(板面負(fù)筋)踏壞﹑壓彎,出現(xiàn)了支座的負(fù)彎矩,在澆筑混凝土后便出現(xiàn)了板面裂縫。(2)在施工中由于要提前預(yù)埋線管,而且加上預(yù)埋線管外表光滑,混凝土經(jīng)過(guò)振搗,石子滑落,水泥砂漿浮于預(yù)埋線管上層,這就會(huì)使混凝土樓板沿管線預(yù)埋方向產(chǎn)生干縮裂縫。(3)施工方為了趕超進(jìn)度,節(jié)約替換模板和支撐系統(tǒng),當(dāng)混凝土沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)時(shí),操作人員就過(guò)早地將模板拆除;或者在混凝土還沒(méi)有完全終凝后,就在上面加壓重荷,甚至上人作業(yè)等。這都會(huì)使混凝土樓板的彈性發(fā)生變性,破壞混凝土樓板結(jié)構(gòu),從而出現(xiàn)裂縫。(4)混凝土澆筑后,還有大量的水化熱量得不到散發(fā),在內(nèi)部就產(chǎn)生了溫度應(yīng)力。由于混凝土抗拉強(qiáng)度低,容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂,從而產(chǎn)生溫度裂縫,這就給施工后的養(yǎng)護(hù)帶來(lái)了難度。如果在樓板養(yǎng)護(hù)時(shí)沒(méi)有采取覆蓋或覆蓋措施不到位,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠,也會(huì)使樓板產(chǎn)生裂縫。
因此,民居工程的施工中應(yīng)從以下幾方面來(lái)控制商品混凝土樓板裂縫的發(fā)生。施工方要選擇有資質(zhì)的商品混凝土生產(chǎn)廠家,根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)﹑和易性及實(shí)驗(yàn)室配合比的要求,確定各種標(biāo)號(hào)混凝土配合比,嚴(yán)格按照配合比控制水灰比和水泥用量;選擇級(jí)配良好的石子,減少孔隙率以減少收縮量;嚴(yán)格控制砂子的含泥量﹑泥塊含量,采用中粗砂,避免使用過(guò)量粉砂。同時(shí),要求嚴(yán)格審查出廠合格證及設(shè)計(jì)配合比報(bào)告,嚴(yán)格控制混凝土的坍落度,以便提高它的抗裂性能。
先進(jìn)合理的施工技術(shù)和方法,不僅能降低建筑成本,提高工作效率,還能有效控制混凝土樓板的裂縫。(1)梁、柱澆筑完成后,制定混凝土樓板施工方案,并對(duì)樓板模板支撐系統(tǒng)編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案。要求模板及支撐系統(tǒng)除滿(mǎn)足強(qiáng)度要求外,還必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性;而且根據(jù)工期要求要準(zhǔn)備充足的模板,以確保按標(biāo)準(zhǔn)﹑按要求拆除模板。梁、板、柱宜采用同一標(biāo)號(hào)混凝土。(2)混凝土澆筑前,應(yīng)將模板用水澆濕潤(rùn),避免模板干燥而吸收水分。同時(shí),要嚴(yán)格控制振搗時(shí)間,以防止混凝土產(chǎn)生不均勻沉降收縮,使樓板出現(xiàn)裂縫。(3)現(xiàn)澆樓板中的預(yù)埋線管必須布置在底部鋼筋網(wǎng)片之上,交叉布線處可采用接線盒集中鋼筋網(wǎng)帶,嚴(yán)禁將水管水平埋設(shè)在現(xiàn)澆混凝土樓板中;而且在埋管集中的地方,切不可管與管緊密相列,要留有適當(dāng)?shù)拈g距。(4)現(xiàn)澆混凝土樓板澆筑完畢后,應(yīng)在12h內(nèi)進(jìn)行覆蓋并作保濕養(yǎng)護(hù),12h后應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于1個(gè)星期。對(duì)于摻用緩凝型外加劑的混凝土,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于2個(gè)星期。同時(shí),對(duì)于已澆筑完畢的混凝土樓板,嚴(yán)格禁止人或重物加荷其上,以防止?jié)仓炷翗前褰Y(jié)構(gòu)的人為破壞,從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。綜上所述,混凝土樓板裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低居民樓層與層之間的抗?jié)B能力,影響居民的正常生活,還會(huì)降低樓板的耐久性,影響整個(gè)居民樓的使用壽命。因此,建筑施工單位必須嚴(yán)格加強(qiáng)混凝土原材料的質(zhì)量控制、混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制和現(xiàn)澆混凝土樓板施工質(zhì)量管理,民居工程中混凝土樓板的裂縫就能得到有效的控制。
本文作者:柴燕侖工作單位:大同煤礦集團(tuán)公司企劃部
花壩子二級(jí)電站位于云南省文山州與紅河州交界的那么果河河段上。電站廠址位于馬關(guān)縣八寨鎮(zhèn)毛草寨村上游約1.0km處,地理坐標(biāo)為東經(jīng)103°57′08″,北緯23°00′50″。工程區(qū)距馬關(guān)縣浪橋鄉(xiāng)31.0km,距馬關(guān)縣八寨鎮(zhèn)44.0km,距馬關(guān)縣城73.0km,距州府所在地文山92.0km,距昆明412.0km。廠區(qū)和壩址區(qū)有鄉(xiāng)村四級(jí)公路與馬關(guān)縣國(guó)營(yíng)健康農(nóng)場(chǎng)和浪橋鄉(xiāng)相通,交通極為便利。
花壩子二級(jí)電站壩址多年平均流量19.7m3/s,采用攔河壩取水,本電站不具備調(diào)節(jié)能力,但二級(jí)電站攔河壩距一級(jí)電站廠址僅2.4km,一級(jí)電站有調(diào)節(jié)庫(kù)容6204萬(wàn)m3,為年調(diào)節(jié)水庫(kù)。因此一級(jí)電站水庫(kù)實(shí)際上對(duì)二級(jí)電站進(jìn)行了年調(diào)節(jié)。攔河壩設(shè)計(jì)壩體為漿砌石重力式攔河壩。漿砌石重力壩壩頂高程548.5m,壩頂長(zhǎng)21.4m,相應(yīng)庫(kù)水位547.0m。電站設(shè)計(jì)發(fā)電水頭44.0m,裝機(jī)容量2×8.0MW,主要建筑物有攔河壩、引水隧洞、壓力池、地面廠房等。引水隧洞、主、副廠房及升壓站等均布置于河谷左岸。
2引水隧洞工程概況
花壩子二級(jí)電站引水隧洞總長(zhǎng)1712.4m,為城門(mén)洞型無(wú)壓隧洞,開(kāi)挖斷面面積32.9m2,過(guò)水?dāng)嗝婷娣e24.5m2,隧洞設(shè)計(jì)底坡1/1000,設(shè)計(jì)引水流量43.3m3。隧洞沿線屬溶蝕侵蝕中山地貌和巖溶峽谷地貌;出露地層主要有寒武系上統(tǒng)∈3x、∈3t、∈3b和第四系,寒武系地層巖性主要為白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r,局部夾泥質(zhì)粉砂巖,第四系由el+dlQ碎石質(zhì)土、粘土、亞粘土和ColQ塊石、碎石及亞粘土組成;地質(zhì)構(gòu)造主要為F31斷層,斷層于隧洞進(jìn)口段穿過(guò),斷層附近巖石較為破碎,擠壓褶皺發(fā)育,巖體完整性差;隧洞沿線一帶地下水類(lèi)型主要為巖溶裂隙水為主。
隧洞埋深9~150m,隧洞進(jìn)出口段由于受F31斷層影響和巖性的變化,出口段巖性以∈3x頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖為主。圍巖穩(wěn)定性差~不穩(wěn)定,圍巖類(lèi)別為Ⅳ類(lèi)。中間段圍巖條件相對(duì)較好,圍巖主要屬穩(wěn)定性差Ⅲ類(lèi)圍巖,局部洞段可達(dá)基本穩(wěn)定Ⅱ類(lèi)圍巖。
隧洞出口標(biāo)段(1+712~1+200段)于2005年7月12日開(kāi)始斷面開(kāi)挖,由于工程區(qū)處于雨季多發(fā)時(shí)節(jié),降雨頻繁,再加之受地質(zhì)條件影響,塌方嚴(yán)重,到7月底施工方仍未進(jìn)入正常施工階段。8中旬,經(jīng)業(yè)主方和施工方的共同協(xié)商,同意隧洞出口采用局部先襯砌后開(kāi)挖(1+703.5~1+693.5段)的辦法進(jìn)行施工。為了減少投資,與季節(jié)性降雨搶時(shí)間,縮短工期,經(jīng)業(yè)主同意,決定不采用文山州水利水電勘察設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì),改由業(yè)主自行設(shè)計(jì)對(duì)該段隧洞進(jìn)行全斷面鋼筋混凝土襯砌,隧洞邊墻混凝土最大厚度120cm,最小厚度45cm,拱頂混凝土厚度45cm。該單元工程于8月24襯砌結(jié)束,并在業(yè)主方的強(qiáng)烈要求下于9月6日開(kāi)始對(duì)該段隧洞頂部進(jìn)行土方回填。經(jīng)觀察,回填后不到一個(gè)星期,隧洞起拱位置邊緣和拱頂開(kāi)始出現(xiàn)縱向裂縫,裂縫大小共計(jì)10余條,平均裂縫寬度5~7mm。到目前為至,尚未就裂縫進(jìn)行任何處理,隧洞周?chē)参闯霈F(xiàn)新的裂縫,隧洞工程現(xiàn)在按超前支護(hù)方法繼續(xù)進(jìn)行施工。
3引水隧洞混凝土裂縫成因分析
裂縫產(chǎn)生的形式和種類(lèi)很多,要根本解決混凝土中裂縫問(wèn)題,還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。本人作為當(dāng)時(shí)工程的設(shè)計(jì)人員和現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)負(fù)責(zé)人,現(xiàn)就該工程出現(xiàn)的混凝土裂縫成因做出如下分析:
3.1設(shè)計(jì)原因
因?yàn)樵O(shè)計(jì)中隧洞的拱圈采用的是半圓拱,混凝土等級(jí)采用C20混凝土,分析認(rèn)為是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中造成構(gòu)件裂縫的和混凝土等級(jí)過(guò)高造成的裂縫可能性均不大。故認(rèn)為:
1.在設(shè)計(jì)中隧洞拱頂構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗(8#槽鋼)等引起構(gòu)件裂縫。
2.在設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件在摻外加劑情況下的收縮變形。
3.2材料原因
1.粗細(xì)集料:因施工場(chǎng)地狹窄,砂石料場(chǎng)沒(méi)有進(jìn)行全面清理,加之在雨季施工,并且砂石料均用裝載機(jī)進(jìn)行上料,致使砂石料含泥量過(guò)大,加之由于砂料加工期間,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不正常,加工的集料顆粒級(jí)配不良,在混凝土施工過(guò)程中采用了不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配,造成混凝土收縮的增大,誘導(dǎo)了裂縫的產(chǎn)生。
2.骨料粒徑:由于碎石加工中找不到理想的石灰?guī)r作料場(chǎng),采用了炭泥質(zhì)灰?guī)r作料場(chǎng),使得加工出來(lái)的碎石塊徑級(jí)配不均勻,粉塵也較多,針片含量較大,使得混凝土單方用灰量、用水量增多,收縮量增大。
3.混凝土外加劑:在隧洞邊墻底部施工中混凝土外加劑采用了紅星一號(hào)速凝劑,由于市場(chǎng)缺貨,到了邊墻上部和拱頂澆筑時(shí)改用了(氯化鈣),在混凝土攪拌過(guò)程中,由于施工員未嚴(yán)格過(guò)磅,使得早強(qiáng)劑摻量不當(dāng)(不均勻),嚴(yán)重增加的混凝土不均勻收縮。
4.鋼材:施工單位在隧洞拱頂施工中沒(méi)有嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求使用國(guó)標(biāo)8#熱軋槽鋼,而使用了不符合國(guó)標(biāo)的8#廢舊槽鋼(厚度不符合國(guó)標(biāo)要求),抗拉強(qiáng)度不夠,過(guò)早疲勞,也是造成混凝土出現(xiàn)裂縫的原因。
3.3混凝土配合比設(shè)計(jì)原因
因?yàn)槭┕ぶ袠I(yè)主提供的配合比沒(méi)有做過(guò)配合比實(shí)驗(yàn),是從有關(guān)混凝土配合比設(shè)計(jì)手冊(cè)中隨機(jī)查抄的,并且在施工過(guò)程中總共換了兩種配合比,雖然兩種配合比水灰比出入不大,但是施工過(guò)程中,業(yè)主過(guò)分強(qiáng)調(diào)水泥的用量。使得混凝土單方水泥用量較大、用水量過(guò)高,表現(xiàn)為水泥漿體積較大、坍落度較大,收縮量也隨之增大。另外,配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差,導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良,也增加了混凝土的收縮值。
3.4施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因
1.現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快,均影響了混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2.大體積混凝土澆注,對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高或內(nèi)外溫差過(guò)大,混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
3.現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。
3.5使用原因(外界因素)
混凝土養(yǎng)護(hù)期不到,就向隧洞拱頂回填土,且回填量過(guò)大,混凝土使用荷載超負(fù)。這也是該工程中混凝土出出裂縫的原因。
4混凝土裂縫預(yù)防和處理對(duì)策
裂縫的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度,還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對(duì)待、及時(shí)處理,以保證建筑物的安全使用。
結(jié)合花壩子二級(jí)電站引水隧洞混凝土襯砌工程,究其原因不難看出,我們只要從根本上按規(guī)范設(shè)計(jì),按規(guī)范嚴(yán)格施工,杜絕盲目節(jié)約投資,盲目趕工期,偷工減料,主觀上提高混凝土設(shè)計(jì)施工管理人員素質(zhì),要預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生其實(shí)也不難。當(dāng)然這里面還包含有其他技術(shù)方面的因素,在今后的工作中將會(huì)進(jìn)行深入的探討。下面就該工程中混凝土裂縫的修補(bǔ)處理對(duì)策提出以下一些方法:表面修補(bǔ)法,灌漿、嵌逢封堵法。
1.表面修補(bǔ)法
表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的修補(bǔ)方法,它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開(kāi)裂,通??梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。
2.灌漿、嵌逢封堵法
灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ),它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹(shù)脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。
嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
5結(jié)論
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對(duì)混凝土裂縫結(jié)合實(shí)際、進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
參考文獻(xiàn)
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1.1外界環(huán)境導(dǎo)致的混凝土裂縫
隨著時(shí)間的推移,混凝土在空氣中,自然會(huì)受到外界環(huán)境的影響,因此,外界環(huán)境會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂痕。其中溫度是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂痕的原因之一。混凝土在干化、硬化的過(guò)程中,水泥和水會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),從而導(dǎo)致水泥的整體溫度上升,而相比較環(huán)境溫度較低,從而使水泥的內(nèi)部受到一定的壓力,而表面受到一定的拉力,而混凝土在硬化的時(shí)候抗外力的能力較差,因此內(nèi)外的溫差會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致滲漏。還有就是許多化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的影響,其中鋼筋的氧化作用會(huì)導(dǎo)致裂縫。鋼筋的外表面的氯離子較多,所以氧化層容易被破壞,所以鋼筋一旦被氧化,其氧化物的體積會(huì)改變,鋼筋與混凝土就會(huì)分離,從而就會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂痕。
1.2混凝土的質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的裂縫
我們所說(shuō)的混凝土通常是指通過(guò)膠凝材料把集好的材料膠結(jié)在一起的用于工程建設(shè)的一種復(fù)合型材料的統(tǒng)稱(chēng),混凝土又簡(jiǎn)稱(chēng)為砼?;炷恋闹饕牧鲜巧笆?,將砂石和水按一定的比例混合在一起,經(jīng)過(guò)攪拌而成型的水泥質(zhì)混凝土"其實(shí)混凝土產(chǎn)生裂縫主要還與它本身的質(zhì)量有關(guān)?;炷令櫭剂x是有許多物質(zhì)混合而成,混凝土中含有水泥、沙子、石頭••••••這些組成材料會(huì)直接影響混凝土的質(zhì)量好壞。其中水泥的比例很重要。如若水泥的比例或者強(qiáng)度不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的話(huà),會(huì)使建成品一遇到水就會(huì)潮濕,從而產(chǎn)生裂縫滲漏。除此之外,如果這些組成材料的比例沒(méi)有符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的話(huà),會(huì)影響到混凝土的抗外界的拉力強(qiáng)度,也就會(huì)導(dǎo)致混凝土的質(zhì)量降低,從而使施工時(shí)受到一定的阻礙。還有就是混凝土的組成材料之間有可能會(huì)相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng),比如活性氧化硅回合呈堿性的水泥發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng),形成硅膠,而硅膠是干燥劑,因此會(huì)吸收大量的水,從而引起體積的膨脹,使內(nèi)部會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生一個(gè)力,從而引起混凝土的裂縫。
