高原地区混凝土楼板抗裂施工技术*

2021-06-29李一玮朱宝君

施工技术(中英文) 2021年9期

李一玮，朱宝君

(1.郑州市工程质量监督站，河南郑州 450000； 2.中建八局第二建设有限公司，山东济南 250014)

0 引言

高原地区混凝土楼板施工具有海拔高、环境干燥、紫外线辐射强、昼夜温差大、冻融循环强烈、风大、含氧量低、腐蚀性强、施工期限短等特点，高原地区独特的气候特征对混凝土工作性能和耐久性能提出了更高、更苛刻的要求，从而给工程施工与混凝土楼板裂缝控制带来影响。现阶段我国对高原地区混凝土楼板开裂原因、裂缝防治技术与应用的研究较少，缺乏系统性深入研究。

高原地区建设工程施工条件较差，施工环境复杂，环境保护要求较高。工程多为多层框架结构，涉及医院、学校、行政办公楼、住宅楼等，基于气压低、干燥、寒冷、气候复杂等特点，从原材料合理选择、混凝土配合比优化及混凝土保温保湿养护等提出楼板裂缝控制措施，通过掺加有机纤维提高混凝土耐久性能。进行混凝土耐久性能设计与施工时，需详细了解场地地质条件、环境保护要求，深入分析楼板施工特点，综合考虑多种因素，遵循技术可行、经济合理原则，正确选材，进而提高混凝土楼板抗裂性能。

1 混凝土楼板开裂机理分析

大量调研与实测研究结果表明，高原地区混凝土楼板裂缝多由收缩变形引起，即收缩引起的约束应力大于混凝土抗拉强度，导致混凝土楼板开裂。

楼板混凝土浇筑成型后，在高原地区特殊的气候环境及强烈紫外线照射下，混凝土内部与表面散热条件不同。现浇混凝土楼板在弹性约束状态下，特殊的环境因素加剧了混凝土收缩变形，混凝土因水分蒸发和温度应力作用而开裂，进而导致楼板开裂。因此，楼板需有一定变形余量。

2 混凝土楼板抗裂措施

2.1 设计

1)合理配置构造钢筋，间距150mm配置φ10～φ12 HRB400钢筋，以提高混凝土楼板抗裂性能。

2)对于易开裂的特殊部位，应增设构造钢筋，构造钢筋可采用角部放射筋和抗裂钢筋网片。

3)当设计板厚不足或配筋不当使楼板刚度不足时，楼板整体挠度增大，使楼板下部支撑拆除后四角翘起开裂。因此，设计时需确保板厚满足规范要求。

4)连续式楼板不宜采用分离式配筋，应采用上下双层连续式配筋。在楼板角部四周增设辐射筋，且辐射筋长度≥1.5m。

2.2 材料与施工

2.2.1钢筋、模板工程

1)混凝土浇筑时，需派专人保护楼板钢筋，楼板负筋不宜被施工人员踩踏，应避免发生负筋踩弯现象。

2)模板需进行强度计算，确保具有足够刚度，且支撑牢固，按规定时间拆除模板。首层模板支设时，重点对独立柱基础基坑土方进行回填，然后搭设架体，确保扫地杆连续设置，以保证支撑稳定。

3)根据工程进度，满足设计和规范要求并经申请同意后方可拆除模板，不能提前拆除模板，避免楼板开裂。

2.2.2混凝土工程

通过掺加抗裂纤维改善混凝土抗拉性能、抗裂性能、抗渗性能、抗冲耐磨性能，增加混凝土韧性，从而延长楼板使用寿命。严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石，严格控制砂石含泥量，采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术，选用普通硅酸盐水泥，水灰比≤0.5，水泥用量≥300kg/m3。复合使用防冻剂、早强剂、高效减水剂，减小混凝土收缩变形，提高混凝土抗拉强度。

