徐 正

（華匯工程設(shè)計集團股份有限公司，浙江 紹興 312000）

鋁合金模板（簡稱鋁模）作為高周轉(zhuǎn)模板，具有質(zhì)量輕，剛度大，周轉(zhuǎn)成本與木模基本持平，后期可回收利用的優(yōu)點，近些年在高層建筑施工中得到快速應(yīng)用。相關(guān)技術(shù)在《組合鋁合金模板工程技術(shù)規(guī)程（JGJ 386—2016）》［1］中作了規(guī)定，但鋁模成型的混凝土在工程實踐中也出現(xiàn)了一些質(zhì)量缺陷須進行研究解決。

1 項目概況

某高層住宅區(qū)1＃樓，地上31層，地下1層，建筑高度97.2 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.1 m，設(shè)一道抗震縫，結(jié)構(gòu)單元長度31 m，寬度12.5 m，剪力墻結(jié)構(gòu)，后注漿鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，1～4層墻體混凝土C45，其他層C40～C30，梁板C30。從3層開始為標(biāo)準(zhǔn)層，各層采用鋁模全現(xiàn)澆一次澆搗成型。

2 質(zhì)量缺陷情況

模板拆除后混凝土墻體和梁陸續(xù)出現(xiàn)一些細(xì)裂縫和其他質(zhì)量問題。

2.1 墻體窗洞口角部斜向裂紋

裂縫主要集中在洞口兩側(cè)下角部，呈八字形分布，一般角部出現(xiàn)一條長縫，個別角部以一條長縫為主向周邊擴展出多條細(xì)縫（圖1），裂縫長度大多在200～400 mm之間，窗角處最寬，向斜下延伸收窄，經(jīng)裂縫測寬儀檢測，裂縫寬度在0.1～0.2 mm之間，鑿開裂縫處后，裂縫深度到鋼筋表面。

圖1 窗臺角部裂縫

2.2 墻體表面不規(guī)則裂紋

裂縫在墻面出現(xiàn)位置無明顯分布規(guī)律，局部區(qū)域會集中產(chǎn)生多條細(xì)、密、短、不連通的裂縫，裂縫無明顯方向性，經(jīng)檢測，裂縫基本上是淺層表面縫。

2.3 梁底及梁側(cè)環(huán)向裂紋

裂縫位置主要集中在外墻陽臺梁的跨中部位，連梁與剪力墻交界的連梁端部，裂縫從梁底向梁兩側(cè)延伸至板底下100 mm左右，呈U字型，形成較細(xì)的局部貫穿縫，裂縫方向平行于箍筋布置方向，一道梁上一般只出現(xiàn)一道裂縫，不同樓層相同部位均出現(xiàn)該類裂紋。

2.4 混凝土表面氣泡孔

氣泡孔在墻面普遍存在，梁表面較少。其中墻體的中下部數(shù)量多、孔徑小，墻體的中上部孔數(shù)相對稀疏但孔徑明顯大于下部，另外模板交界處氣泡數(shù)量明顯多于模板中部。個別混凝土表面出現(xiàn)連續(xù)水波紋或麻面現(xiàn)象。

2.5 窗臺處浮漿，線腳開裂破損

窗臺表面普遍存在浮漿較多、氣孔大的情況（圖2），窗臺內(nèi)側(cè)防水翻邊處出現(xiàn)混凝土骨料數(shù)量少、強度低、易破損現(xiàn)象。

圖2 窗臺浮漿

3 質(zhì)量缺陷原因分析

3.1 基本情況調(diào)查

根據(jù)現(xiàn)場反饋，剛拆模時混凝土表面未發(fā)現(xiàn)明顯質(zhì)量問題，裂縫和表面氣泡等基本上在拆模不久后產(chǎn)生，并在短期內(nèi)出現(xiàn)增多。

3.1.1 設(shè)計

標(biāo)準(zhǔn)層混凝土墻體厚度200 mm，墻體以構(gòu)造配筋為主，豎向筋φ10＠200，水平筋φ8＠200，另設(shè)拉筋。窗下非承重填充墻原設(shè)計為砌筑類墻體，根據(jù)鋁模全現(xiàn)澆施工工藝要求，在采取適當(dāng)措施后改為現(xiàn)澆混凝土墻體與主體結(jié)構(gòu)墻體一次性連續(xù)澆筑，見圖3。墻體配筋滿足計算和相關(guān)構(gòu)造要求。

圖3 窗下墻節(jié)點

3.1.2 混凝土

項目中的商品混凝土采用普通硅酸鹽水泥，機制砂石骨料（骨料強度整體偏低，粒徑偏小，砂中粉粒含量較高），內(nèi)摻粉煤灰和外加劑等；為保證混凝土泵送效果，坍落度控制在140 mm左右。

