張國(guó)超

(中平能化建工集團(tuán)土建處,河南平頂山467000)

商品混凝土由于能確保工程質(zhì)量,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短工期,同時(shí)可減少噪音,實(shí)現(xiàn)文明施工,在建筑施工中應(yīng)用日益普遍,但通過多數(shù)工程實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大量的不規(guī)則裂縫,裂縫多發(fā)生在混凝土硬化早期,所以此類裂縫與由荷載引起的裂縫不同,會(huì)影響建筑物的耐久性,并且會(huì)給人心理上產(chǎn)生一種不安全的感覺。

平頂山市行政服務(wù)綜合樓位于平頂山市新城區(qū)市政大廈東側(cè),緯二路南側(cè),經(jīng)三路西側(cè)。該工程為地下一層,地上七層的框架結(jié)構(gòu),建筑面積37 329.5 m2,是一棟集辦公、會(huì)議、審批為一體的智能化綜合性大樓。針對(duì)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫問題,從設(shè)計(jì)、構(gòu)造開始到材料、施工等方面采取綜合有效的措施,建立了超長(zhǎng)鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板施工期裂縫防治控制體系,提出了基于全過程控制的超長(zhǎng)鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板施工期裂縫控制技術(shù),控制了超長(zhǎng)現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的產(chǎn)生。

1 樓板裂縫的種類

現(xiàn)澆樓板裂縫有荷載引起的裂縫和非荷載引起的裂縫之分,非荷載裂縫的主要表現(xiàn)為收縮裂縫、溫度裂縫、構(gòu)造裂縫、化學(xué)反應(yīng)變形裂縫及施工裂縫。

⑴收縮裂縫

混凝土在凝結(jié)、硬化過程中,由于材料尤其是水泥漿自身收縮而形成的裂縫。

⑵溫度裂縫

由于混凝土熱脹冷縮而形成的裂縫。溫度裂縫的表現(xiàn)形式是多樣的,多在結(jié)構(gòu)連接處、截面變化、約束度大及混凝土缺陷部位產(chǎn)生。

⑶構(gòu)造裂縫

由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑物整體布置或局部處理不當(dāng),使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力不能得到有效緩解,抵抗變形的約束拉應(yīng)力作用導(dǎo)致開裂,或者缺少構(gòu)造措施導(dǎo)致鋼筋混凝土中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的缺陷,導(dǎo)致約束應(yīng)力的集中使局部產(chǎn)生開裂。

⑷化學(xué)反應(yīng)變形裂縫

在混凝土硬化后,當(dāng)體積發(fā)生不均勻變化時(shí),由于內(nèi)部變形不協(xié)調(diào),導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力,使混凝土開裂?？赡軐?dǎo)致硬化后混凝土體積不均勻變化的因素有：水泥的體積安定性不良,堿骨料反應(yīng)、硫酸鹽侵蝕作用等,這些裂縫的產(chǎn)生對(duì)混凝土具有嚴(yán)重的破壞作用,但制備混凝土材料時(shí)采取措施,完全可以避免。

⑸施工裂縫

由于施工不當(dāng)引起的裂縫。這種裂縫往往表現(xiàn)在對(duì)預(yù)留施工縫或后澆帶處置不當(dāng)而引起的接槎裂縫,或澆筑時(shí)間間隔過長(zhǎng),將已凝固的混凝土振散引起的“冷縫”,以及養(yǎng)護(hù)不周引起的干縮裂縫,跨季節(jié)施工溫差導(dǎo)致的裂縫等。

2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫原因

⑴在材料方面,現(xiàn)澆樓板已廣泛采用商品混凝土,為滿足混凝土的和易性,商品混凝土多采用提高用水量、水泥用量及提高砂率的配比方案,同時(shí),為降低成本,商用混凝土中普遍采用礦物摻合料,而且水泥品種以及外加劑多從經(jīng)濟(jì)性的角度加以選擇。因此,同等級(jí)混凝土收縮性能相差很大,多數(shù)混凝土有較大的收縮值。

⑵在施工方面,普遍存在趕進(jìn)度、趕工期現(xiàn)象,有些工程施工過程中缺乏嚴(yán)格管理,模板周轉(zhuǎn)快,新澆樓板上荷早,且沒有進(jìn)行足夠的養(yǎng)護(hù),并且存在負(fù)筋踩踏,支模錯(cuò)位,雨天澆筑混凝土等現(xiàn)象。

