墻板結(jié)構(gòu)施工中裂縫的控制措施
2005-04-08 00:00
摘 要：
本文論述了墻板結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生機(jī)理，并提出了預(yù)防該裂縫的措施。
本文論述了墻板結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生機(jī)理，并提出了預(yù)防該裂縫的措施。
關(guān)鍵詞： 墻板結(jié)構(gòu) 裂縫 控制
1. 引言
隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，建筑物的高度越來越高，對于一般的高層建筑，在設(shè)計(jì)中普遍采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并使用大流動度的泵送混凝土澆注施工。眾所周知，預(yù)拌混凝土技術(shù)的發(fā)展極大地方便了高層建筑施工的要求。泵送混凝土無論從其原材料到其工作性能都與普通混凝土有很大的區(qū)別，預(yù)拌混凝土快速發(fā)展的同時也帶來一個問題—結(jié)構(gòu)裂縫，在施工過程中結(jié)構(gòu)的裂縫經(jīng)常成為一項(xiàng)重要的因素進(jìn)行考慮。
混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是難以避免的，在工程實(shí)際中更多的是對混凝土進(jìn)行有效的控制，使其裂縫寬度限制在允許的范圍內(nèi)，不至于對工程的結(jié)構(gòu)安全及使用造成影響。相對于梁板結(jié)構(gòu)而言，墻板結(jié)構(gòu)中發(fā)生裂縫的可能比前者要少得多，但在建筑施工中墻體裂縫同樣應(yīng)得到重視，如果發(fā)生裂縫，會導(dǎo)致建筑物發(fā)生滲漏或影響結(jié)構(gòu)物的整體性能及抗震性能，并可能使居民造成不安全心理，所以對于墻板結(jié)構(gòu)的裂縫也應(yīng)引起足夠的重視。
2. 墻板裂縫的產(chǎn)生原因
眾所周知，由于墻體混凝土相對梁板部位混凝土的暴露面積要小，水分蒸發(fā)的速度相對要緩慢得多，所以因養(yǎng)護(hù)等原因而引起的裂縫較少，墻板結(jié)構(gòu)發(fā)生的裂縫主要有：溫度裂縫、收縮裂縫、分層縫、冷縫等。
在剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻板往往很長。而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于水泥水化所產(chǎn)生的水化熱在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力很可觀，同時過長的墻板結(jié)構(gòu)容易引起較大的收縮，這些因素都會使墻板產(chǎn)生裂縫。
對于混凝土材料，不受限制的收縮（自由收縮）不會引起開裂，受到限制的收縮（限制收縮）達(dá)到一定值時就會引起開裂。引起墻板裂縫的主要因素是收縮、水化熱及降溫引起的拉應(yīng)力?；炷劣捎跍囟茸兓?，發(fā)生體積變形、膨脹或收縮，當(dāng)這種體積變化受到約束時，就會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這種應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會引起混凝土開裂。
3. 控制措施
3.1 原材料的控制
由于在剪力墻中配筋很多、很密，為了保證混凝土在結(jié)構(gòu)中的最緊密填充，應(yīng)當(dāng)控制石子的最大粒徑和粗細(xì)集料級配。如石子粒徑較大，石子容易卡在鋼筋中間，或鋼筋與模板之間。由于砂漿的收縮比混凝土的收縮大 ，從而導(dǎo)致在拆模后一段時間在鋼筋的下方會產(chǎn)生裂縫。
砂石料的含泥量必須嚴(yán)格控制，當(dāng)砂石料含泥量超過規(guī)定，不僅增加了混凝土的收縮，同時又降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，容易引起裂縫。
由于墻板結(jié)構(gòu)施工中的水化熱及收縮很可觀，所以應(yīng)盡可能選用低水化熱、低收縮的水泥。一些施工單位為了追求較快的施工進(jìn)度，盲目使用高早強(qiáng)水泥，但是高早強(qiáng)，必然導(dǎo)致高收縮及水化熱峰的提前出現(xiàn)，這對控制墻板裂縫是很不利的。
3.2 從施工組織來來控制
對于±0.000m以上的墻體，出現(xiàn)裂縫的可能是較小的，容易出現(xiàn)的裂縫是冷縫和分層縫。這些都是由于施工組織不合理造成的。在施工中應(yīng)防止側(cè)模的偏移，開始澆注時應(yīng)加強(qiáng)對墻根部的振搗，以防止產(chǎn)生爛根現(xiàn)象?；炷恋倪\(yùn)輸應(yīng)均勻連續(xù)，防止產(chǎn)生冷縫或施工縫。
