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(上海宝冶集团有限公司 200941)
【摘要】近年来,随着国家经济的快速发展,多功能高层混凝土结构的建筑越来越多。由于受到种种因素的影响,高层混凝土在施工或运行期间出现许多大小不一的裂缝,从而影响到建筑物的适用性性、耐久性。我们必须结合实际分析问题所在,从思想上高度重视。本文就从高层混凝土施工入手,主要就高层混凝土施工中容易出现的裂缝问题进行全面分析,并依据实际情况,采取适宜的控制措施,以最大限度地减少高层混凝土施工裂缝,提高混凝土结构的质量,以供参考。
【关键词】高层混凝土;施工质量;裂缝问题;控制措施
前言
混凝土结构因具有可塑性好、强度高、可就地取材、耐久性能好等特点而得到广泛运用,但是混凝土结构在其形成过程中,由于诸多因素易产生裂缝,会对工程的整体质量造成不良影响。高层混凝土施工裂缝产生的原因是多方面的,这种缺陷不是不能避免的,施工过程中只有针对不同的原因采取有针对性的措施,严格控制,才能把裂缝控制在许可的范围之内。可以说,怎样解决好高层混凝土施工中存在的裂缝问题,防止和减轻混凝土裂缝对建筑物的损害,是施工技术人员需要给予高度重视的问题。
1 高层混凝土施工裂缝分析
高层混凝土施工裂缝主要会在以下几个部位产生,下面就对高层混凝土施工中常见的裂缝进行分析和梳理。
1.1 大体积基础混凝土板裂缝
高层建筑中随着高度的不断增加,地下室越做越深,底板也越来越厚,厚度在2m以上的底板已屡见不鲜。高层建筑中基础底板为主要的受力结构,整体要求高,一般一次性整体浇筑。实践证明,各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起。大体积混凝土浇筑后在升温阶段由于体积大,集聚在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著升高,这样在混凝土内部产生压应力,在外表面产生拉应力,由于此时混凝土的强度低,有可能产生表面裂缝。在降温阶段新浇混凝土收縮因存在较强的地基或基础的约束而不能自由收缩。升温阶段快,混凝土弹性模量低,徐变的影响大,所以降温时产生的拉应力大于升温时产生的压应力。差值过大时,将在混凝土内部产生裂缝,最后有可能形成贯穿裂缝。
1.2 高强度混凝土剪力墙裂缝
目前,高层建筑中已广泛使用C40-C60中高强混凝土,随着材料科学的迅速发展,C80-C120的高强混凝土在具体工程中已有应用。高强混凝土由于其水泥用量大多在450-600kg/m3之间,这样在混凝土生成过程中由于水泥水化而引起的体积收缩即自缩就很大,出现收缩裂缝的机率也就大。高强混凝土因采用高标号水泥且用量大,这样在混凝土硬化过程中,水化放热量大,将加大混凝土的最高温升,从而使混凝土的温度收缩应力加大。在叠加其他因素的情况下,很有可能导致温度收缩裂缝。由于高强混凝土中的水泥石含量,与普通混凝土较之高很多,在硬化早期由于水分蒸发引起的干缩也将大于普通混凝土。
1.3 地下室混凝土墙板及楼板的裂缝
与基础大体积混凝土裂缝产生的原因相比,地下室墙板的裂缝产生既有与之相同之处又有其自身特点。相同之处在于混凝土在硬化过程中由于失水也会产生收缩应变,在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程会产生温度应变。不同之处在于地下室墙板内外温差小,产生表面裂缝的机率小;内墙板及楼板受环境温度影响较大,易产生裂缝;墙板受到基础、外围楼板受到地下室外墙的极大约束,这种约束远大于桩基对基础的约束,产生贯穿裂缝的机率大。此外,值得注意的是,地下室混凝土墙板及楼板的养护困难,散热快、降温速率达,混凝土的松弛徐变优势难以利用。
综合上述,现阶段高层混凝土施工裂缝问题还十分突出,通过分析,高层混凝土施工裂缝产生的根本原因是:水泥水化热引起过大的温差以及施工工艺和养护不当。我们必须从思想上高度重视。可以说,只有寻找出根源,从裂缝形成的原因着手,然后针对原因采取相应的控制措施,并认真落到实处,才能最大限度地减少甚至真正解决这一问题。下面就针对实际情况,从设计、施工角度出发,对如何采取切实可行的措施控制好高层混凝土施工裂缝进行详实地探讨和思考。
2 高层混凝土施工裂缝的控制措施
2.1 设计措施
在设计方面,可以采取以下措施:一是为了提高混凝土结构抗裂性能,可适当的增配构造筋,配筋应采用小直径、小间距,全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。二是避免混凝土结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施;在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。三是在混凝土结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置后浇缝,在正常施工条件下,后浇缝间距20-30m,保留时间一般不小于60天。如果不能预测施工时的具体条件,也可临时根据具体情况作设计变更。
2.2 施工措施