1.3施工不當(dāng)導(dǎo)致的混凝土裂縫問(wèn)題
混凝土裂縫滲漏有多種原因,除了上述的原因之外,當(dāng)然不乏人為因素。施工過(guò)程中的問(wèn)題也可能會(huì)引起混凝土的裂縫。在施工過(guò)程中,由于需要一定的時(shí)間,就會(huì)導(dǎo)致水分蒸發(fā),從而使混凝土出現(xiàn)硬化的現(xiàn)象,而混凝土干縮不均勻的話(huà),體積就不均勻,提及的形變就會(huì)導(dǎo)致混凝土的裂縫現(xiàn)象。在施工過(guò)程中,混凝土要有攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗等工序,這些工序如果稍不加以注意,就會(huì)導(dǎo)致混凝土的裂縫現(xiàn)象。攪拌過(guò)程中如果沒(méi)有攪拌均勻,會(huì)使混凝土在硬化是體積不均勻;運(yùn)輸過(guò)程中如果不小心摻雜了其他東西,也會(huì)是混凝土的質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題;尤其是在澆筑時(shí),模具如果是直角的話(huà),就一定會(huì)導(dǎo)致成品出現(xiàn)裂痕;振搗的方式不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂痕••••••在溫度較高的環(huán)境下,觀察澆搗好的混凝土,它的表面雖然看起來(lái)像是凝結(jié)了,實(shí)際混凝土的內(nèi)部卻沒(méi)有干燥完全,甚至還是液體狀態(tài)。振搗的方式不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致混凝土分層,使內(nèi)部的漿液滲漏出來(lái),導(dǎo)致建筑的體積變化,從而使施工失敗。還有就是后期的防護(hù)工作做得不夠到位,工作管理不嚴(yán)格,也會(huì)使混凝土不同程度的開(kāi)裂。
2.對(duì)土木工程中混凝土裂縫的防止的研究與分析
2.1減少外界環(huán)境造成的裂縫
外界環(huán)境的影響雖然無(wú)法避免,但是我們可以通過(guò)人為的防護(hù)使損害降到最低??刂茰囟仁墙档铜h(huán)境對(duì)其產(chǎn)生影響的方法之一。建筑施工單位可以根據(jù)天氣來(lái)進(jìn)行施工。在天氣好的時(shí)進(jìn)行施工,避免高溫的暴曬和大風(fēng)的天氣,以防止水分的急劇減少導(dǎo)致的混凝土的裂開(kāi)。還有就是在方法上加以改進(jìn)來(lái)控制溫度對(duì)混凝土的影響。減少水泥的使用量,降低水化熱,在混凝土中摻雜一些有堿水、增塑、緩凝的添加劑,從而改善混凝土的流動(dòng)性和保水性。如果是在冬季進(jìn)行施工的時(shí)候,晝夜溫差大,因此要加強(qiáng)保護(hù)措施,混凝土進(jìn)行澆筑之后,要及時(shí)快速地用一些濕潤(rùn)的草簾等蓋住,撒上一些水,以保證混凝土能夠緩慢冷卻,并且在混凝土的兩面都應(yīng)該進(jìn)行防護(hù),防止夜晚的溫度過(guò)低對(duì)混凝土造成的損害。一些化學(xué)反應(yīng)多少會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫,所以在這方面也要注意。
2.2提高混凝土質(zhì)量問(wèn)題防止裂縫問(wèn)題
對(duì)于混凝土的質(zhì)量問(wèn)題,一定要嚴(yán)格把握。為了保證混凝土的高品質(zhì),建筑施工部門(mén)必須保證混凝土的各項(xiàng)組成材料的比例都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),在原料的配比上,,盡量減少水泥的使用量,可以加入一些其他物質(zhì)來(lái)改善混凝土的融合性質(zhì),從而能夠抵抗外力的影響。保證水泥和集料的質(zhì)量,控制好水灰比,另外加入適量的減水劑,使砂石的直徑合格,減小他的孔隙率,將砂石中的一些有害物質(zhì)進(jìn)行處理,比如云母、泥土、硫酸鹽、硫化物••••••從而來(lái)增強(qiáng)集料與混凝土的粘附性。混凝土的質(zhì)量較差也會(huì)導(dǎo)致鋼筋被氧化,從而導(dǎo)致混凝土的裂縫,使建筑物被損壞,因此,一定要把握好混凝土的質(zhì)量。從監(jiān)督方面來(lái)說(shuō),有關(guān)部門(mén)一定要監(jiān)督起來(lái)。政府和有關(guān)監(jiān)督部門(mén)要負(fù)起責(zé)任,嚴(yán)格把握混凝土的質(zhì)量,不能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的混凝土不給予許可證,另外,應(yīng)該對(duì)施工部門(mén)也進(jìn)行一定的監(jiān)督,防止他們?yōu)榱俗约旱睦娑倒p料。
2.3提高施工質(zhì)量,防止裂縫
施工的不當(dāng)同樣會(huì)導(dǎo)致混凝土的裂縫滲漏。在施工工程中,首先就應(yīng)該再設(shè)計(jì)過(guò)程中注意,再設(shè)計(jì)圖紙的時(shí)候要把混凝土裂縫的狀況考慮進(jìn)去,可以采用見(jiàn)底水泥的使用量來(lái)降低混凝土的溫度升高值,在施工前就應(yīng)該做好對(duì)混凝土的早期保護(hù)。尤其是大型的施工時(shí),會(huì)出現(xiàn)水熱化的問(wèn)題,所以在前期施工過(guò)程中一定要注意保養(yǎng)混凝土,注意保養(yǎng)的時(shí)間。還有就是在建成的初期和后期一定要注意對(duì)建筑進(jìn)行一定的維護(hù),對(duì)于一些可以修補(bǔ)的裂縫要進(jìn)行修補(bǔ),首先把混凝土的裂縫表面進(jìn)行鑿毛處理,然后對(duì)裂縫進(jìn)行潤(rùn)濕,再涂抹上水泥砂漿,注意多涂幾次直至裂縫被掩蓋住,而且涂抹料子的過(guò)程中注意厚度一定要適中,以免使裂縫加劇,裂痕更大。對(duì)混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗等工序一定要準(zhǔn)確把握,多培養(yǎng)這方面的技術(shù)人才,注意混凝土的裂縫問(wèn)題。除此之外,建筑部門(mén)也應(yīng)該注意人員的施工質(zhì)量和效率。
3.結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)澆鋼筋混凝土;樓板裂縫;產(chǎn)生原因;防治措施
前言
隨著城市住宅建設(shè)步伐的加快,不少住宅小區(qū)相繼建成,許多住戶(hù)陸續(xù)搬進(jìn)新居,他們對(duì)住房的質(zhì)量要求越來(lái)越高,尤其對(duì)一些現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板出現(xiàn)的裂縫情況非常關(guān)注,擔(dān)心這些裂縫最終會(huì)引發(fā)不安全事故。因此,分析現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的原因及探索裂縫的防治措施具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
一、住宅現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土的收縮變形是混凝土的固有特性,主要表現(xiàn)形式為澆筑初期(終凝前)的凝縮變形、硬化過(guò)程中的干縮變形、在恒溫絕濕條件下由凝膠材料的水化作用引起的自生收縮變形和溫度下降引起的冷縮變形。影響混凝土收縮的因素主要有水泥品種、骨料品種和含泥量、混凝土配合比、外加劑種類(lèi)及摻量、介質(zhì)濕度和養(yǎng)護(hù)條件等?;炷恋南鄬?duì)收縮量主要取決于水泥品種、水泥用量和水灰比,絕對(duì)收縮量除與這些因素有關(guān)外,還與構(gòu)件施工時(shí)最大連續(xù)邊長(zhǎng)成正比。當(dāng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板收縮受到其支承結(jié)構(gòu)的約束,板內(nèi)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
(一)澆筑初期(終凝前)的凝縮變形
凝縮變形產(chǎn)生的裂縫發(fā)生在混凝土結(jié)硬前最初幾小時(shí)內(nèi),通常澆后24h即可觀察到。這種裂縫有兩類(lèi):一類(lèi)是由于塑性混凝土下沉產(chǎn)生的裂縫,在梁、板中都有可能產(chǎn)生;另一類(lèi)是塑性收縮裂縫,常出現(xiàn)在板中,裂縫逞不規(guī)則的雞爪狀或地圖狀。凝縮變形產(chǎn)生的裂縫多與混凝土的泌水現(xiàn)象有關(guān)。
新澆筑的混凝土經(jīng)壓實(shí)后,由于重力作用,重的固體顆粒向下沉,迫使輕的水向上移,即所謂“泌水”。當(dāng)固體顆粒彼此支撐不再下沉,或水泥結(jié)硬阻礙了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固體顆粒能不受阻礙地自由下沉,則僅使結(jié)硬后混凝土的體積減少,并不會(huì)產(chǎn)生裂縫。
