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高层建筑砼结构施工裂缝原因及控制

发布于:2022-04-11 

安徽天翰工程咨询有限责任公司        叶元贵     邮*编码:243000

房屋建筑工程的普通砼结构实质上是带缝工作的,但当裂缝宽度超过0.2mm后,就会影响结构的使用性、耐久性、可靠性和建筑使用功能,是工程设计所不允许的。

结构出现裂缝的原因与机理是一个比较复杂的问题。这些裂缝有的是在施工过程中出现,有的则是在使用过程中出现。出现裂缝的主要部位是现浇墙体、大体积基础底版及-些现浇板梁柱体中。在我们以往施工的高层建筑及砼框架多层结构中,出现裂缝的事例是有的。因此,探讨施工期砼结构裂缝产生的原因和控制方法,对监理工程师监管好工程施工,确保工程质量是有好处的。

1砼施工裂缝产生的主要原因

从强度方面分析,砼出现裂缝时作用产生的拉应力大于砼的实际抗拉强度,因此要使砼不产生裂缝,就要使作用产生的拉应力小于砼的实际抗拉强度。裂缝产生的主要原因是:

1.1 材料质量   主要有:水泥安定性不合格;砂、石极配差、砂太细;砂、石含泥量过高,干缩后产生不规则裂缝;使用了反应性骨料和风化岩,例如砼碱骨料反应引起裂缝;不适当地掺用氯盐。

1.2施工工艺不当和质量差  主要有:砼配合比不当,如水灰比、坍落度过大,外加剂使用不合适,砼沉缩,在上层钢筋顶部产生沉缩裂缝;模板变形;浇筑顺序或浇筑方法不当,如框架柱浇完后连续浇筑框架梁造成裂缝;浇筑速度过快,如墙体浇筑速度过快而造成裂缝;模板支撑沉陷或拆模过早而造成板面裂缝;钢筋保护层过大过小:养护差、早期收缩过大:早期受震或早期受冻;过早加载或施工超载等。

1.3水泥水化热引起过大的温差,砼凝固后表面失水过快,砼硬化后收缩等。

2砼施工裂缝的预防措施

现浇砼基础底板、楼板等外露砼表面,如无恰当措施,极易失水过快产生裂缝。由于环境不同,如季节不同,有无风、白天、晚上、烈日与阴雨天等,对于同一个工程,同样施工方法,相同配合比的砼,有的就出现裂缝,有的则基本无裂缝。因此就要具体问题具体分析,采取不同的施工和养护方法,经过大量工程实践,采取以下有效的办法,在众多工程中应用,基本能控制砼表面出现裂缝:

2.1在砼表面振捣抹平后及时覆盖薄膜或湿草帘、湿麻袋,对砼进行保湿养护。接逢处搭接盖严,避免砼水份蒸发,保持砼表面处在湿润状态下养护。砼终凝后继续养活7天。

2.2砼表面经过二次抹压砼初凝后,轻微洒水湿润,砼终凝后浇水养护,每天分几次浇水,保持水湿润砼7天。

2.3墙、柱、梁的侧模板过早拆模,为防止砼表面产生干燥收缩裂缝,应在砼表面刷养护液。冬季施工时,上述构件拆模后, 表面应挂草帘养护。

2.4控制失水  通过加强养护或减少用水量(加减水剂)达到控制失水目的。另外可加膨胀剂对砼构件的收缩进行补偿。

3大体积砼基础的温度裂缝控制

对于大体积砼基础的施工,应着重控制施工期的温度裂缝。首先在施工准备阶段进行控制温度裂缝的理论计算并建立控制的施工技术措施;二是在施工过程中要建立测温装置测温,并准备相应措施控制砼内外温差在25度以内,控制裂缝的施工技术措施主要有:

 3.1 水泥的选用   在大体积砼施工中,水化热引起的温升较高,降温幅度大,容易引起温度裂缝,应优选水化热较低的水泥,在保证砼强度同时应尽量降低单位水泥用量。水泥宜选用28天的水化热为300kj/kg左右的中低热矿渣硅酸盐水泥。一般来说单位水泥用量每增减10kg,温度也相应升降1度,因此要通过后续措施,尽量降低单位水泥用量。

3.2外加剂  泵送砼为了保证砼浇筑工艺的正常进行和质量要求,一般要求砼具有120mm以上的坍落度,如果单纯增加单位用水量,不仅多用了水泥,加剧砼的干燥收缩,而且会使水化热增大,容易引起开裂。因此科学选用好的砼减水剂,不仅能做到使砼的工作性状有明显的改善,同时又减少了用水,节约水泥,从而降低水化热。另外,外加剂若兼有补偿收缩的功能,可以大幅度地减少砼的收缩特性。