在高层混凝土施工过程中,可采取以下几项措施控制裂缝的产生:一是严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准,选用低水化热水泥,粗细骨料的含泥量应尽量减少(1-1.5%以下)。二是细致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,减少混凝土的坍落度,合理掺加塑化剂和减少剂。浇筑时间尽量安排在夜间,最大限度地降低混凝土的初凝温度。三是白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,或用湿麻袋覆盖,必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时,在水平及垂直泵管上加盖草袋,并喷冷水。四是根据工程特点,利用混凝土后期强度,减少用水量,减少水化热和收缩。五是加强混凝土的浇灌振捣,提高结构密实度。采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。六是混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降 15度以上,混凝土的现场试块强度不低于C5。七是根据具体工程特点,采用UEA补偿收缩混凝土技术。对于高强混凝土,应尽量使用中热微膨胀水泥,掺超细矿粉和膨胀剂,使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰,掺量15%-50%。
此外,混凝土浇筑成型后,所处的环境温度和湿度对混凝土的强度影响很大,混凝土在硬化过程中, 必须要在一定时间内保持一定的温度和湿度, 才能使水泥充分水化, 以获得较好质量的混凝土。因此, 混凝土收浆后在表面应及时覆盖草帘轻型材料, 人工洒水养护, 以防止表面拉应力产生,使相对湿度达到 90%以上, 对控制裂缝有很好的效果,夏天水分蒸发太快,更应及时人工洒水,精心养护。
结束语
总之,高层混凝土施工中出现裂缝的概率是很大的,虽然这些裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在始终影响到建筑物的适用性和耐久性,是受力使用期应力集中的隐患,所以我们应当尽量在各方面予以重视,认真的、科学的分析引起裂缝的原因,全面掌握应对裂缝产生采取的措施,从设计、施工各个阶段加以控制,并在遇到问题后多分析、多总结,只有这样,才能把裂缝控制在许可的范围之内,才能达到高层混凝土施工标准要求,才能确保工程整体质量。
参考文献
[1]宋荣.浅谈高层混凝土结构中主要受力部位的裂缝分析及控制[J].中国新技术新产品,2009,(5).
[2]李凯.高层建筑混凝土结构施工裂缝原因及其控制[J].工程与技术,2008,(11).
[3]王国业;黄艳红;全英.高层混凝土结构裂缝及防治[J].河北理工学院学报,2005,(1).
[4]陈捷生.对混凝土结构施工裂缝成因及处理措施的阐述[J].建材与装饰,2008,(6).
作者简介:
游俊强(1980.6.7)男,山西交城,现职称:工程师,学历:本科,研究方向:高层混凝土施工,工作单位:上海市 上海宝冶集团有限公司。
【摘要】近年来,随着国家经济的快速发展,多功能高层混凝土结构的建筑越来越多。由于受到种种因素的影响,高层混凝土在施工或运行期间出现许多大小不一的裂缝,从而影响到建筑物的适用性性、耐久性。我们必须结合实际分析问题所在,从思想上高度重视。本文就从高层混凝土施工入手,主要就高层混凝土施工中容易出现的裂缝问题进行全面分析,并依据实际情况,采取适宜的控制措施,以最大限度地减少高层混凝土施工裂缝,提高混凝土结构的质量,以供参考。
【关键词】高层混凝土;施工质量;裂缝问题;控制措施
前言
混凝土结构因具有可塑性好、强度高、可就地取材、耐久性能好等特点而得到广泛运用,但是混凝土结构在其形成过程中,由于诸多因素易产生裂缝,会对工程的整体质量造成不良影响。高层混凝土施工裂缝产生的原因是多方面的,这种缺陷不是不能避免的,施工过程中只有针对不同的原因采取有针对性的措施,严格控制,才能把裂缝控制在许可的范围之内。可以说,怎样解决好高层混凝土施工中存在的裂缝问题,防止和减轻混凝土裂缝对建筑物的损害,是施工技术人员需要给予高度重视的问题。
1 高层混凝土施工裂缝分析
高层混凝土施工裂缝主要会在以下几个部位产生,下面就对高层混凝土施工中常见的裂缝进行分析和梳理。
1.1 大体积基础混凝土板裂缝
高层建筑中随着高度的不断增加,地下室越做越深,底板也越来越厚,厚度在2m以上的底板已屡见不鲜。高层建筑中基础底板为主要的受力结构,整体要求高,一般一次性整体浇筑。实践证明,各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起。大体积混凝土浇筑后在升温阶段由于体积大,集聚在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著升高,这样在混凝土内部产生压应力,在外表面产生拉应力,由于此时混凝土的强度低,有可能产生表面裂缝。在降温阶段新浇混凝土收縮因存在较强的地基或基础的约束而不能自由收缩。升温阶段快,混凝土弹性模量低,徐变的影响大,所以降温时产生的拉应力大于升温时产生的压应力。差值过大时,将在混凝土内部产生裂缝,最后有可能形成贯穿裂缝。
1.2 高强度混凝土剪力墙裂缝
目前,高层建筑中已广泛使用C40-C60中高强混凝土,随着材料科学的迅速发展,C80-C120的高强混凝土在具体工程中已有应用。高强混凝土由于其水泥用量大多在450-600kg/m3之间,这样在混凝土生成过程中由于水泥水化而引起的体积收缩即自缩就很大,出现收缩裂缝的机率也就大。高强混凝土因采用高标号水泥且用量大,这样在混凝土硬化过程中,水化放热量大,将加大混凝土的最高温升,从而使混凝土的温度收缩应力加大。在叠加其他因素的情况下,很有可能导致温度收缩裂缝。由于高强混凝土中的水泥石含量,与普通混凝土较之高很多,在硬化早期由于水分蒸发引起的干缩也将大于普通混凝土。