3.1.3 鋁模

為保證后期的粉刷粘結(jié)效果，工程采用毛面鋁模。項目模板主系統(tǒng)1套，樓板支撐3套，梁底支撐3套，懸挑部位支撐4套。

3.1.4 施工及養(yǎng)護

項目標(biāo)準(zhǔn)層施工時間為春季，墻體和樓板混凝土為一次性連續(xù)澆搗成型，窗洞口下混凝土在洞口兩側(cè)作常規(guī)振搗。

模板拆除后，對混凝土墻面采用灑水養(yǎng)護為主，早晚各一次。

3.2 原因分析

3.2.1 裂縫性質(zhì)及危害判別

根據(jù)情況調(diào)查，結(jié)合《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》［2］對裂縫的相關(guān)闡述，排除了荷載效應(yīng)引起的結(jié)構(gòu)縫。另外房屋單元長度較短，施工期間季節(jié)溫差較小，裂縫早期出現(xiàn)特點，排除了混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于溫差產(chǎn)生的溫度縫。

從裂縫產(chǎn)生的時間、部位、形態(tài)等初步判定該裂縫主要是混凝土硬化過程中因濕度變化產(chǎn)生的早期塑性收縮裂縫和失水干縮裂縫。

該類裂縫不直接影響主體結(jié)構(gòu)安全，但影響房屋的正常使用觀感及耐久性能。

3.2.2 裂縫產(chǎn)生原因分析

造成此類混凝土裂縫主要有以下幾方面因素：

1）混凝土原材料質(zhì)量：混凝土為骨料、水泥石、氣體、水分等組成的非勻質(zhì)材料，硬化過程中會產(chǎn)生黏著裂縫和水泥石裂縫。骨料級配差、骨料偏細(xì)及原材料中的雜質(zhì)都會加劇微裂縫產(chǎn)生。當(dāng)微裂縫在濕度變形和溫差變形作用下產(chǎn)生貫通時，就變成肉眼可見的混凝土裂縫。因此，早期塑性收縮裂縫和失水干縮裂縫程度與混凝土的水灰比、含水量、水泥含量、砂石料含泥粉量、礦物質(zhì)摻量和外加劑添加的不同都有直接聯(lián)系。

2）鋁模：鋁模相對于木模具有更好的導(dǎo)熱散熱性能，在水泥硬化過程中，混凝土內(nèi)部溫度較高，但鋁模板散熱較快，導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度下降較快，尤其是夜晚時段，當(dāng)表面混凝土塑性收縮值超過混凝土抗收縮應(yīng)力上限時，就會產(chǎn)生表面細(xì)裂縫。另外，混凝土硬化過程中產(chǎn)生的水分吸附在鋁模表面，由于鋁材無法吸收水分，其良好的密封性又無法及時蒸發(fā)水分，混凝土表面強度發(fā)展緩慢，拆模后水分急劇揮發(fā)會在其表面產(chǎn)生無規(guī)則的細(xì)縫或龜裂。

3）施工質(zhì)量：按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范（GB 50666—2011）》［3］要求，對墻板類高度較高的構(gòu)件混凝土需嚴(yán)格進行分層澆筑振搗，確保模板內(nèi)各個部位混凝土密實、均勻，不應(yīng)漏振、欠振、過振；洞口等特殊部位的混凝土應(yīng)采取加強振搗措施。經(jīng)了解，目前工程中普遍采用一次性澆搗為主，對特殊部位并未采取加密振點或其他輔助措施。

4）拆模時間及養(yǎng)護質(zhì)量：本工程側(cè)模拆模較早，基本上在終凝完成后就拆除墻模，此時混凝土表面濕度大，當(dāng)養(yǎng)護不到位時混凝土表面失水過快極易引起干縮裂縫。

5）其他因素：主要是構(gòu)件截面突變引起應(yīng)力集中，如文中出現(xiàn)裂縫的窗洞口角部、梁墻交接處等部位。

3.2.3 表面氣孔產(chǎn)生原因分析

采用鋁模的混凝土表面產(chǎn)生的氣孔明顯多于傳統(tǒng)的木模、竹模，與鋁模自身特點有著密切關(guān)系。

1）相對于木模和竹模，鋁模具有更好的密封性能，鋁模自身無法吸收聚集在混凝土表面的游離水分，這些水分會在混凝土表面形成細(xì)小的水泡，拆模后當(dāng)自由水揮發(fā)后就會產(chǎn)生氣孔或麻面。

2）鋁模拆模時間一般早于木模和竹模，無法在早期通過模板面澆水對混凝土表面進行濕潤養(yǎng)護。

3）鋁模板表面遺留殘渣時，會導(dǎo)致混凝土澆筑產(chǎn)生的氣泡排出受阻，毛面鋁模影響更明顯，拆模后易出現(xiàn)粘?，F(xiàn)象。

4）混凝土一次性澆筑過高，分層厚度不合理，使得混凝土中氣泡不能被充分排出。

3.2.4 其他缺陷原因

窗臺處存在明顯浮漿和線腳開裂破損為全鋁模工藝和施工綜合因素造成。

窗下墻為防止混凝土澆搗時漏漿一般都會在窗臺面設(shè)置全封閉模板（圖4），實際施工時振搗棒無法插入窗下墻混凝土進行振搗，即一般工程施工中該處混凝土完全靠混凝土自重密實，存在嚴(yán)重的漏振現(xiàn)象，且周邊混凝土振搗后的浮漿易在窗臺表面堆積。