⑶在設(shè)計(jì)方面,為了使建筑造型新穎別致,樓板變截面部位多。為降低成本,樓板厚度多取設(shè)計(jì)下限,有些工程在裝修時(shí),甚至出現(xiàn)了樓板鉆穿現(xiàn)象。此外,大量的管線自樓板穿過。

⑷在構(gòu)造方面,以考慮樓板的受力鋼筋為主,縱長(zhǎng)建筑多設(shè)置后澆帶,板角多配置放射構(gòu)造鋼筋以防止板角45°裂縫的產(chǎn)生,為節(jié)約成本,除大跨度開間外,板面很少配筋。

混凝土樓板非荷載裂縫的產(chǎn)生原因,在于混凝土非荷載變形受到約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過了極限拉應(yīng)變。從實(shí)際工程中樓板的開裂情況看,樓板裂縫的產(chǎn)生和開展需要一定的時(shí)間積累。同時(shí),許多地基條件良好,材料選擇、施工和構(gòu)造措施進(jìn)行嚴(yán)格控制的工作,盡管板跨中裂縫的出現(xiàn)有所減少,但樓板開裂仍然不可避免,尤其是板角裂縫的出現(xiàn)頻率最高。因此,在施工中加強(qiáng)對(duì)這類裂縫的控制具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 裂縫控制措施

3.1 基本原則

“抗”和“放”相結(jié)合的原則,“抗”就是加強(qiáng)配筋,提高鋼筋混凝土本身的抗拉強(qiáng)度或極限拉伸?！胺拧本褪怯行п尫呕炷恋姆呛奢d變形,減少結(jié)構(gòu)所受的約束程度。

3.2 樓板設(shè)計(jì)和構(gòu)造技術(shù)措施

⑴結(jié)構(gòu)平面布置

本工程平面規(guī)則,避免平面形狀多變。當(dāng)平面有凹口時(shí),凹口處外橫墻宜與內(nèi)橫墻拉通對(duì)齊,并宜在凹口外邊緣設(shè)置拉梁,其截面及配筋不宜太小,凹口處周邊樓板宜適當(dāng)加厚并加強(qiáng)配筋,宜考慮該處樓板負(fù)筋拉通,使其能抵抗在此處集中的溫度應(yīng)力及混凝土收縮應(yīng)力。

本工程樓板長(zhǎng)度大于100 m,采用無縫設(shè)計(jì),在結(jié)構(gòu)中部設(shè)置后澆帶,以減少混凝土收縮應(yīng)力的影響。

⑵樓板厚度

適當(dāng)增大板厚,板厚應(yīng)≥L/35(L為單向板跨度),一般現(xiàn)澆樓板設(shè)計(jì)厚度不宜小于110mm。

⑶配筋設(shè)計(jì)

為使樓板計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際受力情況一致,現(xiàn)澆樓板應(yīng)按雙向連續(xù)板計(jì)算配筋。為減少開裂,本工程底層、屋面及會(huì)議大廳樓面采用雙面配筋,增加表面配筋量。樓板最小配筋率≥0.3%,本工程樓面配筋采用HRB400級(jí)鋼筋。有關(guān)資料表明：適當(dāng)提高樓板受力鋼筋和非受力鋼筋最小配筋百分率可以提高樓板的抗裂性能,泵送商品混凝土樓板受力鋼筋和非受力鋼筋配筋下限應(yīng)比規(guī)范規(guī)定的最小配筋率高。

⑷加強(qiáng)構(gòu)造配筋

為克服墻角45°斜裂縫,本工程在房屋樓面陽(yáng)角及陰角處及大板塊的四角部位板上、下側(cè),增設(shè)直徑與原面筋相同的雙層雙向@100鋼筋網(wǎng),其范圍為L(zhǎng)/4(L為大跨長(zhǎng)度),使樓板受力均勻,增強(qiáng)混凝土抵抗溫度,干縮變形的能力。

⑸管線敷設(shè)

