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如何對(duì)高層建筑鋼筋混凝土裂縫進(jìn)行控制

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近年來(lái),隨著自然災(zāi)害的不斷襲擊,高層建筑的穩(wěn)固問(wèn)題就顯得尤為重要。高層建筑鋼筋混凝土裂縫是最常見(jiàn)的問(wèn)題,對(duì)于整個(gè)建筑物都有潛在的安全隱患。本文就高層建筑鋼筋混凝土裂縫出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析,進(jìn)而探討如何有效地控制高層建筑鋼筋混凝土的出現(xiàn),以期對(duì)

  如何對(duì)高層建筑鋼筋混凝土裂縫進(jìn)行控制

  孫慶龍

  摘要:近年來(lái),隨著自然災(zāi)害的不斷襲擊,高層建筑的穩(wěn)固問(wèn)題就顯得尤為重要。高層建筑鋼筋混凝土裂縫是最常見(jiàn)的問(wèn)題,對(duì)于整個(gè)建筑物都有潛在的安全隱患。本文就高層建筑鋼筋混凝土裂縫出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析,進(jìn)而探討如何有效地控制高層建筑鋼筋混凝土的出現(xiàn),以期對(duì)于施工有一定的理論幫助。

  關(guān)鍵詞:高層建筑;鋼筋混凝土;裂縫控制

  1 高層建筑鋼筋混凝土裂縫出現(xiàn)的主要原因

  混凝土結(jié)構(gòu)的宏觀裂縫產(chǎn)生的原因主要有三種:一是由外荷載引起的,這是發(fā)生最為普遍的一種情況;二是結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫,這是由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與計(jì)算假設(shè)模型的差異引起的;三是變形應(yīng)力引起的裂縫,這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起的結(jié)構(gòu)變形。

  一般影響混凝土裂縫的主要因素有:

  ①水泥水泥抗裂性能差,水泥品種和水泥用量是導(dǎo)致混凝土收縮開(kāi)裂的主要原因。在建筑工程中由于混凝土結(jié)構(gòu)截面大,水泥用量多,水泥水化過(guò)程所釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用,由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫。這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同,溫度外低內(nèi)高,形成了溫度梯度,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,表面的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度而引起的。

  貫通裂縫是由于大體積混凝土在強(qiáng)度發(fā)展到一定程度,混凝土逐漸降溫,這個(gè)降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形,受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時(shí)引起的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)可能產(chǎn)生的貫通整個(gè)截面的裂縫。這兩種裂縫不同程度上,都屬有害裂縫。

  ②外加劑和摻合料:高強(qiáng)度的混凝土中以20%~30%粉煤灰礦物細(xì)摻合料替代水泥,添加高效減水劑摻量為膠混材料總量的1%~2%。另外,為防止混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)稠度損失,還需摻入適量緩凝劑和泵送劑等,這樣雖然改善了混凝土的微觀結(jié)構(gòu),給高強(qiáng)度混凝土帶來(lái)許多優(yōu)良特性,但其負(fù)面效應(yīng)最突出的是混凝土收縮裂縫幾率增多。

  ③骨料:骨料含泥量大小對(duì)混凝土抗拉強(qiáng)度和收縮變形影響很大。若含泥量大則骨料表面與水泥石的粘結(jié)力會(huì)降低。粗骨料彈性模量越低,或其級(jí)配差,粒徑較小,針片狀含量較多時(shí),混凝土的收縮相應(yīng)增大;砂率增大雖有利于泵送施工,但超過(guò)一定值時(shí)則會(huì)使混凝土抗裂性降低,從而導(dǎo)致收縮裂縫的產(chǎn)生。

  ④施工原因:施工現(xiàn)場(chǎng)措施不到位引起的裂縫。混凝土澆筑時(shí)原基底過(guò)干,未澆水濕潤(rùn),使混凝土早期脫水引起收縮裂縫;混凝土澆筑后環(huán)境溫差過(guò)大使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。混凝土養(yǎng)護(hù)未及時(shí)或養(yǎng)護(hù)不到位引起裂縫。混凝土早期的合理養(yǎng)護(hù)對(duì)其性能的發(fā)揮和強(qiáng)度的增加是十分重要的。它可以避免表面脫水的現(xiàn)象。在工程實(shí)際施工中,由于許多的施工人員對(duì)此不夠重視,不能?chē)?yán)格按規(guī)范進(jìn)行執(zhí)行,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足,養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)。形成了樓面混凝土缺乏較足夠的澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間及足夠的養(yǎng)護(hù)水量。未做好養(yǎng)護(hù)記錄,空就澆沒(méi)空就不澆,隨意性太大。鋼筋保護(hù)層偏大、鋼筋搭接、錨固不良、保護(hù)層厚度不夠等方面引起的裂縫。施工澆筑混凝土?xí)r為鋪設(shè)架板,施工人員在鋼筋上踩踏致使板面負(fù)筋下沉造成混凝土保護(hù)層偏大。

