浅谈高层建筑中混凝土结构施工技术的应用

何志远

（廉江市住宅建筑工程公司，广东 廉江 524400）

混凝土的结构裂缝是建筑的大忌，如果它的结构中出现可见裂缝，直接影响观感质量，产生的后果不可想象。也可能产生渗漏影响使用功能或造成二次装饰装修损坏，裂缝的存在和发展会影响到结构构件的承载力和安全，还会对混凝土结构的耐久性造成不利影响。混凝土结构裂缝产生的原因复杂。混凝土工程中材料的特性决定了结构容易产生裂缝。

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）以作用时间为标准，施工期混凝土结构荷载可分为可变荷载、偶然荷载和永久荷载。其中，可变荷载是施工人员和设备的重量、材料自身的重量等可移动荷载，或是在浇筑混凝土过程中产生的冲击荷载；混凝土振捣过程中产生的振动荷载、风荷载；地震、火灾属于偶然荷载；永久荷载主要是钢筋混凝土构件及模板支撑系统临时结构的自重，除非建筑物废弃，否则它永久不变。

（2）以作用方向为准，可将施工期混凝土结构荷载分为特殊施工荷载、竖向荷载、附加竖向荷载和水平荷载4类。其中，竖向荷载包括钢筋自重、新浇筑混凝土自重、模板、施工人员及施工设备重量、混凝土振捣过程中产生的振动荷载等；而水平荷载主要是指温度应力、风荷载以及混凝土运料车启动、刹车过程中产生的水平力等。

1.2 施工期混凝土结构荷载取值

钢筋混凝土结构自重及模板支撑重量产生了恒荷载，它主要根据对模板及支撑的实际重量来取值，正常情况下取楼板重量的倍数，按照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一定要考虑，但施工时如果结构拥有良好的通透性，就能有效降低风阻系数。支撑体系能均布风荷载，往往在活荷载上乘以系数1.2来对风荷载的影响进行分析。

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

新浇筑的混凝土弹性模量较小，徐变较大，升温不会产生太大的压应力。如果温度下降，截面会因为表面热量迅速散失而引起内外非线性温度差，表面收缩变形在内约束的影响下，因为这时混凝土的弹性模量增加，徐变小，单位温差产生较大的温度应力，混凝土表面就容易产生裂缝。很多温度裂缝都是上宽下窄，部分是两端窄、中间宽的棱形裂缝。

由于混凝土建筑中内应力的作用发生变形，长期的变形值可增加2～3倍，因为变形使混凝土受到的拉应力造成裂缝的出现。

2.2 构件横向裂缝

在钢筋混凝土受弯构件中，若截面的抗拉强度无法满足受拉边缘混凝土拉应力要求，在构件抗拉强度最小的截面上出现第一条裂缝，然后向两边延展回缩。正常状态下，混凝土回缩程度会随着与裂缝距离的延长而逐渐变小，钢筋应力也呈下降的趋势，而混凝土应力逐渐增大。裂缝两端的钢筋长度方向粘结应力呈不均衡分布，当混凝土应力重新增加到等于抗拉强度时第二条裂缝就会产生。出现裂缝以后，尤其是荷载持续加大，混凝土的拉伸应变可能会远远落后于钢筋的拉伸应变，裂缝的破坏程度也逐渐加深，裂缝程度一旦超出合理的范围，将会对结构安全造成威胁。

2.3 温度裂缝

混凝土收缩与冷缩往往会引起温度裂缝。混凝土受到内、外部因素的影响而无法自由收缩与冷缩，其内部会产生约束拉力而产生裂缝。通过实验得知，混凝土收缩需要一年才能达到总收缩量的 60%～85%，但对于实际工程建设而言，大部分温缩裂缝的发生大约为一年。而且裂缝宽度各异，一般是夏季窄冬季宽，这种裂缝产生以后将加速混凝土碳化和钢筋的锈蚀。

