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对泵送混凝土楼面施工裂缝控制措施的分析

2011-12-31芮玉根

城市建设理论研究 2011年28期
关键词:防治措施裂缝施工

芮玉根

摘要:本文分析了常见混凝土施工楼面裂缝形成的原因,提出了预防和控制的混凝土裂缝的措施,可供同行技术人员参考。

关键词:混凝土楼面;裂缝;施工;防治措施

在当前建筑工程施工中,泵送混凝土在很多高层建筑及大体积混凝土中得到广泛应用,对施工工效的提升以及节约施工成本效果明显。但是,工程实践表明,泵送混凝土属于大流态性的混凝土,具有坍落度大、水泥用量多、含砂率高等特点,因此,在施工中产生裂缝的概率较高。特别是住宅工程楼板的裂缝发生后,往往会引起的投诉、纠纷以及索赔要求等。现对泵送混凝土楼面施工裂缝产生的原因及防治措施进行探讨。

1裂缝形成的原因和防止措施

1.1温度裂缝

1.1.1裂缝形成的原因。混凝土是热的不良导体,传热很慢,混凝土浇筑后,在混凝上硬化初期,水泥的水化热使混凝土内部温度升高,一般每100kg水泥可使混凝土温度升高10℃左右,加上混凝土的入模温度,在2~3d内,混凝土内部温度可达50~800℃,造成内外温差很大,形成温度梯度,而混凝土的线膨胀系数约为10×10-6/℃即温度每升高或降低100℃,混凝土会产生0.01%的线膨胀或收缩。经验表明,在无风天气,混凝土表面温度与环境气温之差大于25℃时,即出现肉眼可见的温差收缩裂缝。裂缝宽度一般在0.5mm左右。裂缝走向无规律性,有在构件表面较浅范围内的,有深入到构件内部较深的,深进和贯穿的温度裂缝对混凝土有很大的破坏性。

1.1.2防止措施

(1)在材料方面。严格控制混凝土原材料,降低水泥水化热。选用中低热的水泥品种和在保证混凝土和易性的前提下降低水灰比是控制混凝土温度升高的根本方法;选择合适的骨料级配,增强混凝土的和易性,有效地控制混凝土的温度升高,在施工条件允许的情况下,尽量选择粒径较大、级配良好的粗骨料;掺加适量的外加剂或掺和料,如木质素磺酸钙减水剂、粉煤灰等,优化混凝土配合比,改善混凝土的性能,从而降低水化热。

(2)在施工、设计方面

①控制混凝土的出机温度。对混凝土出机温度影响最大的是石子与砂的温度,采用预冷骨料、遮阳防晒、洒水降温。运输时,对运输车进行遮阳防晒和保温措施。

②掌握好混凝土浇筑时间。合理部署施工,尽量避免在炎热天气浇筑大体积混凝土,控制混凝土的浇筑温度,减少结构的内外温差。

③及时对混凝土进行保温、保湿养护。尽量减少混凝土的暴露面和暴露时间,避免夏季遭受暴晒,防止冬季经受寒潮冲击,延缓混凝上的降温速率。

④改善边界约束和构造设计。当大体积混凝土结构尺寸过大时,为防止水化热的大量积聚,在进行结构设计时,可在适当位置设.片后浇带,降低混凝土每次浇筑的蓄热量。其次在结构的孔洞周围,变截而处以及底板、顶板与墙的转角处,配制温度钢筋,改善应力集中,防止裂缝出现;同时为了消除边界约束而引起的温度引力,应在与边界约束的接触面设置滑动层,以消除嵌固,减少约束。

1.2施工裂缝

1.2.1裂缝形成的原因

(1)振捣工艺不当发生的裂缝。振捣不足部位混凝土构造比较疏松,拆模后易出现蜂窝、麻面,过振部位则粗骨料下沉,表面泌浆、泌水,中间砂浆富集,易由表及里发生塑性裂缝和干燥裂缝。有时工地为减少拆、装泵管次数,将混凝土拌合物集中卸下,用振捣器赶料,使大量浆体被赶走,粗骨留在原处,导致混凝土结构失匀,浆体多的部位易出现塑性收缩裂缝和干燥裂缝。

(2)养护不足引起的裂缝。混凝土浇筑后如不及时养护,易产生塑性收缩裂缝和早期干燥裂缝,特别是水泥用量大的高强度等级混凝土和高温、干燥气候条件下浇筑的平板结构混凝土,如不及时养护,极易出现早期收缩裂缝。在烈日暴晒和大风天气,混凝土浇筑后如不及时覆盖养护,有时混凝土表面较快硬结,形成一层硬皮,硬皮上的裂缝已经抹压不动,而下部混凝土还未达到初凝。春寒大风时期也会出现类似现象。这种情况,只有通过二次振捣后,及时覆盖养护加以解决。养护不足不仅表现在养护时间达不到规范规定的天数,例如有的工地并不覆盖保湿养护,只是一天浇两三次水,混凝土同样处于养护不足状态。