塑性收縮裂縫并不受混凝土中鋼筋的影響,影響塑性收縮裂縫的主要因素是混凝土表面的干燥速度,當(dāng)水分蒸發(fā)速度超過(guò)了泌水速度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生這種裂縫。因此凡是能加速蒸發(fā)速度的因素(如氣溫高、相對(duì)濕度低、風(fēng)速大以及混凝土中溫度高于周?chē)諝鉁囟龋┒紩?huì)促使塑性收縮裂縫的發(fā)生。塑性收縮裂縫的表面寬度有的可達(dá)1~2mm。這種裂縫在自由支承板的四角處則很少出現(xiàn),因?yàn)榻遣康母煽s不受約束;相反,如板的邊緣受到約束(磚墻等),則將出現(xiàn)與板邊呈45°的一系列平行裂縫。
(二)硬化過(guò)程中的干縮和水化作用引起的自身收縮
自身收縮與干縮一樣,在澆筑后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間約1~2a才會(huì)出現(xiàn),它是由于水的遷移而引起的。但它不是由于水向外蒸發(fā)散失,而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)消耗水分造成凝膠孔的液面下降,形成彎月面,產(chǎn)生所謂自干燥作用,使混凝土體的相對(duì)濕度降低和體積減少;水灰比的變化對(duì)干燥收縮和自身收縮的影響正相反,即當(dāng)混凝土的水灰比降低時(shí)干燥收縮減少,而自身收縮增大。如當(dāng)水灰比大于0.5時(shí),其自身干燥作用和自身收縮與干縮相比可以忽略不計(jì);但是當(dāng)水灰比減少到0.35時(shí),混凝土內(nèi)相對(duì)濕度會(huì)很快降低到80%以下,自身收縮與干縮則相接近。在硬化混凝土收縮受約束的條件下,收縮應(yīng)變將導(dǎo)致彈性拉應(yīng)力,拉應(yīng)力可被近似看作彈性模量與應(yīng)變的乘積;當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),材料出現(xiàn)開(kāi)裂。但是由于混凝土的粘彈性(徐變),部分應(yīng)力釋放,徐變產(chǎn)生的應(yīng)力松馳后的殘余應(yīng)力才是決定混凝土是否開(kāi)裂的關(guān)鍵。
(三)溫度下降引起的冷縮變形
由于建筑物各部位在各季節(jié)所受溫度變形不協(xié)調(diào),從而導(dǎo)致裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)周?chē)鷾囟茸兓瘯r(shí),梁、板、墻體均要產(chǎn)生變形,降溫時(shí)梁的溫度變化滯后于板,特別在急冷降溫時(shí)更為明顯,板的收縮大于梁,梁相對(duì)于板而言為外約束,由于板的收縮變形受到梁的約束,故在板上產(chǎn)生拉應(yīng)力,這種應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的主要原因,這種裂縫在板上常為貫通裂縫。
(四)現(xiàn)澆板上過(guò)早施工而加荷引起的裂縫
《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定,混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2kg/mm2前,不得在其上踩踏或安裝模板及支架。但開(kāi)發(fā)商為了搶時(shí)間,趕進(jìn)度,在剛澆好的現(xiàn)澆板上或混凝土尚處在初凝階段,就任意踩踏,搬運(yùn)材料,集中堆放磚塊、砂漿、模板等。過(guò)早的加荷人為地造成了現(xiàn)澆板裂縫。
二、防治措施
(一)設(shè)計(jì)方面
在設(shè)計(jì)方面應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):
1.現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除考慮強(qiáng)度要求外,還應(yīng)進(jìn)行撓度及裂縫驗(yàn)算,考慮施工不均勻性及混凝土本身的收縮因素,適當(dāng)增加板厚,增強(qiáng)板的剛度。
2.宜采用較小直徑密度分布的方式進(jìn)行布筋,為防止溫度及收縮引起的應(yīng)力影響,應(yīng)適當(dāng)提高配筋率,這樣可提高混凝土體的極限拉伸應(yīng)變及混凝土抵抗干縮變形的能力,防止因混凝土自身收縮出現(xiàn)大量的應(yīng)力集中點(diǎn),使局部出現(xiàn)塑性變形產(chǎn)生裂縫。另外混凝土標(biāo)號(hào)設(shè)計(jì)強(qiáng)度不宜太高。
3.應(yīng)在樓板上每隔20m左右處設(shè)置一后澆帶,并在樓板中間墻體支座處設(shè)一條伸縮縫,使其釋放內(nèi)應(yīng)力。
4.樓板因四周嵌固于墻體內(nèi),應(yīng)在四角部位按要求配置雙向鋼筋,伸出長(zhǎng)度應(yīng)小于1/3L(L為短向邊長(zhǎng)),且不小于1.2m為宜。
5.在抗震非設(shè)防地區(qū),也應(yīng)適當(dāng)增設(shè)混凝土構(gòu)造柱,提高房屋整體抗震強(qiáng)度。
(二)施工方面
1.應(yīng)嚴(yán)格按配合比進(jìn)行計(jì)量投料,控制攪拌時(shí)間及水灰比,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂含水量變化及原砂中含粒徑5cm以上的礫石篩選調(diào)整施工配合比,保持混凝土強(qiáng)度及坍落度一致,防止因水及水泥用量過(guò)多而增加混凝土中多余的水分及空氣,從而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致產(chǎn)生收縮裂縫。
2.混凝土中骨料的用量占體積的70%左右,必須注意粗骨料的質(zhì)量,宜用粒徑15~20mm的石子進(jìn)行合理級(jí)配,含泥量<1%;砂子應(yīng)用中、粗砂,含泥量<3%,砂率控制為40%左右,坍落度控制為14~20cm;水泥應(yīng)選用非早強(qiáng)度型、水化熱低和質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥,減少混凝土自身收縮。
3.嚴(yán)格控制板面負(fù)筋保護(hù)層厚度。現(xiàn)澆板負(fù)筋按設(shè)計(jì)要求都放在板上面,有梁通過(guò)或隔斷時(shí),一般放置在梁鋼筋上面或與梁鋼筋綁扎在一起。為了控制好負(fù)筋保護(hù)層厚度,必須采用Φ10~14的鋼筋馬凳,縱橫間距為800mm左右來(lái)固定負(fù)筋的位置,并用電焊把馬凳與負(fù)筋焊牢,使馬凳在混凝土澆筑過(guò)程中不移位,保證負(fù)筋不下沉,從而有效控制負(fù)筋保護(hù)層的厚度,不使板負(fù)筋保護(hù)層過(guò)厚而產(chǎn)生裂縫。模板中線管鋪設(shè)密集處的上部及下部鋪放一層18號(hào)鋼絲網(wǎng),寬度每邊應(yīng)大于管區(qū)100mm為宜。
4.現(xiàn)澆板上不要過(guò)早上人、堆料和施加荷載,因混凝土澆筑后要有一個(gè)硬化過(guò)程,才會(huì)有強(qiáng)度;在這個(gè)過(guò)程中,應(yīng)對(duì)混凝土加以保養(yǎng),不能對(duì)混凝土施加任何外力。必須做到在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2kg/mm2后,才允許在其上踩踏或安裝模板及支架。
5.現(xiàn)澆混凝土樓板必須采用平板振搗器振搗,水平和垂直方向各一遍,每次振搗相互重疊1/3的振搗寬度,不留施工縫。
6.在初凝后和終凝前應(yīng)用木抹子趕平壓實(shí)及用鐵抹子趕壓三遍,減少收縮裂縫的出現(xiàn)。
7.混凝土澆筑完畢12h內(nèi),及時(shí)進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù),保證規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,一般情況下不少于7d,對(duì)摻有外加劑或抗?jié)B混凝土養(yǎng)護(hù)不少于14d,提高混凝土自身拉伸應(yīng)變能力,防止干縮變形出現(xiàn)裂縫。
8.發(fā)展纖維混凝土,在普通混凝土中摻入少量的抗裂合成纖維,其摻量為0.6~1.8kg/m3,可以控制混凝土的早期裂縫。
三、結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫是工程常見(jiàn)的質(zhì)量通病,大量工程實(shí)踐說(shuō)明,只有在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中針對(duì)各影響因素考慮全面、細(xì)致,嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)和施工規(guī)范,弄清裂縫出現(xiàn)的原因,再加以正確的處理措施,裂縫是可以得到控制和預(yù)防的。
【參考文獻(xiàn)】
(1)大體積混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大使混凝土的形變超過(guò)極限而引起的裂縫。
(2)混凝土在硬化的過(guò)程中由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫,這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大,甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件。
