无伸缩缝超长混凝土板施工技术在运城市体育馆工程中的应用

何 伟

摘要：无伸缩缝超长混凝土板施工难点是混凝土板的收缩裂缝问题，解决这一问题关系到结构设计及工程施工两方面。文章主要介绍了在工程施工中通过采取一系列技术措施来达到无裂缝的目的。

关键词：超长；混凝土板；裂缝

中图分类号：U441文献标识码：A文章编号：1000-8136(2009)29-0028-02

运城市体育馆位于山西省运城市，作为运城市重要的文化体育设施，工程从一开工就受到了社会各界的广泛关注。该工程2006年9月开工，建成于2008年10月，平面形状为椭圆形。在其馆体外部一层屋顶设沿馆四周平台，平台有一个宽10.5m，长约270m的环状混凝土板带。因功能需要板带未设伸缩缝，为防止产生裂缝，影响使用要求，在施工中采用了一系列措施来对混凝土板的开裂问题进行控制。

1对混凝土板裂缝的成因及采取措施的分析

1.1混凝土板裂缝原因分析

混凝土结构裂缝的成因复杂、繁多，有时多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。混凝土板裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分为以下几种：

1.1.1荷载引起的裂缝

混凝土板在荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝；次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。

1.1.2温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨度板中，温度应力可以达到甚至超出荷载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要特性是将随温度变化而扩张或合拢，引起温度变化主要因素有：年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸气养护或冬季施工措施不当等。

1.1.3收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、骨料品种、标号及用量、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。

1.1.4地基变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：地质勘察精度不够、试验资料不准；地基地质差异太大；结构荷载差异太大；结构基础类型差别太大；地基冻胀；基础基于不良地质时可能造成不均匀沉降等。

1.1.5钢筋锈蚀引起的裂缝

要防止钢筋锈蚀。设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度)；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其他存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

1.1.7施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。如：水泥、砂、石骨料、以及拌和水及外加剂等。

1.1.8施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向、横向等各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。

1.2采取措施分析

针对混凝土产生裂缝的原因分析，我们认为要保证混凝土板带无裂缝，在保证原材料合格、严格按施工工艺施工的基础下主要就是控制混凝土的收缩裂缝。混凝土收缩裂缝其实就是混凝土产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度，进而出现形变。也就是说解决混凝土收缩裂缝问题就是提高混凝土的抗变形能力。提高混凝土抗变形能力一方面是提高混凝土的整体抗变形能力，另一方面就是根据木桶最短板原理，解决混凝土薄弱部位的抗变形能力。

提高混凝土的整体抗变形能力在施工中可以通过优化混凝土配合比和改善混凝土的养护条件来解决。在混凝土的施工过程中，因粗骨料下沉，水和水泥浆上浮而使混凝土下部密度大。上部密度小，上部更容易开裂，进而形成贯通裂缝。因此可以通过对板带上部混凝土进行处理来达到提高板带表层混凝土抗变形能力的目的。

2施工技术措施

2.1确定抗裂混凝土优化配合比

在进行试配时，要求做到：①混凝土储备强度不宜过高，提倡采用能满足设计要求的较低储备强度的混凝土；②水胶比不宜过小；③在满足强度与工作性要求的前提下，使水泥用量最小；④重视混凝土中骨料的级配设计，以尽可能减少水泥用量。因此试验室对提供的混凝土原材料除进行原材料常规性能检验外，原材料抗裂性能试验以及具有较好抗裂性的混凝土原材料是选择原材料合格与否的一个重要条件，并在这个基础上，对混凝土配合比进行探索性试验，其目的是为了确定选定的各种原材料组分变化对混凝土拌和物性能和物理力学性能的影响程度。通过探索性试验，确定在满足工作性能和混凝土强度要求下各种原材料的用量范围。再根据这个结果，确定几组配合比并检验和易性、坍落度和强度等是否符合要求。最后对这几组配合比进行抗裂性能、收缩性能和抗渗性能试验，选定综合性好的混凝土配比作为优化后配合比，在施工中严格按此配合比进行施工，试验员进行监督，决不允许任何人随意对施工配合比进行变更。

2.2对混凝土表层做“V”形槽处理

在按常规方法对混凝土进行搅拌、运输、浇筑、振捣并且找平后，就需对混凝土表面做“V”形槽特殊处理。可采用楔形木条或角钢呈“V”形压人混凝土内，深度为钢筋保护层厚度，间距不宜超过6m。处理位置宜设在主次梁中部。也可设在板上。木条或角钢在2次抹面前取出，以混凝土能留出“V”形槽为度。见图1。此部位在后继施工中要做好嵌缝密封工作，防止钢筋锈蚀。

2.3对混凝土表面进行撒石子处理并二次振捣二次抹面

对混凝土表面进行撒石子处理的目的是为了使混凝土振捣后骨料分布更加均匀。所撒石子要求与混凝土中碎石粒径相同或稍小的洁净碎石，用量为板中混凝土用量的5％左右，撒石子的时间选在混凝土初凝后进行。撤石子要求均匀一致。在撒完碎石后，可用平板振捣器2次振捣，振捣时要注意避免将刚撒石子振人深层混凝土内，因此平板振捣器要拖的快些。对混凝土表面2次振捣后，用2m刮杆进行再次找平，并在混凝土终凝前进行再次抹面。

2.4混凝土的养护

混凝土的养护对混凝土的强度增长起着至关重要的作用，对混凝土的养护根据现场条件采用浇水养护。为提高养护的保湿效果，在2次收面后立即盖上一层塑料薄膜。另外需要注意的是，达到规定的养护时间后，不宜立即终止养护。而宜循序渐进地减少养护次数至终止养护。

3总结及效果

通过这些技术措施，运城市体育馆环带板混凝土施工后一年多未出现可见裂缝，下雨无渗漏，效果较好，建设单位、监理单位较为满意，达到了预期的效果，取得了良好的综合效益。