古嘉斌
摘要:現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構在我國建筑工程中得到廣泛的采用,伴隨國內城市化進程的加快,工業(yè)、基礎設施和商品住宅建設的飛速發(fā)展,在建筑工程中遇到的混凝土裂縫問題越來越多,由于裂縫問題產生的糾紛也不斷增加,在建筑工程結構中,由于使用功能要求及美觀要求,一些建筑物需要設置較長的懸挑板。在北方寒冷地區(qū),這類懸挑板一般都會不同程度的出現(xiàn)橫向或縱向裂縫,從而影響建筑物的使用功能及耐久性,成為一直因擾工程人員的問題?;诖耍疚慕Y合多年房屋建筑結構設計實踐,從結構設計的角度詳細探討了房屋建筑結構中懸挑構件的現(xiàn)澆混凝土結構裂縫控制措施。
關鍵詞:房屋建筑、現(xiàn)澆混凝土、裂縫控制、懸挑構件
一.混凝土裂縫的主要類型
1. 溫度變化所引起的裂縫。溫度變化是現(xiàn)澆混凝土結構早期產生裂縫的重要原因。一般來說,它更可能發(fā)生在少筋的位置。施工完成后,多余的混凝土模板會被拆除,暴露在空氣中的混凝土會因為強度低內外溫度差大導致開裂,因此,在惡劣的氣候季節(jié),現(xiàn)澆混凝土結構早期裂縫出現(xiàn)的概率非常之大:此外,現(xiàn)澆混凝土對溫度的承受力也會受施工環(huán)境所處位置的影響,例如,在相對穩(wěn)定的海洋氣候條件下,混凝土出現(xiàn)的裂縫要比大陸氣候條件下的裂縫小,且裂縫出現(xiàn)的現(xiàn)象也遠沒有大陸條件下常見。
2. 混凝土塑性收縮所引起的裂縫。當混凝土澆注后仍處于塑性狀態(tài)時,鋼筋和骨料的存在會影響混凝土自身的均勻沉降,加速混凝土的垂直收縮,而相對水平收縮相對較慢,從而導致混凝土的變形。塑性裂縫一般具有較深的裂縫和不規(guī)則形狀,主要發(fā)生在混凝土硬化前,阻礙了建筑結構的功能。
3. 結構裂縫。雖然一些現(xiàn)澆樓板的承載力滿足基本的設計要求的,如果是當預制多孔板改成現(xiàn)澆板以后,就會造成整個墻體的剛度逐漸增大,使樓板的剛度也相對減弱。因此,在一些截面突變處或者薄弱的部位就很容易出現(xiàn)裂縫,例如,在墻角應力集中地方的45。斜裂縫和板端負彎矩較大處都存在板面裂縫。
4. 應力裂縫。應力裂縫是因為各種收縮所引起的裂縫,主要包括塑性收縮.干燥收縮.碳化收縮和自身收縮等。我們知道,在混凝土的硬化過程中,常常會因為水分蒸發(fā).使得體積逐漸縮小,從而產生收縮,這就造成板的四周受到支座的約束,不能夠自由的伸展。
二.造成現(xiàn)澆混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析
1. 設計方面的原因
第一,結構假設受力考慮不充分,鋼筋配置與實際受力情況不相符,容易造成受力不均產生裂縫:第二,現(xiàn)澆板設計跨度大,由于厚度偏小,混凝土強度低于梁的強度,剛度弱,容易出現(xiàn)應力集中性裂縫:第三,預埋管線設計不科學,直徑過大,疊放層數過多,造成現(xiàn)澆板面局部混有效截面厚度偏小,在管線附近容易產生局部裂縫:第四,伸縮縫和后澆帶位置設置不合理,容易產生位置不確定性的裂縫。
2. 施工操作不規(guī)范
施工過程中,每個驗收都必須符合《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》(CB50300-2013)及其他相關規(guī)范的要求,施工原因造成現(xiàn)澆板裂縫的原因可總結為以下主要幾點∶第一,混凝土未到齡期提前拆模折模,現(xiàn)澆板強度未達規(guī)范要求就強行上人作業(yè),增加荷載,使現(xiàn)澆板產生彈性形變,與梁的連接處產生負彎矩,導致裂縫的產生:第二,現(xiàn)澆板鋼筋綁扎后,上部未能有效保護,施工中在固定荷載和移動荷載的共同作用下出現(xiàn)了位移,鋼筋間距不符規(guī)范要求,局部保護層變小:第三,隨意放置建筑材料,增加了不合理的施工荷載:第四,在施工中為了方便澆筑,增加混泥土的和易性,工人隨意增加水的用量,導致混凝土強度降低:第五,泵送混凝土的潤泵砂漿直接用于現(xiàn)澆板的澆筑:第六,現(xiàn)澆板澆筑后,長時間裸露,未及時覆蓋,養(yǎng)護不到位:第七,水電管線預埋不當,管徑較粗,造成保護層減小,使得表面混凝土強度受到降低,很容易發(fā)生裂縫。
