李麗娟

中圖分類號:TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0710090-01

近年來大量鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn),并非與荷載作用有直接關(guān)系,通過大量的調(diào)查與實(shí)測研究證明這種裂縫是由于變形作用引起,包括溫度變形(水泥的水化熱、氣溫變化、環(huán)境生產(chǎn)熱),收縮變形(塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮)及地基不均勻沉降(膨脹)變形。由于這些變形受到約束引起的應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度導(dǎo)致裂縫,統(tǒng)稱“變形作用引起的裂縫”。

一、裂縫的直接原因

1.收縮及水化熱增加;2.混凝土強(qiáng)度等級日趨提高,但有許多結(jié)構(gòu)不適當(dāng)?shù)倪x擇了過高的強(qiáng)度等級;3.結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力不斷增大,結(jié)構(gòu)形式日趨復(fù)雜,對于各種變形作用必然引起較大約束應(yīng)力;4.外加劑的負(fù)效應(yīng),嚴(yán)重的增加收縮變形,有的甚至降低耐久性;5.忽略結(jié)構(gòu)約束,不善于利用“抗與放”的設(shè)計(jì)原則,缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工規(guī)范、規(guī)程;6.養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng);7.混凝土抗拉性能不足等。

二、鋼筋混凝土承受變形應(yīng)力的特點(diǎn)

(一)“抗與放”設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。結(jié)構(gòu)承受的約束作用分內(nèi)約束(自約束)和外約束兩類。在約束狀態(tài)下,結(jié)構(gòu)首先要求有變形的余地,如結(jié)構(gòu)能滿足此要求,不再產(chǎn)生約束應(yīng)力。如結(jié)構(gòu)沒有條件滿足此要求,則必然產(chǎn)生約束應(yīng)力,超過混凝土的抗拉強(qiáng)度,導(dǎo)致開裂。所以,提出了“抗與放”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,應(yīng)當(dāng)在工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的具體時空條件加以靈活的應(yīng)用。從結(jié)構(gòu)形式的選擇方面(微動、滑動及設(shè)縫措施,提供“放”的條件)及材料性能方面(提高抗拉強(qiáng)度、抗拉變形能力及韌性等提供“抗”的條件)采取綜合措施,如抗放相結(jié)合,以抗為主或以放為主的措施。

(二)約束內(nèi)力與結(jié)構(gòu)剛度的關(guān)系。外荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力只與荷載及結(jié)構(gòu)幾何尺寸有關(guān),但在變形作用條件下,結(jié)構(gòu)的約束內(nèi)力不僅與變形作用及結(jié)構(gòu)幾何尺寸有關(guān),尚與結(jié)構(gòu)剛度有關(guān),這是約束內(nèi)力與荷載內(nèi)力的重要區(qū)別。

約束力矩不僅與溫差和截面高度有關(guān),而且與梁的抗彎剛度成正比,剛度越大,約束力矩越大,這適宜于裂縫出現(xiàn)及擴(kuò)展階段,當(dāng)然應(yīng)當(dāng)考慮鋼筋混凝土的抗彎剛度是變化的。當(dāng)溫差不斷增加,鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)入極限狀態(tài)時,裂縫充分發(fā)展,剛度下降并趨近于零時則力矩也趨近于零。

三、混凝土的某些基本物理力學(xué)性質(zhì)

眾所周知,水灰比大,收縮將顯著增加,同時抗拉強(qiáng)度降低。養(yǎng)護(hù)條件對混凝土的收縮影響很大,養(yǎng)護(hù)14天的收縮比養(yǎng)護(hù)3天的收縮降低約20%。環(huán)境的相對濕度越高,收縮越小,環(huán)境溫度越高,風(fēng)速越大,收縮越大。

混凝土的配筋對于收縮值起一定的約束作用,但是與配筋率的高低有關(guān),按目前構(gòu)造配筋率的情況看來,降低收縮的影響是比較小的?；炷链旨?xì)骨料的含泥量和粉料含量都增加收縮。

四、現(xiàn)澆樓板的裂縫控制在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮的對策

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害與無害的界限由結(jié)構(gòu)使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設(shè)計(jì)、施工、材料等方面綜合技術(shù)措施將裂縫控制在無害范圍內(nèi)。

1.優(yōu)化砼配合比,提高砼抗拉性能。無論是現(xiàn)場拌制的小坍落度砼還是泵送砼,都應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有配合比的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步試驗(yàn)研究高性能砼,優(yōu)選有利于抗裂性能的砼級配,盡力減小水灰比,減少坍落度,降低砂率,增加骨料粒徑,降低含泥量及雜質(zhì)含量。

選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料,例如,目前張家口京北混凝土制造有限公司在商品混凝土研制的原材料中摻用了環(huán)城料業(yè)的F75(復(fù)合礦渣磨細(xì)粉),對提高砼的抗裂性能比較有利,在張家口的實(shí)際工程中清水河改造工程中(為抗?jié)B抗凍混凝土)及用于民用建筑容辰莊園12#、15#多層及小高層的現(xiàn)澆樓板的施工中效果顯著。

2.對于建筑物體形不規(guī)則而產(chǎn)生的裂縫,可在L形或Z形的凹角開間的范圍內(nèi)采取負(fù)筋長向與短向接通方案,鋼筋采用小直徑小間距。

3.為防止樓板沿現(xiàn)澆預(yù)埋塑料電管方向的樓面裂縫,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用如下措施防治:(1)塑料管要有支架固定,塑料管在管線交叉通過時,采用專門設(shè)計(jì)塑料接線盒,防止塑料管交叉對混凝土板厚的削弱過多。(2)混凝土的強(qiáng)度不宜大于C30。(3)改善砼養(yǎng)護(hù)工藝,減少砼自身收縮。

在砼裂縫控制措施中,養(yǎng)護(hù)工藝是很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。調(diào)研中發(fā)現(xiàn),張家口市京北建設(shè)有限公司施工的張家口市容辰12#住宅樓工程嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時間進(jìn)行養(yǎng)護(hù),而且設(shè)定專人,改善了養(yǎng)護(hù)方法,用噴霧器不間斷地輪流噴灑砼表面,即不影響下道工序又保證了養(yǎng)護(hù)效果,該工程基本上沒出現(xiàn)過樓板裂縫,優(yōu)質(zhì)工程主體沒有出現(xiàn)裂縫為一大亮點(diǎn),此工程在2007年度被評為“安濟(jì)杯工程”。

五、結(jié)束語

綜合技術(shù)措施包括:合理選擇結(jié)構(gòu)形式,降低結(jié)構(gòu)約束程度,對與水平構(gòu)件梁、板及墻體等采用中低強(qiáng)度級混凝土,加強(qiáng)構(gòu)造配筋,如板頂部的受壓區(qū)連續(xù)配筋,板的陽角及陰角配置放射筋,增加梁的腰筋間距200mm。優(yōu)選有利于抗拉性能的混凝土級配,盡力減小水灰比、減少坍落度、降低砂率增加骨料粒徑,降低含泥量及雜質(zhì)含量。選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。采取保溫保濕的養(yǎng)護(hù)技術(shù),盡量利用混凝土后期強(qiáng)度(60天)。對于超長結(jié)構(gòu)可采取跳倉澆灌或后澆帶方法施工。對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)難免出現(xiàn)少量裂縫影響正常使用和耐久性.裂縫分為表面裂縫,淺層裂縫,縱深裂縫(深層裂縫),貫穿裂縫等。少量有害裂縫采用近代化學(xué)灌漿技術(shù)處理,滿足設(shè)計(jì)使用和耐久性要求,不應(yīng)因此降低工程質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)。

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