(3)预埋线管处的裂缝。预埋线管,特别是多根线管的集散处是混凝土截面受到较多削弱,从而引起应力集中,容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预埋线管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,同时线管的敷设走向又不垂直于混凝土的收缩和受拉方向时,一般不会发生楼面裂缝。反之,当预埋线管的直径较大,开间宽度也较大,并且线管的敷设走向又垂直于混凝土的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。

(4)施工荷载裂缝。目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5~7d左右一层,最快时甚至不足5d一层。因此当楼层混凝土浇筑完毕后不足24h的养护时间,就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动,这就给大开间部位的房间雪土加霜。除了大开间的混凝土总收缩值较小开间要大的不利因素外,更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成,就难于闭合,形成永久性裂缝,这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。

1.2.2防止措施

(1)加强教育和管理,作好技术交底,使全体操作人员掌握正确的操作工艺。

(2)主体结构的施卜速度不能强求过快,楼层混凝土浇筑完后的必要养护(一般小宜少于24h)必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度启控制在6~7d一层为宜,以确保楼面混凝土获得最起码的养护时间。

(3)科学安排楼层施工作业计划,在楼层混凝土浇筑完毕的24h以前,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,最多只允许暗柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大宗材料,避免冲击振动。24h以后,可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放,以控制和减小冲击振动力。第3天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工。

(4)在模板安装时,吊运(或传递)来的材料应做到尽量分散就位,不得过多地集中堆放,以减少楼面荷重和振动。

(5)对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位(一般约40㎡左右)的模板支撑架在搭设前,就预先考虑采用加密立杆(立杆的纵、横向间距均不宜大于800mm)和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增强刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并应在该区域的新筑混凝土表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。

(6)线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处可采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的混凝土灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的混凝土截面大量削弱时,宜按预留孔洞构造要求在四周增设上下各2ф12的井字形抗裂构造钢筋。

(7)加强对楼面混凝土的养护。混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少混凝土初期伸缩裂缝发生。但实际施工中,由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业,因此楼面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。为此,施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护,并建议采用喷HL等品种和养护液进行养护,达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。

2裂缝处理

在裂缝出现后,应结合具体的施工工艺、地理环境、材料条件寻求引发裂缝的主次原因,从而便于采取合理的补救措施。一般上从裂缝的外观现象着手,比如:裂缝的宽度、长度;裂缝是否贯通;表面是否有抹面层、保护层和外部情况,如出现裂缝的部位,有无潮气或漏水(水质或水压)情况、周围的气象条件等。按这些调查结果,再根据耐久性或防水性判断,依据有关修补的依据选择切实合理有效的修复方法,那么裂缝问题就迎刃而解了。要根治裂缝必须要了解有关修补的依据才能合理选择有效的修复办法。

我国《混凝土结构设计规范》上规定了钢筋混凝土构件裂缝宽度允许值,目前裂缝常用的治理方法有以下几种:

2.1表面修补法。适用于裂缝宽度小于0.2mm的对承载能力无影响的表面及深进裂缝,以及大面积细裂缝防渗漏水的处理。一般做法:将裂缝附近或沿裂缝凿成深15~20mm、宽150~200m凹槽,有抹灰层的凿去抹灰层,扫净并撒水湿润。槽内碳水泥砂浆或沥青油膏等。嵌补完后恢复抹灰层。

2.2压力灌浆法。压力灌浆法系用压浆泵将胶结料压入裂缝中,由于其凝结、硬化而起到补缝作用,以恢复结构的整体性。此种方法适用于对结构整体性有影响,或有防水、防渗要求的裂缝修补。常用的灌浆材料有水泥和化学材料,可按裂缝的性质、宽度以及施工条件等具体情况选用。一般对宽度大于0.5mm的裂缝,可采用水泥灌浆;宽度小于0.5mm的裂缝,或较大的温度收缩裂缝,宜采用化学灌浆。

2.3结构加固法。适应于对整体性、承载能力有较大影响的深进及贯穿性裂缝的固处理。裂缝宽度一般在1~3mm之间。一般方法有:①加设钢筋混凝土围套;②加钢套箍;③设置预应力拉杆。

2.4综合加固补强法。对宽度大于3mm的裂缝往往有构造上的缺陷,此时已不能单纯的使用那一种修补方法。一般多并用构造上的强加固方法。

3结束语

综上所述,导致混凝土产生不同程度的裂缝有许多因素,要有效控制混凝土裂缝,必须从结构设计、混凝土原材料到施工工艺、养护等每一步都尽少出现失误或不当。在混凝土常见的裂缝中,大多数发生在施工阶段或出现在工程正式交付使用以前,因此施工过程中对于混凝土工程的裂缝控制是非常重要的。

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