于志豪
(中國(guó)建筑第五工程局有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410004)
溧水石湫街道新城片區(qū)保障性安居工程項(xiàng)目(五期)項(xiàng)目部位于南京市溧水區(qū)石湫街道,石湫街道位于南京南部,距離南京祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng)8km。境內(nèi)山清水秀,環(huán)境優(yōu)美,景色宜人。該項(xiàng)目共分為東西兩個(gè)地塊,共包括24棟高層住宅(均為18 層)、2 棟配套用房以及門(mén)房、配電房、垃圾房等若干。兩個(gè)地塊分別設(shè)置獨(dú)立的單層地下室,住宅塔樓投影范圍內(nèi)設(shè)有非機(jī)動(dòng)車庫(kù)。地上總建筑面積約26.4 萬(wàn)m2,其中住宅建筑面積約24.9 萬(wàn)m2,地下建筑面積約10.6 萬(wàn)m2。
現(xiàn)澆筑的鋼筋混凝土材料樓板會(huì)出現(xiàn)收縮的狀況,導(dǎo)致樓屋面涌現(xiàn)出縱列較寬的紋路,其整體走向規(guī)整。仔細(xì)觀察,可見(jiàn)裂紋大小不一致,最小處的裂紋至多幾毫米,且裂紋之間的距離從幾厘米到幾米不等,相互間無(wú)過(guò)多關(guān)聯(lián)。通常來(lái)看,樓屋面上顯現(xiàn)的裂紋比較淺,一般劃分為中等程度。這些裂紋一般發(fā)現(xiàn)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板初次硬化后期,可能是撤銷遮擋模板后外界的風(fēng)速過(guò)快、氣溫偏高或長(zhǎng)期過(guò)高(≥40℃)、空氣干燥等因素導(dǎo)致的。這種情況普遍存在于工程作業(yè)中。
在現(xiàn)澆鋼筋混凝土工程中,可以運(yùn)用一些其他方法降低樓面和屋面產(chǎn)生紋路的可能性,如調(diào)整膠凝材料的配比、降低材料自身的水化熱、控制混合時(shí)間等,延緩澆筑后板材表面水分蒸發(fā),達(dá)到預(yù)防的目的。
在現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料中,因?yàn)槠胀z凝材料的密度遠(yuǎn)低于骨料的密度,因此開(kāi)始階段骨料顆粒是懸浮在水泥漿中的,后期逐漸沉入漿體中。材料中粉煤灰的占比較高,所以骨料的下沉和上浮會(huì)導(dǎo)致水平鋼筋和粗集料的底部出現(xiàn)多余的水分,水分蒸發(fā)后產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫,一定程度上削弱了現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料樓板自身的硬度等性能,導(dǎo)致其后期更易發(fā)生塑性形變。并且養(yǎng)性沉降愈嚴(yán)重,裂縫開(kāi)裂程度愈大。
在通常情況下,膠凝材料在90d 內(nèi)的干燥速度為0.04%~0.06%,流體膠凝材料在90d 內(nèi)的干化速度為0.06%~0.08%,這些指標(biāo)是分析現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料出現(xiàn)裂縫的重要條件。在規(guī)定的濕度形態(tài)下,干縮樓面和屋面裂縫呈現(xiàn)出遞減的效果。在樓面和屋面裂縫參數(shù)不小于或等于相關(guān)規(guī)定時(shí),建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,可繼續(xù)下一步計(jì)劃。
預(yù)防出現(xiàn)該類型裂縫的措施有以下4 個(gè)方面:①改善水泥原材料配比比例,提升用料自身性能,減少使用量;②嚴(yán)格監(jiān)控水灰摻入量,有效區(qū)分裂縫類別;③不選取太高的配筋率;④減少現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料的水含量,延緩蒸發(fā)速率。
目前常用的現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料屬于導(dǎo)熱性能較為普通的建筑用材,其傳熱速度低于其他類型材料。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料干燥的初始階段,隨著鋼筋混凝土建材內(nèi)部水化熱的逐漸增高,樓面和屋面會(huì)顯示出裂紋。一般每100kg 水泥會(huì)使現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料的溫度提高10℃左右,樓面和屋面的裂縫大小約為0.5mm,裂紋的走向無(wú)規(guī)律可循,且裂紋的出現(xiàn)與使用的其他構(gòu)件表面的形態(tài)有關(guān)。整體來(lái)說(shuō),樓板和屋面裂縫的深度和外界溫度對(duì)澆筑混凝土復(fù)合材料的承載能力有很大的影響。