(3)在大厚度的構(gòu)件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制,在澆搗后數(shù)小時(shí)會(huì)發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。
(4)當(dāng)有約束時(shí),混凝土熱脹冷縮所產(chǎn)生的體積脹縮因?yàn)槭艿郊s束力的限制,在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力,由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低,容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂從而產(chǎn)生溫度裂縫。
(5)混凝土加水拌和后,水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起反應(yīng),析出的膠狀堿——硅膠從周?chē)橘|(zhì)中吸水膨脹,體積增大到三倍從而使混凝土脹裂產(chǎn)生裂縫。
(6)在炎熱或大風(fēng)天氣,混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快以及混凝土水化熱高等,在混凝土澆筑后數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài)時(shí)易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
(7)構(gòu)件承受荷載所產(chǎn)生的裂縫:如、構(gòu)件在均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩,出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫;構(gòu)件在較大剪力作用下,產(chǎn)生斜裂縫,并向上、下延伸。
(8)當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強(qiáng)迫變形,而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件開(kāi)裂,隨著不均勻沉陷的進(jìn)一步發(fā)展,裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。
2多層房屋混凝土裂縫現(xiàn)象分析
(1)因地基基礎(chǔ)原因而引起的墻體裂縫。
①加強(qiáng)地基勘察。②合理設(shè)置沉降縫。③加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度,提高墻體抗剪、抗拉強(qiáng)度。
(2)因施工或材料原因而產(chǎn)生墻體裂縫。
①?lài)?yán)把材料質(zhì)量關(guān),對(duì)不合格的材料堅(jiān)決不用。②嚴(yán)格按規(guī)范施工。③認(rèn)真分析房屋結(jié)構(gòu),合理安排施工工序,應(yīng)先建主體后建附屬,先建重而高部分,后建輕而低部分,對(duì)大面積現(xiàn)澆板,應(yīng)設(shè)置后澆帶。④對(duì)沉降縫、伸縮縫等,一定要將縫內(nèi)雜物剔除干凈,使縫能正常發(fā)揮作用。⑤承重或非承重構(gòu)造柱與墻體間應(yīng)設(shè)2φ6拉結(jié)筋,間距為八皮磚,每端伸入墻內(nèi)1米或至洞口邊。⑥預(yù)制過(guò)梁遇構(gòu)造柱,當(dāng)搭接長(zhǎng)度不足250毫米時(shí),應(yīng)改為現(xiàn)澆,伸入構(gòu)造柱內(nèi)。
(3)防止因溫度變化而引起的墻體裂縫。
①屋面加設(shè)保溫層可以有效減小屋蓋與墻體的溫差,保溫層必須具有一定的厚度,且應(yīng)設(shè)隔氣層、保護(hù)層、透氣孔等。②當(dāng)房屋較長(zhǎng)、體型較復(fù)雜時(shí),應(yīng)合理設(shè)置伸縮縫。③當(dāng)縱墻兩端開(kāi)間內(nèi)設(shè)有較大洞口,可以在洞口兩側(cè)設(shè)置砼構(gòu)造柱,與上、下圈梁拉結(jié),既可以加強(qiáng)該開(kāi)間的剛度,又可以阻止裂縫發(fā)展。④提高頂層砌體強(qiáng)度,以加強(qiáng)墻體抗溫應(yīng)力的能力。⑤合理安排屋面施工時(shí)間及施工工序,施工時(shí)盡量避開(kāi)高溫或寒冷季節(jié),加強(qiáng)屋面養(yǎng)護(hù),必要時(shí)設(shè)置后澆帶,以解決砼施工中的內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題。
(4)因設(shè)計(jì)原因而引起的墻體裂縫。
①對(duì)局部軟弱地基應(yīng)作加強(qiáng)處理,同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度,對(duì)膨脹土、濕陷性黃土應(yīng)作特殊處理。②相鄰建筑物間基礎(chǔ)應(yīng)留有一定間隙,同時(shí)應(yīng)計(jì)算相鄰基礎(chǔ)應(yīng)力疊加時(shí)產(chǎn)生的沉降量,使該沉降量與整個(gè)建筑物沉降量相同。③計(jì)算時(shí),認(rèn)真進(jìn)行不利荷載組合;設(shè)計(jì)中,注明使用荷載值。④認(rèn)真驗(yàn)算砌體強(qiáng)度、驗(yàn)算砌體局部承壓,當(dāng)局部承壓不足時(shí)應(yīng)設(shè)置砼墊塊。⑤各構(gòu)件剛度應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的變形要求。⑥對(duì)較長(zhǎng)的房屋,其頂層的房屋端開(kāi)間應(yīng)加強(qiáng)剛度。⑦做好屋面保溫層設(shè)計(jì)。
3混凝土裂縫和修補(bǔ)材料研究
3.1混凝土
組成鋼筋混凝土主要材料之一的混凝土的發(fā)展方向是高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐久(抗磨損、抗凍融、抗?jié)B)、抗災(zāi)(地震、風(fēng)、火〕、抗爆等。
(1)高性能混凝土。
HPC是近年來(lái)混凝土材料發(fā)展的一個(gè)重要方向,所謂高性能:是指混凝上具有高強(qiáng)度、高耐久性、高流動(dòng)性等多方面的優(yōu)越性能。
(2)活性微粉混凝土。
RPC是一種超高強(qiáng)的混凝土,其立方體抗壓強(qiáng)度可達(dá)200-800MPa,抗拉強(qiáng)度可達(dá)25~150MPa,斷裂能可達(dá)30KJ/m2,單位體積質(zhì)量為2.5-3.0t/m3。制成這種混凝土的主要措施是:①減小顆粒的最大尺寸,改善混凝土的均勻性;②使用微粉及極微粉材料,以達(dá)到最優(yōu)堆積密度(packingdensity);③減少混凝土用水量,使非水化水泥顆粒作為填料,以增大堆積密度;④增放鋼纖維以改善其延性;⑤在硬化過(guò)程中加壓及加溫,使其達(dá)到很高的強(qiáng)度。
3.2修補(bǔ)材料性能
(1)收縮:由于大多數(shù)修補(bǔ)是在老混凝土結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的,如果有干縮的話(huà),老混凝土結(jié)構(gòu)干縮也很小。
(2)熱膨脹系數(shù):研究混凝土修復(fù)材料的熱相容性在溫度經(jīng)常有很大變化的環(huán)境中是很重要的,特別是在大面積修補(bǔ)和覆蓋中。
(3)抗拉塑性變形:在混凝土結(jié)構(gòu)物修補(bǔ)中,修補(bǔ)材料的塑性變形應(yīng)該與混凝土基面塑性變形類(lèi)似,然而在保護(hù)性的修補(bǔ)中,更高塑性變形也有其優(yōu)點(diǎn)。
(4)拉應(yīng)力:拉應(yīng)力是指在沒(méi)有形成一條連續(xù)的裂縫時(shí)修補(bǔ)材料所能承受的最大應(yīng)變能力。
(5)滲透性:滲透性即材料滲透液體或氣體的能力,在許多修補(bǔ)中是重要的材料性能。
(6)粘附/膠結(jié):在大多數(shù)情況中,在修補(bǔ)材料和先澆混凝土基面之間膠結(jié)良好是成功修補(bǔ)的主要要求。
(7)抗壓強(qiáng)度:一般認(rèn)為修補(bǔ)材料的抗壓強(qiáng)度應(yīng)該與先澆混凝土基面的抗壓強(qiáng)度相同。
4施工技術(shù)措施
(1)后摻少量減水劑的預(yù)備措施混凝土澆筑正值7~8月份高溫季節(jié),易造成混凝土坍落度損失加大,降低混凝土工作度方面的要求,加之可能出現(xiàn)的運(yùn)輸途中堵車(chē)或施工中出現(xiàn)臨時(shí)需處理的問(wèn)題,使?jié)矒v速度減緩,延誤了混凝土的入模時(shí)間,因時(shí)間延長(zhǎng)造成混凝土坍落度損失加大,致使不能滿(mǎn)足泵送要求,此時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁加入生水,而應(yīng)采取二次摻少量的FDN2I減水劑的后摻法,補(bǔ)償和恢復(fù)混凝土的坍落度損失。
(2)地下室墻體混凝土配合比及澆筑的措施在墻板混凝土配合比設(shè)計(jì)試配,確定設(shè)計(jì)配合比階段,采取了降低水灰比的措施。
(3)地下室頂板的混凝土澆筑的控制按照地下室超大型長(zhǎng)無(wú)縫混凝土的施工方案,地下室頂板的澆筑順序是,澆筑完地下一層墻板至地下室頂板梁下口后,進(jìn)行地下室頂板的混凝土澆筑。在頂板的澆筑過(guò)程中,主要是要控制好早期裂縫的產(chǎn)生。
(4)地下室混凝土的養(yǎng)護(hù)地下室底板、墻板、頂板全部采用了摻加ZY膨脹劑的混凝土。
