1.浙江錢湖建設(shè)有限公司 浙江杭州 310020;
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摘要:本文對混凝土裂縫的成因、預(yù)防措施和處理方法進行理論性的分析,提出了要防止裂縫的出現(xiàn),須從設(shè)計、材料、施工等多個方面入手進行控制的方法措施,同時指出混凝土裂縫的防制是一個綜合性問題,須經(jīng)設(shè)計、監(jiān)理和現(xiàn)場施工等各方面的配合,以消除或減少混凝土裂縫的危害,并以我市某綜合樓工程項目所出現(xiàn)的實際案例進行詳述。
關(guān)鍵詞:混凝土裂縫;預(yù)防措施;處理方法
1、工程概況
某辦公樓工程,磚混六層,鋼筋混凝土平屋頂,素砼條基,地基持力層為粉質(zhì)粘土——含角礫粉質(zhì)粘土,長50m,寬16m。工程經(jīng)各方主體驗收合格交付使用半年后,墻體出現(xiàn)了較多裂縫,施工單位采取了一系列保修措施,但至今仍有裂縫反復(fù)出現(xiàn),但對結(jié)構(gòu)安全與使用功能并未造成實質(zhì)性影響。本工程為混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu),其中地下室底板、剪力墻混凝土標(biāo)號為C35,抗?jié)B等級S8,頂板為C35,抗?jié)B等級S6;其它各樓層柱子混凝土等級為C30,樓板為C25。本工程混凝土施工所采取的措施:
(1)采用低熱或中熱水泥,慘加粉煤灰,磨細(xì)礦渣粉等慘和料。
(2)慘入減水劑、緩凝劑、膨脹劑等外加劑。
(3)在炎熱季節(jié),采用降低原材料溫度,減少混凝土運輸時吸收外界熱量等降溫措施。
(4)對于厚板承臺等構(gòu)件,在混凝土內(nèi)部預(yù)埋管道,進行水冷散熱。
(5)采取保溫保濕養(yǎng)護,使混凝土中心溫度與表面溫度的差值,混凝土表面溫度與大氣溫度的差值不大于25℃。
(6)派專人負(fù)責(zé)混凝土終凝后立即進行養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不少于14天。
(7)基礎(chǔ)及地下混凝土為防堿集料反應(yīng),水灰比≦0.55,水泥用量≧300Kg/立方。
1.1 混凝土裂縫的情況
由于本工程現(xiàn)已完成主體結(jié)構(gòu)、砌磚工程,故根據(jù)現(xiàn)狀已出現(xiàn)的裂縫進行分析,見下表1。
表1 各構(gòu)件混凝土裂縫統(tǒng)計
部位裂縫數(shù)(點)裂縫寬度b(mm)裂縫數(shù)(條)占頂板總裂縫數(shù)(%)
地下室頂板11b≤0.1763.6
0.1
0.2
b>0.319.1
部位裂縫數(shù)(點)裂縫寬度b(mm)裂縫數(shù)(條)占墻面總裂縫數(shù)(%)
地下室剪力墻面6b≤0.1583.3
0.1
0.2
b>0.300
部位裂縫數(shù)(點)裂縫寬度b(mm)裂縫數(shù)(條)占各樓層結(jié)構(gòu)總裂縫數(shù)(%)
各樓層結(jié)構(gòu)24b≤0.11145.8
0.1
0.2
b>0.3312.5
在不同環(huán)境中構(gòu)件混凝土裂縫允許的寬度見表2。
表2 其結(jié)構(gòu)允許裂縫寬度
序號結(jié)構(gòu)使用環(huán)境允許裂縫寬度(mm)
1無侵蝕、無抗?jié)B要求0.3
2輕微侵蝕、無抗?jié)B要求0.2
3嚴(yán)重侵蝕、有抗?jié)B要求0.1
2、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多,常見原因有7大類40余種,產(chǎn)生的原因也復(fù)雜,對建筑物的使用性和安全性的危害也屢見不鮮。為解決混凝土裂縫危害,尋找混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,建筑工作者們不斷深入的研究發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生混凝土裂縫的原因常發(fā)生的有以下幾種:
2.1 荷載裂縫
2.1.1 直接應(yīng)力裂縫:
(1)設(shè)計計算階段:結(jié)構(gòu)承載計算時沒計算;漏算或計算不合理;結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實際受力不符;荷載少算或漏算;內(nèi)力與配筋計算有誤;結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計時不考慮施工的可能性,設(shè)計斷面不足,鋼筋配筋率或布置考慮不完善;結(jié)構(gòu)剛度不足;構(gòu)造處理不當(dāng);設(shè)計圖紙交代不清等。
(2)施工階段,在砼未凝結(jié)硬化時,人員隨意走動,不加限制地堆放施工機具、材料;有時為了趕工期,在混凝土成型后未達到規(guī)范強度要求時,施工人員就隨意的在其上進行下一道工序的施工,使混凝土結(jié)構(gòu)被迫提前接受了來自下一道工序的施工所帶來的外界荷載。不了解預(yù)制構(gòu)件受力特點,隨意翻身、起吊、運輸、安裝;不按設(shè)計圖紙施工,擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序,改變結(jié)構(gòu)受力模式。
(3)使用階段,超出設(shè)計載荷的重型機械搬運安置過程中的接觸、撞擊;發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。
2.1.2 次應(yīng)力裂縫
(1)在設(shè)計外荷載作用下,由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮,從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。
(2)結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等,在常規(guī)計算中難以準(zhǔn)確的進行模擬計算,一般根據(jù)經(jīng)驗或規(guī)范要求設(shè)置加強筋。研究表明,受力構(gòu)件挖孔后,力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象,在孔洞附近密集,產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。如在長跨預(yù)應(yīng)力梁板,經(jīng)常在跨內(nèi)截斷鋼束,設(shè)置錨頭,而在錨固斷面附近經(jīng)??梢钥吹搅芽p。因此,若處理不當(dāng),在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截斷處等構(gòu)件薄弱處容易出現(xiàn)裂縫。
實際工程中,次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的最常見原因。次應(yīng)力裂縫多屬張拉、劈裂、剪切性質(zhì)。次應(yīng)力裂縫也是由荷載引起,僅是按常規(guī)一般不計算,但隨著現(xiàn)代算手段的不斷完善,次應(yīng)力裂縫也是可以做到合理驗算的。在設(shè)計上,應(yīng)注意避免結(jié)構(gòu)突變(或斷面突變),當(dāng)不能回避時,應(yīng)做局部處理,如突變處做成漸變過渡,同時加強構(gòu)造配筋,轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋,對于預(yù)留空洞應(yīng)設(shè)置加強筋,而對于較大孔洞有條件時可在周邊設(shè)置護邊角鋼。
3、混凝土裂縫預(yù)防措施
混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶縫工作的,由于混凝土裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力,影響建筑物的外觀、使用壽命,嚴(yán)重者將會威脅到人們的生命和財產(chǎn)安全。很多工程的失事都是由于混凝土裂縫所致。為使結(jié)構(gòu)盡可能不出混凝土裂縫而影響建筑的使用性能,應(yīng)盡量采取有效措施控制混凝土裂縫產(chǎn)生。本文在這里根據(jù)以上分析所得的混凝土產(chǎn)生原因可以得出以下幾條應(yīng)對的措施。
3.1 設(shè)計措施
3.1.1 結(jié)構(gòu)的‘抗’與‘放’