預(yù)防出現(xiàn)該類型裂縫可以從以下4 個(gè)方面做起:①提前計(jì)劃有效地分層、接縫技術(shù)處理等;②選擇水化熱不高的建材和組合料;③設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)用于建材降溫,如鋪設(shè)冷水管等;④隨時(shí)關(guān)注天氣預(yù)報(bào),預(yù)備防護(hù)措施應(yīng)對(duì)突發(fā)情況,如升溫保溫、降溫防寒、降水排水等,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。
常用處理該類裂縫的步驟如下:搭設(shè)施工腳手架→觀測(cè)裂縫→基層處理→確定注入口→配封縫膠→封閉裂縫→安設(shè)底座→配灌漿樹(shù)脂→安設(shè)灌漿器→灌漿→拆除灌漿器→清洗灌漿器→基層復(fù)原。
水泥制品的緊縮是指水泥水化、碳化造成的游離碳酸鈣和碳酸鈣的體積指標(biāo)變化[1]。水泥碳化會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的游離水分子,當(dāng)水揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的毛細(xì)張力導(dǎo)致材料發(fā)生緊縮。在澆筑過(guò)程中,過(guò)分抹平壓光會(huì)使較多的細(xì)骨料浮到混凝土表層,形成含水量很大的水泥漿層。空氣中的CO2與水泥漿中的Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成CaCO3,導(dǎo)致硬化后期混凝土明顯收縮,即碳化收縮,出現(xiàn)開(kāi)裂。
預(yù)防出現(xiàn)該類型裂縫可以從以下4 個(gè)方面做起:①在表面涂抹防滲層,阻止空氣水分的滲入;②增加水泥用量,增強(qiáng)抗碳化性能;③增大水灰比,降低密實(shí)度;④合理管控濕度,碳化作用只在適宜的濕度(約為50%)下較快進(jìn)行。
水泥水化可以縮減自身體積,但是初始階段的水化收縮僅僅是漿液外觀體量的縮減,初凝后水泥骨架內(nèi)部產(chǎn)生孔隙。當(dāng)水灰比不大于0.35 時(shí),現(xiàn)澆鋼筋混凝土建材初步硬化后的水化收縮和自干收縮量最多可達(dá)到0.01%~0.03%。對(duì)于低含水量的現(xiàn)澆鋼筋混凝土建材來(lái)說(shuō),如果水泥初始干燥階段未能完全達(dá)到硬化標(biāo)準(zhǔn),需要盡快采取解決措施,對(duì)投入使用的現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料進(jìn)行浸漬處理,否則樓面和屋面可能出現(xiàn)自內(nèi)向外的干縮裂縫。
就目前情況來(lái)看,大部分建筑工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中所使用的混凝土都實(shí)行的是統(tǒng)一的泵車運(yùn)送,主要是因?yàn)楸密囘\(yùn)送可以有效防止混凝土出現(xiàn)各類裂縫。而為了使混凝土可以滿足泵送的條件,混凝土需要具備更大的塌落度,但是這樣容易出現(xiàn)粗骨料少、砂漿多等現(xiàn)象,此時(shí)混凝土的脫水收縮就比較困難,十分容易形成表面裂紋。
混凝土澆筑之前需要進(jìn)行振搗,振搗可以將混凝土中的水分和空氣擠出,如果振搗過(guò)程不合理,混凝土表面就會(huì)形成不透水表面,從而出現(xiàn)砂漿層,隨著水分的蒸發(fā),混凝土在冷凝之后由于振搗不合理,容易出現(xiàn)開(kāi)裂。
如果混凝土在經(jīng)過(guò)振搗后過(guò)分抹干,也會(huì)使其中的細(xì)骨料成分浮到表面上來(lái),使水泥漿層含水量過(guò)大,當(dāng)其在接觸到空氣中的二氧化碳之后,水泥漿中的氫氧化鈣就會(huì)變成碳酸鈣,導(dǎo)致混凝土碳體積收縮,混凝土板表面壓光部位出現(xiàn)斷裂。
為了減少和降低混凝土出現(xiàn)的收縮和熱應(yīng)力現(xiàn)象,根據(jù)施工規(guī)范和要求需要設(shè)置后澆帶。在該工程項(xiàng)目的具體建設(shè)過(guò)程中,或多或少會(huì)有一部分施工人員不能完全按照相關(guān)的施工規(guī)范和要求進(jìn)行后澆帶施工,又或者是未留企口縫,缺少模板支護(hù),這就容易使混凝土出現(xiàn)斜坡或者松散等問(wèn)題,以上這些問(wèn)題都是造成混凝土板面出現(xiàn)裂縫的重要原因。