在大體積混凝土中,溫度應(yīng)力及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫,影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。其次,在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫,因此本文僅對(duì)施工中混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。
1裂縫的原因
混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等。
混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束,又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí),即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫。混凝土是一種脆性材料,抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右,短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有(0.6~1.0)×104,長(zhǎng)期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均勻,水灰比不穩(wěn)定,及運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的離析現(xiàn)象,在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力,因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。
2溫度應(yīng)力的分析
根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過(guò)程可分為以下三個(gè)階段:
(1)早期:自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
(2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止,這個(gè)時(shí)期中,溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
(3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。
根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類(lèi):
(1)自生應(yīng)力:邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,橋梁墩身,結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大,混凝土冷卻時(shí)表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力,在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
(2)約束應(yīng)力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。
這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。
要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下,需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算?;炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松馳,計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí),必須考慮徐變的影響,具體計(jì)算這里就不再細(xì)述。
3溫度的控制和防止裂縫的措施
為了防止裂縫,減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。
控制溫度的措施如下:
(1)采用改善骨料級(jí)配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;
(2)拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;
(3)熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;
(4)在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫;
(5)規(guī)定合理的拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;
(6)施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施;
改善約束條件的措施是:
(1)合理地分縫分塊;
(2)避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏;
(3)合理的安排施工工序,避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露;
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止表面干縮,特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是十分重要,應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的,因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。
在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高,此時(shí)拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn),但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。
加筋對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小,因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低。只是對(duì)一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下,鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的,而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無(wú)關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小,在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開(kāi)裂時(shí),鋼筋的應(yīng)力將不超過(guò)100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用鋼筋來(lái)防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí),對(duì)提高混凝土抗裂性的效果較好?;炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)發(fā)生細(xì)而淺的裂縫,其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。
為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開(kāi)裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開(kāi)裂的措施之一。例如使用減水防裂劑,筆者在實(shí)踐中總結(jié)出其主要作用為:
(1)混凝土中存在大量毛細(xì)孔道,水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力,但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在六十年代就已被國(guó)際上所確認(rèn)。
(2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。
(3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。
(4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。
(5)提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高的混凝土抗裂性能。
(6)混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
(7)摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。
(8)摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng),在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上,避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。
(9)摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發(fā),減少干燥收縮.