采用科學(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì)，根據(jù)混凝土的凝結(jié)時間對混凝土的澆注施工及混凝土攪拌站的混凝土供應(yīng)做合理的協(xié)調(diào)，使上層混凝土在下層混凝土澆注后3-5h內(nèi)澆筑（不是控制在下層混凝土的初凝之前）?；炷恋某跄龝r間并不是混凝土不致出現(xiàn)冷縫的終凝時間，實(shí)際上在此時澆注混凝土，上下層混凝土的結(jié)合已經(jīng)很弱，如在混凝土接近初凝之時，對混凝土進(jìn)行振動，同樣也會在新舊混凝土之間形成一層薄弱層，影響結(jié)構(gòu)的整體性，形成冷縫。
為防止產(chǎn)生分層縫，在澆筑上層混凝土?xí)r，搗棒應(yīng)插入下層混凝土5-10cm，以利于兩層混凝土充分結(jié)合。同樣，分層縫的出現(xiàn)也將使混凝土的整體性能降低。
對于箱型基礎(chǔ)中底板上長墻的裂縫往往是難以避免的，這是由于受到底板混凝土外約束的影響，墻體混凝土要收縮，底板約束這種變形，使墻體受到拉應(yīng)力，導(dǎo)致墻體出現(xiàn)裂縫，這種裂縫往往沿著長墻的全高發(fā)生，寬度較小，沿著墻體長度方向上，每隔一定距離便產(chǎn)生。這種裂縫可通過設(shè)置溫度鋼筋來克服，通過配置一定數(shù)量的溫度鋼筋，并采用細(xì)而密的構(gòu)造鋼筋，使構(gòu)造鋼筋起溫度鋼筋的作用。同時在底板上外墻混凝土澆筑時，應(yīng)注意分段施工，合理分段，避免長度過長，應(yīng)設(shè)置溫度伸縮縫或后澆縫。
對墻體的養(yǎng)護(hù)效果往往不很理想，在拆除模板后刷上一層養(yǎng)護(hù)劑，可防止混凝土內(nèi)部水分的過度揮發(fā)，并應(yīng)進(jìn)行充分的澆水養(yǎng)護(hù)，以保證水泥的充分水化。
3.3 從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來控制
為防止墻板結(jié)構(gòu)的裂縫，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面主要應(yīng)考慮好溫度鋼筋的設(shè)計(jì)（水平筋），充分利用構(gòu)造鋼筋的作用以減小墻板結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力。
由于引起墻板裂縫的主要因素是水化熱及降溫引起的拉應(yīng)力，所以必須盡可能減少入模溫度，應(yīng)分層散熱澆灌，預(yù)防激烈的溫、濕度變化，為混凝土創(chuàng)造充分應(yīng)力松弛的條件。
應(yīng)避免結(jié)構(gòu)突變，（或斷面突變），產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致應(yīng)力集中裂縫。當(dāng)不能避免斷面突變時，如在孔洞和變斷面的轉(zhuǎn)角部位，由于溫度收縮作用，也會引起應(yīng)力集中，此時應(yīng)作局部處理，做成逐漸變化的過度形式，同時加配鋼筋。
3.4 配筋對控制裂縫的作用
鋼筋會約束收縮，但不能阻止收縮，它對鋼筋混凝土收縮的約束作用會在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，在鋼筋內(nèi)引起壓應(yīng)力。增加鋼筋數(shù)量會減少收縮，但會增加混凝土的拉應(yīng)力，如果鋼筋很多，約束可能會很大，也足以引起混凝土開裂。
鋼筋混凝土中配筋率對混凝土中自約束有很大的影響。 “適當(dāng)”的構(gòu)造配筋能夠提高混凝土的極限拉伸，對控制混凝土的溫度收縮裂縫及收縮裂縫有積極的作用。在墻板結(jié)構(gòu)中，采取增配構(gòu)造鋼筋的措施，使構(gòu)造鋼筋起到溫度筋的作用，能有效地提高混凝土的抗裂性能。
構(gòu)造筋的配筋原則應(yīng)做到“細(xì)一點(diǎn)、密一點(diǎn)”。即配筋應(yīng)盡可能采用小直徑，小間距設(shè)計(jì)。提高混凝土結(jié)構(gòu)的含鋼率或減小鋼筋直徑都可提高材料的抗裂性能，但減小鋼筋直徑、加密間距要比提高含鋼率效果明顯一些。采用直徑8-14mm的鋼筋和100-150mm間距是比較合理的，結(jié)構(gòu)全截面的配筋率不宜小于0.3%，應(yīng)在0.3-0.5%之間。受力筋如能滿足變形的構(gòu)造要求則不再增加溫度筋；構(gòu)造筋不能起到抗約束作用的，應(yīng)適當(dāng)增加溫度筋。
4. 結(jié)論
1. 墻板結(jié)構(gòu)的裂縫主要有收縮裂縫、溫度裂縫、分層縫和冷縫等；
2. 應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì)，以預(yù)防分層縫和冷縫；
3. 應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土原材料；
4. 要充分利用配筋來減小混凝土的溫度應(yīng)力。
參考文獻(xiàn)
1．王鐵夢 工程結(jié)構(gòu)裂縫控制 中國建筑工業(yè)出版社 1998
2．卓尚木等 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)事故分析與加固 中國建筑工業(yè)出版社 1997
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