1.3 地下室混凝土墙板及楼板的裂缝
与基础大体积混凝土裂缝产生的原因相比,地下室墙板的裂缝产生既有与之相同之处又有其自身特点。相同之处在于混凝土在硬化过程中由于失水也会产生收缩应变,在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程会产生温度应变。不同之处在于地下室墙板内外温差小,产生表面裂缝的机率小;内墙板及楼板受环境温度影响较大,易产生裂缝;墙板受到基础、外围楼板受到地下室外墙的极大约束,这种约束远大于桩基对基础的约束,产生贯穿裂缝的机率大。此外,值得注意的是,地下室混凝土墙板及楼板的养护困难,散热快、降温速率达,混凝土的松弛徐变优势难以利用。
综合上述,现阶段高层混凝土施工裂缝问题还十分突出,通过分析,高层混凝土施工裂缝产生的根本原因是:水泥水化热引起过大的温差以及施工工艺和养护不当。我们必须从思想上高度重视。可以说,只有寻找出根源,从裂缝形成的原因着手,然后针对原因采取相应的控制措施,并认真落到实处,才能最大限度地减少甚至真正解决这一问题。下面就针对实际情况,从设计、施工角度出发,对如何采取切实可行的措施控制好高层混凝土施工裂缝进行详实地探讨和思考。
2 高层混凝土施工裂缝的控制措施
2.1 设计措施
在设计方面,可以采取以下措施:一是为了提高混凝土结构抗裂性能,可适当的增配构造筋,配筋应采用小直径、小间距,全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。二是避免混凝土结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施;在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。三是在混凝土结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置后浇缝,在正常施工条件下,后浇缝间距20-30m,保留时间一般不小于60天。如果不能预测施工时的具体条件,也可临时根据具体情况作设计变更。
2.2 施工措施
在高层混凝土施工过程中,可采取以下几项措施控制裂缝的产生:一是严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准,选用低水化热水泥,粗细骨料的含泥量应尽量减少(1-1.5%以下)。二是细致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,减少混凝土的坍落度,合理掺加塑化剂和减少剂。浇筑时间尽量安排在夜间,最大限度地降低混凝土的初凝温度。三是白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,或用湿麻袋覆盖,必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时,在水平及垂直泵管上加盖草袋,并喷冷水。四是根据工程特点,利用混凝土后期强度,减少用水量,减少水化热和收缩。五是加强混凝土的浇灌振捣,提高结构密实度。采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。六是混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降 15度以上,混凝土的现场试块强度不低于C5。七是根据具体工程特点,采用UEA补偿收缩混凝土技术。对于高强混凝土,应尽量使用中热微膨胀水泥,掺超细矿粉和膨胀剂,使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰,掺量15%-50%。
此外,混凝土浇筑成型后,所处的环境温度和湿度对混凝土的强度影响很大,混凝土在硬化过程中, 必须要在一定时间内保持一定的温度和湿度, 才能使水泥充分水化, 以获得较好质量的混凝土。因此, 混凝土收浆后在表面应及时覆盖草帘轻型材料, 人工洒水养护, 以防止表面拉应力产生,使相对湿度达到 90%以上, 对控制裂缝有很好的效果,夏天水分蒸发太快,更应及时人工洒水,精心养护。
结束语
总之,高层混凝土施工中出现裂缝的概率是很大的,虽然这些裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在始终影响到建筑物的适用性和耐久性,是受力使用期应力集中的隐患,所以我们应当尽量在各方面予以重视,认真的、科学的分析引起裂缝的原因,全面掌握应对裂缝产生采取的措施,从设计、施工各个阶段加以控制,并在遇到问题后多分析、多总结,只有这样,才能把裂缝控制在许可的范围之内,才能达到高层混凝土施工标准要求,才能确保工程整体质量。
参考文献
[1]宋荣.浅谈高层混凝土结构中主要受力部位的裂缝分析及控制[J].中国新技术新产品,2009,(5).
[2]李凯.高层建筑混凝土结构施工裂缝原因及其控制[J].工程与技术,2008,(11).
[3]王国业;黄艳红;全英.高层混凝土结构裂缝及防治[J].河北理工学院学报,2005,(1).
[4]陈捷生.对混凝土结构施工裂缝成因及处理措施的阐述[J].建材与装饰,2008,(6).
作者简介:
游俊强(1980.6.7)男,山西交城,现职称:工程师,学历:本科,研究方向:高层混凝土施工,工作单位:上海市 上海宝冶集团有限公司。