3.3粗骨料  宜选用粒径5~40mm的石子。由于增大的骨料粒径,减少了用水量,砼的收缩和泌水随之减少。同时由于水泥用量的减少,水泥的水化热减少,降低了砼的温升。骨料粒径增大后,容易引起砼的离析,因此必须调整好级配设计,施工时加强振捣。5-40mm 的石子中要求针片状少,超规少,颗粒级配发挥筛分曲线要求,砂率应控制在42% 44%左右。

3.4细骨料 必须采用中、粗砂,其细度模数在2.6以上,砂平均粒径应在0.38mm以上,可有效减少砼中的用水量,水泥用量也可减少,降低砼的水化热,降低砼的干缩。

3.5砂、石含泥量控制  砂、石含泥量必须严格控制。砂、石含泥量未能控制好时,不仅增加砼收缩,同时也影响到砼的抗拉强度,对砼的抗裂是十分不利的。砂、石含泥量控制应做到:石子控制在1%以内,砂控制在2%以内。

3.6掺加大石块  确保砼强度前提下,在大体积砼施工中掺加无裂缝、冲洗干净、规格为150~-250mm的坚固大石块,不仅减少了砼总用量,进而减少了水泥用量,降低了水化热,而且石块本身也吸收发热量,使水泥热能进一步降低,有利于控制砼开裂。

3.7控制砼的出机温度及浇灌温度  砼的各种原材料中,石子的比热较小,但石子所占的重量最大:水的比热最大,但它的重量在砼中只占一小部分。因此,对砼出现温度形响最大的是石子及水的温度,砂的温度次之,水泥的温度影响最小。为了降低出机温度,其最有效的办法是降低石子和水的温度。

砼从搅拌机出料后,经搅拌车运输、卸料泵送、浇灌振捣、平仓等工序后的温度称为浇灌温度。为了降低大体积砼的最高温升,减少结构内外温差,根据不同季节可以采取相应的措施:对于夏季施工,应从降温保凉着手,在搅拌筒上可搭设避阳装置,整个长度水平输送管道上覆盖草包并经常喷洒凉水。缩小砼暴露面积以及加快浇灌速度、缩短浇灌时间;对于冬季施工,应确保正温浇灌,保温养护(蓄热养护),并要求在砼没有达到允许临界强度以前防止发生冻害。

3.8砼的浇灌  搅拌车在卸料前, 要求高速运转一分钟, 确保进入泵车受料斗的砼质量均匀。

3.8.1全面分层浇筑  当砼每小时的拌合运输能力能满足全面分层的浇筑强度时,用此法较好,因不易出现漏振,砼的整体性及密实性容易保证,但泵管的拆卸及安装的工作量较大。

3.8.2分段分层浇筑  泵管的拆卸搬移次数比全面分层浇筑要少,但在施工时要注意各小层台面应分明,即每层应保持有足够水平长度,其次,垂直与水平接头处要处理好,不能漏振。

3.8.3斜面分层浇筑  当承台的长度大大超过其厚度时,采用斜面分层法能明显体低说筑强度, 能减少设备撒移,但验易离析,磁供应最过大、过快时,工人来不及认真振捣:砼供应量明显不足,或烧筑顺序混乱,在砼内部容易形成冷缝。这些可能造成大大体积内部产生缝隙、孔洞。若采用此法,砼斜向流淌长度应控制在10m以内,用一个坡度、饰层浇滩,先将下层砼表层充分振捣,再浇筑上层砼,振捣上层砼时,振动棒应插入下层砼至少50mm,使上下层砼充分吻合形成整体,然后循序推进、一次到顶。夏季施工,气温高,振动设备易损坏,故应配足振动棒,且有备用的。组织好振动棒的走向,保证砼振捣密实,防止漏振。3.9泌水处理在浇筑与振捣砼过程中,上涌的浮浆和泌水会顺砼坡面下流到坑底,应事先计划好泌水的行经路线,布置好集水坑,利用水泵将泌水向坑外排走。

3.10砼的表面处理   砼浇灌后 2~3小时,初步按标高用长刮平。在砼初凝前1~2小时,用铁滚筒压数遍,用木蟹打磨,待砼收水,再用木蟹槎平,以闭合收水裂缝,然后再用塑料簿膜和草袋浇水养护。

3.11信息化施工为  了进一步摸清大体积砼各部位水化热的大小、不同深度温度场升降的变化规律,以便有的放矢采取相应技术措施,确保工程质量,口在砼不同部位及深度埋设热传感器,采用砼温度测定记录仪,进行施工全过程的跟踪和监测。

3.12加强养护  工作方法主要是两方面:一 是通过循环水冷却,二是采用保温保湿。

3.13设计构造重   点放在改善构筑物的构造和配筋、减少构筑物的内外约束等方面。


                   

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