严格控制预拌混凝土砂石含水率变化，及时调整配合比，控制搅拌时间为2～5min，严格控制混凝土运输车转速，卸料浇筑前按常速再次搅拌。

由于高原地区有效施工期短，且混凝土温度散失快。为此，需优化施工工艺，加强施工管理，加快施工速度。现场浇筑混凝土时尽量避开高温时段，避免混凝土水分大量蒸发，混凝土浇筑前需洒水湿润模板。

浇筑顶板混凝土时，如果温度较高，现场需及时测试混凝土坍落度，坍落度需控制为180～200mm，防止收面不及时造成混凝土水分大量蒸发。使用平板振捣器振捣混凝土，避免碰撞钢筋。

楼板混凝土施工过程中，需严格控制楼板厚度。现场制作若干个水泥板块厚度量测器，用于预控楼板厚度。按拟浇筑楼板厚度配置若干浇筑厚度控制器(见图1)，将套筒支架固定在主立杆上，使支腿端部与主立杆下端平齐，按拟浇筑楼板厚度控制浇筑高度控制盘，旋进主立杆。配置1个仅安装浇筑高度控制盘的可移动浇筑厚度控制器(见图2)，每隔36m2在楼板上布设1个浇筑厚度控制器，然后浇筑楼板混凝土。以浇筑高度控制盘标高为依据，使用刮杆刮平混凝土表面。混凝土表面刮平后，对于距浇筑厚度控制器较远或浇筑厚度不确定的位置，使用可移动浇筑厚度控制器进行检测，检测时直接将可移动浇筑厚度控制器插入混凝土中，如果检测到混凝土表面超过浇筑高度控制盘标高，表明混凝土过厚，反之混凝土厚度不满足要求。使用刮杆刮平混凝土表面并进行第1遍收光后，再次对混凝土厚度进行检测，当混凝土厚度满足要求时，可拔出浇筑厚度控制器，如果一次性浇筑面积较大，可将拔出的浇筑厚度控制器继续设置在其他混凝土浇筑区域。

图1 浇筑厚度控制器

图2 可移动浇筑厚度控制器

改善混凝土养护工艺，加强混凝土养护工作，减少混凝土自身收缩。基于高原地区气候条件，采用合理的混凝土收面及养护方式，保证混凝土强度和耐久性能。浇筑顶板混凝土时，首先使用平板振动器收面1～2次，然后使用磨光机机械收面，收面次数≥3次，最后完成人工收面，收面结束后使用扫帚进行拉毛处理。干燥、寒冷的特殊环境，对混凝土保温保湿养护提出了新要求，为此，采用新型保温保湿养护系统，如图3所示。支设楼板底模时采用木模板，并加铺30mm厚挤塑板进行板底保温养护。楼板混凝土收面后依次铺设0.5mm厚塑料薄膜、50mm厚挤塑板、0.8mm厚塑料薄膜、棉毡。

图3 新型保温保湿养护系统

在柱头处首先覆盖塑料薄膜，然后使用保温板填塞，保温板四周根据柱筋间距锯口，最后覆盖塑料薄膜和棉毡，增加保水性，防止水分蒸发。在保温板空腔层缝隙处每隔1.5m×1.5m留设注水孔，间隔一段时间注水，保证混凝土表面湿润。天气晴朗时将棉毡掀开，利用上层塑料薄膜吸收热量，傍晚时将棉毡复原。

通过使用新型保温保湿养护系统提高混凝土早期强度，降低磨耗量，抑制微裂缝的产生，延长混凝土使用寿命，且节约大量水资源，省工节能，大幅度提高施工效率，降低养护成本。塑料薄膜在吸收储存水分的同时吸收混凝土水化热释放的热量，即在高效保湿的同时达到良好保温效果。塑料薄膜内温度变化均匀，可有效减小昼夜温差造成的影响。利用上下层塑料薄膜形成的空腔层及棉毡层达到更好的保温效果，具有一定社会、经济效益。