受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使,施工企業(yè)為了追求過(guò)高的利潤(rùn),不惜降低工程項(xiàng)目建設(shè)成本,比如鋼筋模板使用數(shù)量不夠,又或者是為了加快施工進(jìn)度而過(guò)早地拆模,導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不符合相關(guān)的規(guī)定,而混凝土強(qiáng)度低,沉重樓板的質(zhì)量就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,十分容易出現(xiàn)裂縫。
當(dāng)下,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,保障性安居工程項(xiàng)目逐漸走進(jìn)大眾視野,在這樣的背景之下,埋地管道隨之增多。管道數(shù)量較多,使得鋼筋混凝土的附著力隨之下降,造成非均勻應(yīng)力出現(xiàn),一些水泥地面出現(xiàn)了很多凹凸的小裂紋。同時(shí),鋼筋因?yàn)橘|(zhì)量原因,在具體的施工過(guò)程中被施工人員踩踏,出現(xiàn)了彎曲、變形和下沉等問(wèn)題,又或者是混凝土澆筑時(shí)鋼筋位置設(shè)置不合理,離模板距離較遠(yuǎn),使得模板失去了應(yīng)有的保護(hù),從而出現(xiàn)了裂縫。
在混凝土的固化過(guò)程中,如果其自身的承重能力未達(dá)到相關(guān)要求或標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就開(kāi)始組織施工,一旦出現(xiàn)碰撞,板面就會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則裂紋。因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不當(dāng),是造成樓面混凝土裂縫的重要原因。由此可見(jiàn),控制混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間十分重要。養(yǎng)護(hù)過(guò)早會(huì)影響混凝土的性能,養(yǎng)護(hù)過(guò)晚混凝土?xí)馐茱L(fēng)吹日曬表面的水分蒸發(fā)過(guò)快,導(dǎo)致大幅縮水,混凝土由于缺水收縮而產(chǎn)生裂縫,此時(shí)混凝土的強(qiáng)度就會(huì)變低,出現(xiàn)抗拉應(yīng)力開(kāi)裂。
仔細(xì)篩選合格的建筑用料,監(jiān)測(cè)建材的配料質(zhì)量,尤其是砂石顆粒大小和含泥量。含沙量過(guò)多會(huì)降低建筑材料本身的硬度。由于建筑規(guī)定泥漿膨脹率應(yīng)大于或等于水泥的膨脹率,所以,需要在高強(qiáng)膠凝材料中添加超細(xì)礦物添加劑,確保其材料在集料膠的作用下提高工程復(fù)合現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料的機(jī)能,盡可能降低材料對(duì)整體建筑的影響。在運(yùn)送投入使用的鋼筋混凝土復(fù)合工程材料途中不得與卸料分開(kāi),不得將水添加到運(yùn)輸泵拖車中。
在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓板的項(xiàng)目推進(jìn)中,必須全面考察樓板的溫度應(yīng)力。選用小直徑鋼筋或小間距樓板鋼筋,要求規(guī)格一般為8mm~14mm,鋼筋間距為150mm~200mm,配筋率大于0.3%。一般來(lái)說(shuō),在地板的設(shè)計(jì)規(guī)劃中,水、電管道埋于地板內(nèi)部,這樣可以最大程度利用地板內(nèi)部空間。建筑物地面出現(xiàn)的槽外橫墻和內(nèi)橫墻應(yīng)該位于同一水平面,并在槽口外緣設(shè)連接梁,橫截面與配筋不宜太小;加固槽口的樓板來(lái)以抵御集中的溫度應(yīng)力和現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓板自帶的收縮應(yīng)力;在磚混建造中,槽口的陰陽(yáng)角須配設(shè)構(gòu)造柱。