圖4 窗臺模板

4 解決方案探討

從上述分析中知道，控制混凝土質(zhì)量、施工質(zhì)量、保障養(yǎng)護措施和對鋁模全現(xiàn)澆施工工藝進行適當(dāng)調(diào)整是解決質(zhì)量問題的重要措施，同時應(yīng)在易出現(xiàn)的裂縫部位進行適當(dāng)設(shè)計構(gòu)造優(yōu)化和補強。

4.1 混凝土材料措施

1）優(yōu)化混凝土配合比，粗骨料換用強度較高的青石骨料，嚴(yán)格控制砂石材料的含泥量和粉粒含量。減少混凝土的水灰比及粉砂含量，提高混凝土的早期強度。

2）加強管理，混凝土攪拌車在等待泵送過程中，筒體必須保持正常轉(zhuǎn)動；嚴(yán)禁工地現(xiàn)場隨意在混凝土中加水。

4.2 鋁模工藝措施

1）控制模板拆除時間點，避免拆模時混凝土溫度與環(huán)境溫度相差過大。

2）加強鋁模板拆除后表面混凝土殘渣的清理，確保裝模前鋁模板表面清潔光滑。

3）改進脫模劑成膜工藝，采用潤滑度較高、質(zhì)量較好的脫模劑，保證混凝土澆筑時混凝土與鋁模接觸界面氣泡能順利排出。

4.3 設(shè)計措施

1）窗下填充墻采用鋁模全現(xiàn)澆一次性澆筑時，除一側(cè)混凝土需連續(xù)澆筑采用剛性連接外，其余交接部位應(yīng)采用柔性可靠連接，設(shè)置引導(dǎo)縫，避免剛性連接（圖5）。

圖5 窗下墻拉縫

2）窗洞口四角設(shè)置斜向抗裂加筋，窗臺處水平筋直徑不宜小于12 mm。

3）對易出現(xiàn)裂縫的梁兩側(cè)增加一道直徑12 mm的腰筋。

4.4 施工措施

1）嚴(yán)格控制混凝土澆筑過程中的分層下料厚度并分層振搗；對易出現(xiàn)質(zhì)量問題的重點區(qū)域應(yīng)按規(guī)范要求加強振搗密實。

2）窗臺處無法直接采用振搗棒振搗的，可采用模板外側(cè)振動方式振搗密實混凝土。

3）梁施工時應(yīng)確保鋼筋位置準(zhǔn)確，避免主筋和箍筋保護層過厚。

4.5 養(yǎng)護管理措施

1）早期應(yīng)及時派專人負(fù)責(zé)對混凝土的表面進行灑水養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤。

2）根據(jù)氣候條件適當(dāng)延長養(yǎng)護時間。

3）拆模后應(yīng)避免在構(gòu)件上部堆放過重設(shè)備或材料。

5 已有質(zhì)量缺陷處理

鑒于裂縫和表面氣孔對主體結(jié)構(gòu)安全和混凝土強度等級無影響（現(xiàn)場對氣孔較多部位進行取芯試壓，強度滿足要求），因此對淺層裂縫按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范（GB 50367—2013）》［4］第17章裂縫修補技術(shù)相關(guān)規(guī)定修復(fù)，表面氣孔按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》8.9節(jié)混凝土質(zhì)量缺陷修整相關(guān)規(guī)定處理，所有質(zhì)量缺陷處理應(yīng)在裂縫穩(wěn)定后進行。

6 跟蹤調(diào)查

1）在出現(xiàn)的裂縫處設(shè)置灰餅，根據(jù)灰餅是否沿原墻體裂縫開裂判定裂縫穩(wěn)定性。經(jīng)過幾個月的觀測，基本無開裂現(xiàn)象，驗證了裂縫的原因判斷。

2）對后續(xù)的樓層按上述措施調(diào)整后，混凝土構(gòu)件表面裂縫及氣孔明顯減少。

3）實體樣板房的精裝修飾面和瓷磚鋪貼均已完成，未發(fā)現(xiàn)在原裂縫位置再次出現(xiàn)裝飾層裂縫。

7 結(jié) 語

1）鋁模全現(xiàn)澆工程混凝土構(gòu)件表層裂縫及氣孔等缺陷產(chǎn)生原因是多方面的，非結(jié)構(gòu)性的缺陷在經(jīng)過一定時間后將不會進一步發(fā)展，修補后對混凝土質(zhì)量基本無影響。

2）建議對全現(xiàn)澆工程中非承重墻與承重墻間應(yīng)采取一端剛性連接，其余交界面柔性連接，對剛接區(qū)段應(yīng)采取必要設(shè)計抗裂加強措施。

3）應(yīng)重視窗洞口、混凝土變截面等應(yīng)力集中區(qū)重點部位的設(shè)計抗裂構(gòu)造措施并確保施工質(zhì)量。