高层建筑结构施工技术分析与探讨

2010-09-07方远建设集团股份有限公司毛用舟

中国建设信息化 2010年17期

◎ 方远建设集团股份有限公司毛用舟

目前，我国的建筑工程中，混凝土结构占据着主导地位，而任何一座混凝土结构物都会由于种种原因存在不同程度的裂缝，混凝土结构出现裂缝后，既损坏外观，又对整体结构的安全构成威胁，影响了使用功能。因此，对高层建筑物中混凝土结构裂缝的研究是具有重要意义的。

1 施工期混凝土结构荷载

1.1 施工期混凝土结构荷载的种类

1)从作用时间上可分成永久荷载、可变荷载和偶然荷载三种。施工期永久荷载是指钢筋混凝土构件和模板支撑系统临时结构的自重，是永久不变的，一直到建筑物废弃；施工期可变荷载是施工人员重量，材料本身自重，施工设备重量等可移动的和浇筑混凝土时冲击荷载，捣实混凝土时振动荷载以及风荷载；施工期偶然作用主要是地震和火灾。

2)从作用方向上可以分为水平荷载、竖向荷载、附加竖向荷载和特殊施工荷载。水平荷载包括风荷载、混凝土运料车启动和刹车时产生的水平力，以及温度应力等；竖向荷载是指钢筋自重、新浇筑混凝土自重、模板、施工人员及施工设备重量、捣实混凝土时产生的振动荷载等；

1.2 施工期混凝土结构荷载取值

恒荷载主要由钢筋混凝土结构自重和模板支撑重量产生，取值按实际对模板和支撑的重量进行，一般取为楼板重量的倍数，对于钢筋混凝土结构自重，假定均值/标准值=1.06，变异系数=0.074；施工期活载荷统计参数的取值在由条件决定；风荷载中模板支撑设计中必须考虑，但施工中的结构通透性好时，风阻系数就小。支撑体系能均布风荷载，一般是在活荷载上乘以1.2的系数来考虑风荷载的影响。

2 高层建筑混凝土结构转换层产生裂缝的原因

2.1 徐变裂缝

混凝土在新浇筑时弹性模量小，徐变大，升温引起的压应力小。当温度逐渐降低时，截面会因为表面散热过快导致的内外非线性的温度差，表面收缩变形受到内约束后，由于此时混凝土弹性模量变大,徐变小,单位温差产生的应力就比较大，在混凝土表面出现裂缝。大多数温度裂缝是上宽下窄状，有时也出现中间宽,两端窄的棱形裂缝。

2.2 构件横向裂缝

在钢筋混凝土受弯构件中，当截面的受拉边缘混凝土拉应力超过抗拉强度时，构件将在抗拉能力最弱截面产生第一条裂缝，并继续向两边回缩。一般的，距裂缝越远混凝土的回缩越小，钢筋应力逐渐下降，混凝土应力逐渐增加。在裂缝两侧，由于钢筋长度方向粘结应力分布不均匀，当混凝土应力重新增加到等于抗拉强度处将会出现第二条裂缝。裂缝出现后，随着荷载不断增加，钢筋的拉伸应变将大大超过混凝土的拉伸应变，裂缝不断开展。当裂缝超过最大裂缝允许值时，就会影响结构安全。

2.3 温度裂缝

温度裂缝通常是由于混凝土收缩与冷缩产生的。在内部和外部条件的下，当混凝土不能自由收缩与冷缩时，会在混凝土内部引起的约束拉力而产生裂缝。实验表明，混凝土完成总收缩量的60%～85%需要一年时间，而实际工程中许多温度收缩裂缝在一年左右出现。裂缝宽度大小不一，冬季较宽，夏季较窄，该裂缝的出现会进一步引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化。

2.4 塑性收缩裂缝

塑性收缩一般是由于失水产生的。裂缝形态多为中间宽两端细，不连贯状。塑性收缩裂缝受温度，风和空气湿度的影响最大，由于混凝土在终凝过程中强度很小，在高温或较大风力的影响下，混凝土表面失水过快，造成混凝土体积急剧收缩产生龟裂。

3 裂缝控制施工技术

3.1 科学的配制混凝土

在商品混土中凝渗入适量的粉煤灰，减少水泥用量，能有效降低水泥水化热；在混凝土中加入适量的DL-3型缓凝减水剂，可有效延长混凝土的初凝时间，推迟水泥水化热峰值到来的时间，大大提高了混凝土的抗裂强度；适量的UEA型膨胀剂能使混凝土产生预压应力，抵消混凝土收缩时产生的部分拉应力，从而提高混凝土的抗裂能力。

3.2 分层一次浇筑

进行混凝土的浇筑时要按混凝土自然流淌坡度，斜面分层情况，不间断的依次推移，确保混凝土初凝前被上层混凝土覆盖，上下层浇筑时间间隔小于混凝土初凝时间，避免施工冷缝。一次性浇筑面控制在3m内，分4层进行浇筑，并控制好其厚度，。

3.3 混凝土结构的养护

对于混凝土的保养一般采用混凝土表面贮水蓄热保温保湿养护措施。当混凝土终凝后在混凝土表面砌筑贮水池并贮水。利用水的养护和蓄热功能在混凝土表面形成一道保温屏障，再在贮水池上面覆盖塑料薄膜，防止水分蒸发和热量散失，有效隔离了外界雨水和大气温度的变化对贮水池水温的直接影响。该措施有效地控制了混凝土的硬结温度，防止了裂缝的产生。