3. 配料質量與配比因素
混凝土是集料.碎石.水泥.摻合料等多種建筑材料的混合物,只有保證上述材料的質量,才能降低混凝土開裂的可能性:同時,每種材料的配合比也會影響混凝土的性能。合理的配合比可以減少現(xiàn)澆混凝土的裂縫。
4. 環(huán)境因素影響
施工環(huán)境往往是造成應力裂縫的主要原因。一方面,由于環(huán)境溫度不是固定的,混凝土內外溫度差較大,也就成為造成混凝土裂縫的主要原因:另一方面,溫度.濕度.風等環(huán)境因素往往是造成收縮裂縫的主要原因。
混凝土澆注后溫度高.空氣濕度低都,會導致混凝土中水的快速蒸發(fā),造成混凝土大面積出現(xiàn)裂縫。
三.懸挑結構混凝土裂縫控制的策略
1. 嚴格按程序委托設計單位。杜絕無資質設計.超資質設計,實行設計人員持證上崗制度,確保設計責任主體的專業(yè)性。
2. 細心優(yōu)化設計。合理選取傾覆點,計算傾覆荷載值;正確計算懸挑板的內力值,如最大彎矩值.傾覆點彎矩值.剪力值.分析剛度的問題;考慮相鄰位置不同懸挑構件之間的變形協(xié)調和超過一定尺寸的變形縫設置;圖紙中專門明確懸挑構件的混凝土強度.鋼筋強度.保護層厚度,若有需要,還需明確懸挑構件的錨固長度,施工支撐的拆除條件.拆除時間等;優(yōu)化懸挑構件的幾何尺寸,如為了減輕懸挑結構根部的荷載值,在滿足安全性要求的前提下,可設計為變截面結構。
3. 嚴格執(zhí)行施工圖審查制度。委托具有施工圖審查能力的咨詢公司,通過結構內力驗算,對懸挑結構設計的正確性進行復核,對設計圖執(zhí)行技術規(guī)范情況進行審查。
4. 組織施工前的圖紙會審和圖紙交底。建設單位組織設計單位,對監(jiān)理單位.施工單位存在的疑問進行解答,盡可能排除圖紙設計中存在的錯.漏.碰.撞等問題,最大程度地了解設計意圖,并減少因設計失誤而造成的質量問題。
5. 規(guī)范施工操作
加強對施工員的培訓指導,加強施工現(xiàn)場管理按規(guī)范施工減少施工過程中的裂縫產生,對部分產生的裂縫進行及時處理。如樓板構件在終凝前出現(xiàn)的干縮裂縫,可在構件表面重新抹壓來減少干縮裂縫。
6. 模板支撐體系須具有足夠的強度與剛度
懸挑結構混凝土澆筑后,尚未達到足夠的強度前,若模板的支撐體系發(fā)生變形或沉降,混凝土在變形區(qū)域及根部開裂,拆模后將會從根部斷裂甚至坍塌。若設計為變截面,實際施工模板做成了等截面,則根部尺寸相對減小,也會引起坍塌,實際施工時須按變截面尺寸支模。為防止模板支撐體系發(fā)生變形或沉降,實際施工應注意;搭設模板前,進行模板支撐體系受力驗算;立柱的基礎有足夠的強度和剛度,能夠在懸挑結構達到足夠的強度前,承受立柱及其上部施工荷載;立柱底部墊塊有足夠的面積和剛度;立柱有足夠的強度和剛度,足以承受其上部施工荷載;立柱端部設置可調節(jié)支托;模板有足夠的強度和剛度;若為木質模板,還應考慮模板的干濕變形。
7. 懸挑結構與相鄰結構同時施工
懸挑結構的鋼筋與相鄰結構直接相連,綁扎相鄰結構鋼筋時,懸挑結構的鋼筋已經錨人相鄰結構,宜同時施工?!矫?,懸挑結構鋼筋不會因對相鄰結構的施工和養(yǎng)護而踩踏,使其錯位.變形,影響受力;另一方面,懸挑結構和相鄰結構混凝土同時凝固,不會形成冷凝縫。
結語∶綜上所述,在建筑工程結構設計中,要靈活的運用"抗"和"放"原則,才能有效的控制懸挑構件混凝土結構裂縫的產生。對建筑物進行合理的平面布局和空間布置,充分的考慮結構外荷載和次應力效應,通過正確的受力分析,采取合理的設計構造措施,才能保證結構裂縫寬度滿足裂縫控制的要求,達到控制和減少裂縫的目的。
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