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。
4混凝土的早期養(yǎng)護(hù)
實(shí)踐證明,混凝土常見(jiàn)的裂縫,大多數(shù)是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說(shuō)混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā),保溫應(yīng)達(dá)到下述要求:
1)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。
2)防止混凝土超冷,應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。
3)防止老混凝土過(guò)冷,以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養(yǎng)護(hù),主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達(dá)到兩個(gè)方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行,以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。
適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的?;炷系谋卮胧┏3R灿斜竦男Ч?/p>
從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿(mǎn)足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期,在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來(lái)。
2高層建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)約束條件下的變形與裂縫分析
高層建筑中地下室外墻板、二層梁、頂層梁板與屋面女兒墻由于受溫度應(yīng)力的作用,比一般情況下更易產(chǎn)生裂縫,工程實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)在這些部位出現(xiàn)裂縫。
2.1地下室結(jié)構(gòu)
地下室工程中最容易產(chǎn)生裂縫的部位是外墻板,底板與頂板產(chǎn)生裂縫的概率不大,其主要原因是:高層建筑地下室結(jié)構(gòu)往往超長(zhǎng),外墻板受到地下室底板的強(qiáng)大約束,其約束遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地下室底板與頂板所受的約束。外墻板產(chǎn)生的裂縫絕大多數(shù)為豎向裂縫,多數(shù)縫長(zhǎng)與墻高相當(dāng),兩端逐漸減小。裂縫大部分出現(xiàn)在拆模后不久,有的還與環(huán)境溫度變化梯度有關(guān)。一般情況下為表面裂縫,有時(shí)也有貫穿裂縫。
2.2底層結(jié)構(gòu)
高層建筑一、二層在上部結(jié)構(gòu)中所受約束最大。地下室外墻板與頂板厚度大、配筋密集,地下室結(jié)構(gòu)本身受到地下室基礎(chǔ)、底板、外側(cè)土體的約束,因此地下室結(jié)構(gòu)對(duì)上部一、二層的約束很大。高層建筑一、二層結(jié)構(gòu)梁板經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)橫向裂縫,特別是位于兩個(gè)電梯井間(電梯井采用筒體結(jié)構(gòu))的大梁,該大梁還受到兩個(gè)鋼筋混凝土簡(jiǎn)體的強(qiáng)大約束,實(shí)際工程中經(jīng)常有豎向裂縫出現(xiàn),裂縫一般位于板下梁的兩側(cè),有時(shí)裂縫在梁底跟通,這些裂縫通常是表面裂縫,深度在1~2cm以?xún)?nèi)。
2.3中間層結(jié)構(gòu)
高層建筑中間結(jié)構(gòu)層梁板產(chǎn)生裂縫的情況很少,一個(gè)主要原因就是其所受的約束較小。
2.4頂層結(jié)構(gòu)
高層建筑樓層結(jié)構(gòu)越往上所受的約束越小,其水平位移越大,符合“約束強(qiáng)變形小、約束弱變形大”的規(guī)律。因此,距離底部基礎(chǔ)約束最遠(yuǎn)的頂層結(jié)構(gòu)所受的約束最小,其水平位移最大。但是頂層上部由于無(wú)約束或約束極?。ㄈ缥菝鏅C(jī)房對(duì)其的約束),受到的下部結(jié)構(gòu)約束與上部相比很大,再加上頂層結(jié)構(gòu)溫差變化大,屋面板面大體薄對(duì)溫度變化敏感,加上屋面板轉(zhuǎn)角部位分別受到兩個(gè)方面的約束,因此屋面板容易在轉(zhuǎn)角部位產(chǎn)生八字形裂縫。還有一些屋面南側(cè)邊梁受到日照溫差相當(dāng)大,因此南側(cè)邊梁也容易產(chǎn)生豎向裂縫。
2.5屋面女兒墻
屋面女兒墻的約束情況與地下室外墻板、頂層結(jié)構(gòu)相似。女兒墻受到的下部約束很大,而上部由于一般只按構(gòu)造要求設(shè)一道壓頂梁,上部約束很小,再加上女兒墻為薄壁結(jié)構(gòu),溫差變化大,極易產(chǎn)生收縮裂縫。
3大底板多塔樓建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)約束條件下的變形與裂縫分析
大底板多塔樓高層建筑產(chǎn)生的裂縫除具有一般高層建筑的特點(diǎn)外,還具有其自身的特點(diǎn)。大底板底板與地下室樓面在塔樓部位受到的水平約束與豎向約束均很大,因此在塔樓與裙房(或廣場(chǎng))的連接部位容易產(chǎn)生裂縫。
3.1大底板底板
大底板多塔樓高層建筑經(jīng)常采用樁筏或樁箱基礎(chǔ)其特點(diǎn)是豎向荷載的差異,使塔樓與裙房或廣場(chǎng)產(chǎn)生差異沉降,這種類(lèi)型的樁筏或樁箱基礎(chǔ)的一個(gè)特點(diǎn)是底板厚度H遠(yuǎn)小于長(zhǎng)寬尺寸L,當(dāng)H/L小于或等于0.2時(shí),底板在溫度收縮變形作用下,離開(kāi)端部區(qū)域,板的全截面受拉應(yīng)力較均勻。在不均勻沉降作用、地基約束、塔樓豎向作用力下,將出現(xiàn)水平法向應(yīng)力,該應(yīng)力是引起垂直裂縫的主要原因,尤其在底板厚度或肋梁較小的裙房與廣場(chǎng)部位特別容易產(chǎn)生裂縫。
一般橫向裂縫產(chǎn)生是由于上部荷載的不均勻作用,導(dǎo)致地基與基礎(chǔ)受力不均勻,在差異沉降、底板收縮與地基約束下,底板自身的剛度不夠,調(diào)節(jié)不均勻受力的能力較弱,遂產(chǎn)生了橫向裂縫。沿底板對(duì)角線分布的斜向裂縫,其裂縫寬度一般呈現(xiàn)中間大兩端小的棗核狀,具有較明顯的受剪破壞的特征,也是在差異沉降與地基約束作用下,底板自身的剛度不夠而產(chǎn)生的。有時(shí)在塔樓與廣場(chǎng)連接處的柱子會(huì)出現(xiàn)沿柱根呈“口”字形的裂縫,裂縫進(jìn)一步發(fā)展時(shí),“口”字四角再向外呈斜向發(fā)展,長(zhǎng)度一般較短。
3.2地下室頂板
大底板多塔樓高層建筑的地下室頂板平面尺寸一般都很大、各邊長(zhǎng)度超長(zhǎng),溫度變化引起的伸縮與混凝土自身收縮值均較大。塔樓大量的混凝土墻柱與剪力墻是結(jié)構(gòu)中重要的抗側(cè)力構(gòu)件,它的存在大大提高了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移能力,加大對(duì)頂板變形的約束。由于頂板受到周邊塔樓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)約束,而中間廣場(chǎng)部位有一個(gè)較大的空間,只受到地下室墻柱的弱約束,因此頂板周邊受到的約束遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中央部位受到的約束,周邊受到的應(yīng)力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中央部位。由于頂板在塔樓附近應(yīng)力集中,因此裂縫首先在這里產(chǎn)生。由于平面尺寸大、結(jié)構(gòu)超長(zhǎng),頂板其它部位也逐漸有裂縫產(chǎn)生,頂板中心由于約束很弱,一般無(wú)裂縫產(chǎn)生。塔樓部位的頂板受到地下室與上部結(jié)構(gòu)的約束均較大,而自身的梁板跨度均較小且梁斷面較大、剛度較好,一般不會(huì)出現(xiàn)裂縫。
3.3地下室外墻板
大底板多塔樓高層建筑地下室外墻板除具有一般地下室外墻板的特點(diǎn)外,由于外墻板受到塔樓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)約束,因此外墻板除具有一般的豎向裂縫外,在裙房(或廣場(chǎng))與塔樓連接處易產(chǎn)生較大的裂縫,裂縫一般呈豎向略帶斜向,裂縫上部靠近塔樓,下部靠近裙房。