2.4 塑性收缩裂缝

混凝土失水往往会引起塑性收缩。大部分塑性收缩裂缝都是两端细中间宽，且不连贯。空气、风和温度对这种收缩裂缝产生的影响最大，混凝土在终凝阶段强度减小，如果风力大或遇到高温天气，其表面水分会迅速散失，导致混凝土体快速收缩，严重时土体龟裂。

3 裂缝控制施工技术

3.1 科学的配制混凝土

将定量的粉煤灰掺入商品混凝土中，以节省水泥用量，也能避免水泥水化过程中产生过多的水化热；按一定比例将DL－3型缓凝减水剂掺入混凝土中，能使混凝土初凝时间延长，也可以对水泥水化热峰值出现的时间进行调控，从而使混凝土抗裂强度大幅度提升；在混凝土中掺入定量的UEA型膨胀剂，也有助于混凝土产生预压应力，消除混凝土在收缩过程中出现的部分拉应力，从而增强混凝土的抗裂能力。

3.2 分层一次浇筑

在浇筑混凝土的施工中，应根据斜面分层情况和混凝土自然流淌坡度，依次持续地推移，保证新浇筑的混凝土在上一层混凝土初凝前能将其覆盖，注意上下层混凝土浇筑的时间间隔不能超过混凝土初凝时间，以防出现施工冷缝。分4层一次性浇筑完成，一次性浇筑不超过3 m，同时注意浇筑的厚度。

3.3 混凝土结构的养护

为避免形成清水混凝土表面色差，减少表面因失水而出现裂缝，影响外观质量和耐久性，抓好混凝土早期硬化期间的养护十分重要。现场要求清水混凝土构筑物的侧模在48 d后拆除，模板拆除后其表面养护的遮盖物不得直接用草垫或草包铺盖。以免造成永久性黄颜色污染，应采用塑料薄膜严密覆盖养护，养护时间不得少于14 d。在养护阶段，常用的方法是在混凝土表面贮水蓄热，以满足保温保湿的要求。混凝土终凝后应该在混凝土表面砌筑贮水池贮水。水具有蓄热保温的作用，这样混凝土表面就有了一层保温屏障，为避免水分散失，应该用薄膜覆盖贮水池，这样能有效避免因雨水或天气温度变化而影响贮水池保温保湿的作用。实践证明，这种养护方式能对混凝土的硬结温度进行控制，从而有效避免裂缝的出现。

4 混凝土结构补强加固法

4.1 增大截面法

增大截面法实际上是采用与原有构件相同的材料来扩大截面面积，使构件的刚度及承载能力提升，起到加固的作用。这种方式能有效改善构件的抗拉、抗弯和抗压的功能，而且能起到加固作用。一般是将混凝土浇筑在原有钢筋混凝土柱的周边作为围套，然后使新、旧混凝土融为一体，从而达到加固的目的。

4.2 外包钢法

外包钢法是利用加固于构建外侧的钢板和型钢与原有构件之间的共同作用，使构件刚度和承载能力提升，起到加固的作用。这种方式能使构件的抗弯及抗压能力得到改善，而且工期较短，可广泛应用在不允许增大截面尺寸构建的加固施工中。

4.3 粘贴法

粘贴法是采用粘结剂，在待加固的部位粘贴钢板或纤维增强复合材料，以提高构件的刚度及其承载力，从而达到加固的目的。封闭钢板或纤维箍粘贴在混凝土柱截面周边，可以大大提高柱抗剪承载力，有效改善混凝土的强度及构件的延性。

5 结束语

综上所述，在建筑工程中，裂缝是混凝土结构中普遍存在的问题，裂缝的产生不但会影响建筑物的使用功能，而且还会降低建筑物的抗渗能力，使材料的耐久性降低，影响建筑物的承载能力。因此采取合理的措施和方法来进行处理，可有效地防治混凝土出现裂缝，全面保证建筑物构件的安全，确保整个工程的质量。