因?yàn)閯?dòng)工的作業(yè)人員以及承接單位的素養(yǎng)水平參差不齊,在實(shí)際施工中無(wú)法完全避免裂縫的產(chǎn)生。該文經(jīng)思考總結(jié)后提出以下幾點(diǎn)方法僅供參考:1)用足量的水沿裂縫走向打濕裂縫表面,沿裂縫鋪撒水泥灰,其可與水混合形成懸浮液并逐漸滲入裂紋中,達(dá)到修補(bǔ)目的。具體操作時(shí)要防止趕工,灑水和灰后直接用刷子進(jìn)行涂抹修補(bǔ),這樣會(huì)導(dǎo)致深層裂縫還未被修補(bǔ)但表層的水泥漿液已經(jīng)開(kāi)始硬化,只是面子工程,沒(méi)有實(shí)際作用。所以在施工時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格遵循實(shí)用原則,水泥漿的滲入硬化是自然發(fā)生的,而非人為干預(yù)。2)裂縫出現(xiàn)時(shí)間過(guò)久,情況較為嚴(yán)重時(shí)的處理方法如下。沿裂縫走向涂抹一次水泥基(施工流程如圖1 所示),然后選取有一定彈性的裂砂漿再次刷層,該方法可以有效防護(hù)混凝土表面,避免出現(xiàn)龜紋裂縫。
圖1 水泥穩(wěn)定基施工流程
為了避免樓面混凝土澆筑出現(xiàn)裂縫,必須要對(duì)混凝土各類材料的使用進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理,使用優(yōu)質(zhì)的材料,遵循“精益求精”的原則,制定合理材料采購(gòu)計(jì)劃(如圖2 所示),堅(jiān)決抵制不合格的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。具體可以從以下幾個(gè)方面做起:1)合理控制材料中黏土的聚集量。材料中的黏土聚集量不論是對(duì)于混凝土的拉伸強(qiáng)度還是收縮性能都有很大影響,黏土聚集量高的材料,會(huì)減少混凝土機(jī)械貼合面,隨著水量的增加,便會(huì)增強(qiáng)混凝土的收縮性,降低拉伸強(qiáng)度,導(dǎo)致其產(chǎn)生收縮裂縫。2)高細(xì)度的水泥本身強(qiáng)度較高,收縮率較大。為此,要盡可能地降低水泥的細(xì)度,減少裂縫的出現(xiàn)。3)在混凝土良好的養(yǎng)護(hù)條件下,其中的外加劑、混凝土膨脹劑可以有效減少混凝土開(kāi)裂問(wèn)題出現(xiàn)。
圖2 材料采購(gòu)流程圖
混凝土澆筑開(kāi)始之前,要分別將模板和鋼筋上的泥土、油污和垃圾清理干凈,特別是木模板要先進(jìn)行潤(rùn)濕,并及時(shí)辦理隱蔽驗(yàn)收手續(xù)。
混凝土澆筑過(guò)程中,委派專業(yè)人員將混凝土中的水泥、砂石以及外加劑過(guò)磅,并記錄在冊(cè)。
混凝土出攪拌機(jī)時(shí),做好塌落度測(cè)試工作,每間隔1h查看塌落度,并合理控制水灰比,施工現(xiàn)場(chǎng)配置2 臺(tái)350 混凝土攪拌機(jī),保證混凝土不間斷攪拌。
混凝土澆筑要分層進(jìn)行,為保證前后澆筑不會(huì)出現(xiàn)冷縫,澆筑過(guò)程中應(yīng)采用連續(xù)薄層推移式澆筑方法循序漸進(jìn)澆筑,先澆筑下梁部分至板底,剩余部分同板一起澆筑,澆筑厚度控制在0.5m,墻板澆筑高度不宜超過(guò)1.5m,下層間隔澆筑時(shí)間不得超過(guò)2h;在振動(dòng)要求方面,振動(dòng)棒要直上直下,且呈梅花狀快插慢拔,插點(diǎn)距離不得大于500mm,振動(dòng)時(shí)間為20s~30s 為宜,不得進(jìn)行二次振搗。
澆筑過(guò)程中先在斷面搭設(shè)安全穩(wěn)定的臨時(shí)架,以免澆筑人員踩踏鋼筋,按照鋼筋上的水平控制點(diǎn)拉線放料,再刮平;嚴(yán)格控制混凝土表面平整度,按照要求進(jìn)行刮面和打毛,待混凝土初凝后,先使用滾筒滾壓2~3 遍,再使用木卡搓平,直至毛順直、平整即可。
混凝土澆筑完成后根據(jù)天氣情況及時(shí)用水進(jìn)行噴灑養(yǎng)護(hù)或者使用草簾覆蓋,如果天氣情況變化不大,每間隔12h澆水養(yǎng)護(hù)一次,這樣可以有效減少裂縫出現(xiàn);如果氣溫下降,要及時(shí)使用草簾覆蓋,以此降低混凝土內(nèi)外表面的溫度變化產(chǎn)生的影響,防止因溫差而產(chǎn)生裂縫,并能嚴(yán)格按照《混凝土檢驗(yàn)質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》隨機(jī)取樣混凝土試塊。
針對(duì)項(xiàng)目實(shí)操中出現(xiàn)的各類型樓面和屋面裂縫,發(fā)現(xiàn)后應(yīng)精準(zhǔn)定位,認(rèn)真分析原因,然后采取對(duì)應(yīng)技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)或重建。在解決問(wèn)題時(shí)嚴(yán)格遵守基本原則:①甄別實(shí)況。明確問(wèn)題原因,完善處理步驟;②保障結(jié)構(gòu)的安全性,使其達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn);③判定合適的處理時(shí)間,避免出現(xiàn)其他損失,保障安全的同時(shí)解決問(wèn)題。