  2 如何有效控制裂縫

  第一,在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問(wèn)題。高層建筑平面應(yīng)盡量規(guī)則,避免平面突變。當(dāng)平面有凹口時(shí),凹口周邊樓板的配筋應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。當(dāng)樓板平面形狀不規(guī)則時(shí),宜設(shè)置梁使之形成較規(guī)則的平面。高層建筑長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí),要合理布置伸縮縫、后澆帶。樓板中有較粗的預(yù)埋套管時(shí),樓板應(yīng)適當(dāng)加厚,配筋宜細(xì)筋密布,尺寸較大和角部樓板負(fù)鋼筋拉通成雙層雙向配筋。樓板鋼筋要采用雙層雙向鋼筋,對(duì)裂縫的防治效果較好。單層鋼筋的做法雖滿(mǎn)足設(shè)計(jì)計(jì)算要求,但實(shí)際上負(fù)彎距的鋼筋設(shè)置不理想。鋼筋的間距不要大于120mm,最好采用二級(jí)鋼,而不是一級(jí)鋼。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜大于C30。

  第二,材料選取方面注意的問(wèn)題。加強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)原材料的檢查驗(yàn)收工作,嚴(yán)格履行材料進(jìn)場(chǎng)的檢驗(yàn)程序。嚴(yán)格控制混凝土坍落度,主要是控制單位體積用水量對(duì)混凝土質(zhì)量的影響。合理選用外加劑。應(yīng)針對(duì)工程的特點(diǎn),合理選用外加劑,優(yōu)先選用減水率高、對(duì)混凝土收縮較小的外加劑。

  第三,施工中注意的問(wèn)題。施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求進(jìn)行施工,粗細(xì)骨料必須連續(xù)級(jí)配,杜絕不合格原料混入,嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,加強(qiáng)對(duì)商品混凝土塌落度的檢查和控制,盡量選用低水化熱水泥,對(duì)不同品種、不同標(biāo)號(hào)的水泥應(yīng)采用相應(yīng)的施工工藝。嚴(yán)格控制鋼筋的保護(hù)層厚度,尤其是上部鋼筋。對(duì)于不同厚度板的上下層鋼筋之間的距離要用不同高度的馬凳,達(dá)到混凝土板設(shè)計(jì)有效截面。同時(shí)對(duì)板的混凝土厚度要保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求。加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)澆混凝土樓板的養(yǎng)護(hù)。覆蓋草席和定時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)是保證混凝土強(qiáng)度和避免裂縫產(chǎn)生的最有效而經(jīng)濟(jì)的方法,在工程建設(shè)速度越來(lái)越快的情況下,更應(yīng)合理確定建設(shè)工期,特別要禁止過(guò)早的大量的不均勻堆載和沖擊荷載,保證新澆灌

  混凝土在初始凝期7d內(nèi)不受任何施工荷載和震動(dòng)的影響。

  模板支撐系統(tǒng)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。澆搗混凝土?xí)r應(yīng)留置同條件的拆模試塊,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和施工要求時(shí)方可拆除模板。早拆體系應(yīng)有獨(dú)立的穩(wěn)定系統(tǒng),不得先拆后撐。后澆帶部位的支撐不得提前拆除,防止改變梁、板的受力狀態(tài);應(yīng)設(shè)置支撐筋來(lái)托起負(fù)彎距筋,使其具有足夠的有效高度和保護(hù)層。角部放射筋的位置應(yīng)嚴(yán)格綁扎到位,嚴(yán)禁踩踏。同時(shí)不得遺漏角部的構(gòu)造筋:混凝土攪拌時(shí)嚴(yán)格計(jì)量,攪拌時(shí)間應(yīng)保證在120s以上,確保拌制的混凝土均勻。混凝土采用二次復(fù)振和二次抹壓:嚴(yán)格控制樓層標(biāo)高,保證樓板的設(shè)計(jì)厚度;加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。

  正確掌握拆模時(shí)間。樓板中的線(xiàn)管要增設(shè)鋼絲網(wǎng)進(jìn)行加強(qiáng)。線(xiàn)管不宜立體交叉。這是控制板中部裂縫的有效措施,一定要特別注意檢查。盡量采用三套模板。這是因?yàn)闃前辶芽p主要是在初期混凝土強(qiáng)度很低時(shí),受力后產(chǎn)生,而用三套模板后,保證了施工荷載不是由其單獨(dú)承受,而是四層樓板同時(shí)在承擔(dān),有效地減少了樓板的壓力。

  3 結(jié)語(yǔ)

  隨著技術(shù)進(jìn)步和混凝土質(zhì)量的改進(jìn),一大批先進(jìn)的儀器和施工工藝越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于施工中,這對(duì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理也提出了越來(lái)越高的要求。我們要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),從而有效控制高層建筑中樓板裂縫的產(chǎn)生。只要我們嚴(yán)格按照建筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范和上述有關(guān)要求施工,就可使高層住宅結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆樓板裂縫得到有效的控制。

  參考文獻(xiàn):

  [1]巴恒靜,高小建,楊莢姿.高性能混凝土早期自收縮測(cè)試方法研究[J].工業(yè)建筑,2003(8).

  [2]姚明甫,詹炳根.養(yǎng)護(hù)對(duì)高性能混凝土塑性收縮的影響[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005(2).

  [3]曹同芳.商品混凝士早期裂縫的成因及防治措施[J].混凝土,2000(5).

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