4其它結(jié)構(gòu)在強(qiáng)約束條件下的變形與裂縫分析
4.1汽車(chē)坡道
現(xiàn)代建筑物經(jīng)常具有車(chē)輛直接進(jìn)入二層的汽車(chē)坡道,一層通常作為車(chē)庫(kù)。車(chē)道一端與一層樓面連接,另一端位于室外自然基礎(chǔ)或地下室頂板上,平面布置如圖1。由于車(chē)道的斜向布置使其具有極強(qiáng)的約束,特別是另一端位于地下室頂板上的情況,使車(chē)道產(chǎn)生平行于橫向的裂縫,裂縫經(jīng)常為貫穿性的。
4.2回字形結(jié)構(gòu)
有些工程由于使用的需要,設(shè)計(jì)成呈“回”字形的內(nèi)外兩個(gè)鋼筋混凝土簡(jiǎn)體,兩簡(jiǎn)體間采用梁板連接。當(dāng)內(nèi)外兩個(gè)簡(jiǎn)體間距較近時(shí),梁板受到的變形約束極大,容易在樓面產(chǎn)生裂縫。某工程為地下一層結(jié)構(gòu),由內(nèi)外兩個(gè)簡(jiǎn)體構(gòu)成,中間為無(wú)頂板水池,四周為走道有頂板,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。內(nèi)外簡(jiǎn)體墻板厚度分別為250mm、300mm,頂板厚度為120mm,頂板配筋為上下雙層雙向10mm@150mm。頂板剛度相對(duì)簡(jiǎn)體很弱,受到的約束很大。頂板產(chǎn)生的裂縫如圖2所示,在角部呈45°角分布,中間呈垂直于簡(jiǎn)體方向布置。
5防止鋼筋混凝土強(qiáng)約束部位結(jié)構(gòu)裂縫的技術(shù)處理措施
強(qiáng)約束是建筑工程產(chǎn)生裂縫的一個(gè)重要原因,對(duì)有強(qiáng)約束的建筑工程,應(yīng)采取減小約束、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度、施加預(yù)應(yīng)力等技術(shù)措施來(lái)有效減少裂縫的產(chǎn)生。
5.1減小約束
減小約束從根本上緩解裂縫的產(chǎn)生。對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)和大底板塔樓結(jié)構(gòu)可以采用后澆帶、伸縮縫,充分釋放混凝土的伸縮應(yīng)力,給結(jié)構(gòu)留有合理的伸縮空間。對(duì)處在基巖或老混凝土上的基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)采用設(shè)置滑動(dòng)層和鉸接點(diǎn)的方法。如對(duì)斜形車(chē)道,可將其另一端設(shè)在具有滑動(dòng)層的自然基礎(chǔ)上。
5.2加強(qiáng)剛度
加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度,提高整體抗裂能力。在強(qiáng)約束區(qū)提高配筋,減小鋼筋間距和鋼筋直徑,提高混凝土與鋼筋的協(xié)同作用,提高抗裂能力。如:可在地下室外墻板中設(shè)置暗梁;在豎向荷載變化很大的連接部位加密鋼筋;對(duì)加強(qiáng)大底板多塔樓高層建筑地下室底板整體剛度,提高其調(diào)節(jié)不均勻沉降的作用與抗裂能力;加強(qiáng)混凝土配合比的設(shè)計(jì)等。
5.3施加預(yù)應(yīng)力
施加預(yù)應(yīng)力直接約束結(jié)構(gòu)的變形,減小因約束而產(chǎn)生的內(nèi)力,從而防止結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。預(yù)應(yīng)力技術(shù)尤其適合于樓面結(jié)構(gòu),樓面結(jié)構(gòu)的裂縫以橫向?yàn)橹鳎v向鋼筋的配置對(duì)其有重大的影響,一般可在縱向主梁中采用預(yù)應(yīng)力筋以施加預(yù)應(yīng)力。
5.4施工措施
加強(qiáng)施工,做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,盡可能提高混凝土的實(shí)際強(qiáng)度。嚴(yán)格掌握后澆帶的封堵時(shí)間,使混凝土有充分應(yīng)力的時(shí)間等。
6工程實(shí)例
6.1實(shí)例1
湖南某工程有地下室一層且連成整體,上部由7幢高層主樓組成。整個(gè)平面呈一個(gè)大的“L”形,兩個(gè)長(zhǎng)邊分別達(dá)到153.5m、133.6m。主樓采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。廣場(chǎng)地下室采用框架結(jié)構(gòu),柱網(wǎng)間距8.2m。每幢主樓有兩個(gè)東西對(duì)稱(chēng)布置的電梯間和樓梯間混凝土筒體。
地下室外墻板產(chǎn)生較多豎向表面裂縫,間距在3~4m,個(gè)別有滲水現(xiàn)象。地下室底板無(wú)明顯裂縫與滲水現(xiàn)象。地下室頂板產(chǎn)生了較多斜向45°裂縫且大多有滲水現(xiàn)象,裂縫主要分布在強(qiáng)約束區(qū)與應(yīng)力集中的大陰角處,如圖3所示。
7幢主樓連接兩個(gè)電梯間、樓梯間的二層大梁均有裂縫產(chǎn)生。裂縫在梁側(cè)呈豎向分布,上端接近于板底,下端通到梁底,梁底下側(cè)個(gè)別也有連通。裂縫深度在1cm以?xún)?nèi)。三層該部位大梁也有少量裂縫產(chǎn)生,四層以上該部位大梁沒(méi)有裂縫發(fā)現(xiàn)。由于頂層邊梁配筋得到加強(qiáng),屋面板轉(zhuǎn)角均配置了上下層放射筋,因此頂層結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂縫。
6.2實(shí)例2
湖南某工業(yè)科技園綜合樓工程建筑面積56100m2。A樓地下1層,地上6層,結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度(含懸挑結(jié)構(gòu))為300.5m?;A(chǔ)采用人工挖孔樁與鉆孔灌注樁,底板厚度為40cm。結(jié)構(gòu)形式為全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu),混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。上部建筑采用通透式設(shè)計(jì),外墻采用落地式大排窗。
6.2.1地下室裂縫控制
1)減少約束
在29軸設(shè)置一條伸縮縫分成東西兩塊,每塊底板又設(shè)置了兩條后澆帶,如圖4地下室平面示意圖所示。地下室底板、外墻板、室外頂板及后澆帶的混凝土均采用摻入10%UEA-H的微膨脹混凝土,提高混凝土抗伸縮能力。
2)加強(qiáng)剛度
地下室底板與外墻板在滿(mǎn)足要求的前提下縱向鋼筋的小而密。底板上下配置18mm@150mm鋼筋網(wǎng)。外墻板厚度為300mm,水平筋配置為14mm@150mm。摻加粉煤灰、膨脹劑、外加劑等減少水泥與水的用量,提高混凝土極限拉伸值。黃砂采用中砂,碎石采用連續(xù)的5~25mm粒徑。塌落度為12cm。
3)施工控制
按后澆帶為界分塊分批澆注,保證每一塊混凝土的熱量能最大限度地釋放,使混凝土內(nèi)不會(huì)集中較大的收縮應(yīng)力。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),加快土方回填。后澆帶的填充時(shí)間為結(jié)構(gòu)混凝土澆搗后3個(gè)月,使結(jié)構(gòu)的總降溫與收縮變形進(jìn)行到一半以上,以有效釋放應(yīng)力。
6.2.2上部裂縫控制
1)加強(qiáng)剛度
板的配筋采用連續(xù)式配筋,上部結(jié)構(gòu)樓面板厚為120mm,縱向板筋為上下18@150mm。屋面板厚度為120mm,縱向板筋為上下12@125mm,對(duì)轉(zhuǎn)角處樓板配置上下兩層放射筋。
2)預(yù)加預(yù)應(yīng)力
縱向框架梁采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。按施工段劃分為6個(gè)區(qū)塊,每個(gè)區(qū)塊以后澆帶為界進(jìn)行分段張拉,每段長(zhǎng)度均在50m左右。后澆帶處梁增設(shè)騎縫筋連接,也采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)。
3)施工控制
材料控制與施工控制類(lèi)同于地下室結(jié)構(gòu)施工。
6.2.3施工效果
通過(guò)采取了一系列技術(shù)處理措施后,該強(qiáng)約束結(jié)構(gòu)部位情況良好,經(jīng)過(guò)近兩年多的使用,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫和滲漏水現(xiàn)象。
參考文獻(xiàn):
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