現(xiàn)澆板中的線管必須布置在鋼筋網(wǎng)片之上(雙層雙向配筋時(shí),布置在下層鋼筋之上),交叉布線處應(yīng)采用線盒,線管的直徑應(yīng)小于1/3樓板厚度,且不應(yīng)超過50 mm,沿預(yù)埋管線方向應(yīng)增設(shè)Φ 6@150 mm,寬度不少于200 mm的鋼筋網(wǎng)帶。

3.3 材料方面

原材料選用：

水泥：采用天瑞P.O42.5級(jí),避免采用細(xì)度過細(xì)的水泥,過細(xì)的水泥會(huì)導(dǎo)致收縮的增大。

骨料：骨料的含泥量和級(jí)配對(duì)混凝土收縮和力學(xué)性能都具有顯著的影響,因此必須嚴(yán)格控制砂石的含泥量,要保證砂石達(dá)到一級(jí)品質(zhì)。集料的級(jí)配合理,才能形成緊密的骨架,減少水泥漿體積,有效解決干縮問題。本工程石子采用郟縣產(chǎn)碎石,粒徑1～2 cm含泥量控制在1%以內(nèi),砂采用魯山沙河中粗砂,細(xì)度模數(shù)不小于2.5,含泥量控制在2%以內(nèi)。

礦物摻合料：平頂山擁有豐富的粉煤灰資源,因此采用粉煤灰摻料是物美價(jià)廉,同時(shí)有效的提高了混凝土的和易性,但會(huì)增大混凝土的收縮,只要控制合理?yè)搅糠秶?20%～30%),對(duì)混凝土干縮的影響不大,本工程選用姚孟電廠F類Ⅱ級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰作為礦物摻合料,粉煤灰摻量為水泥用量的11.2%。

外加劑：外加劑已成為商品混凝土的必要組分。研究表明,同樣條件下高效減水劑、早強(qiáng)劑和緩凝劑摻加過量都會(huì)增大混凝土收縮。因此,各種外加劑在使用前,必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水泥適應(yīng)性檢驗(yàn),以防止對(duì)混凝土收縮率過大。本工程減水劑采用WAN-A高效減水劑,減水率15%,緩凝時(shí)間不少于6 h,膨脹劑采用KJ-LZB,摻量為水泥用量的5%。

4 施工方面

⑴混凝土澆筑質(zhì)量控制

對(duì)于較大的構(gòu)件或結(jié)構(gòu),先澆較深部分,根據(jù)氣候條件靜停0.5～1.5 h后再與較薄部分一起澆筑?；炷潦┕r(shí),注意振搗的時(shí)間和位置,防止過振、欠振和漏振,嚴(yán)禁振搗棒振碰鋼筋。

澆筑樓板混凝土?xí)r,必須鋪設(shè)操作平臺(tái),防止施工操作人員直接踩踏上部負(fù)彎矩鋼筋,同時(shí)加強(qiáng)振搗混凝土整個(gè)過程中的鋼筋看護(hù),隨時(shí)將位置不準(zhǔn)的鋼筋復(fù)位,確保其發(fā)揮作用。

⑵采用二次振搗

樓板混凝土澆筑時(shí),采用二次振搗,即在混凝土初凝前,再用平板振搗器二次振搗,避免早期塑性裂縫產(chǎn)生,并對(duì)已產(chǎn)生裂縫起閉合作用。

⑶采用二次抹光

混凝土初凝前進(jìn)行二次抹光,能夠有效愈合前期形成的裂縫,從而減少后期變形約束裂縫的產(chǎn)生。

⑷后澆帶施工

后澆帶兩側(cè)的梁板支撐模板應(yīng)加強(qiáng),盡量避免二次支模,且必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后方可拆模。

⑸加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)

樓板的混凝土澆筑完畢,收光掃毛后,立即用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋,表面再鋪一層氈布或麻袋,12 h內(nèi)進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7 d,對(duì)摻用緩凝型外加劑的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d,防止出現(xiàn)干縮裂縫,為解決養(yǎng)護(hù)與工期的矛盾,采用噴養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

⑹材料吊卸區(qū)域的樓面裂縫控制

在混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度時(shí)嚴(yán)格禁止現(xiàn)澆混凝土樓板上人、上料,根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和混凝土強(qiáng)度發(fā)展及支撐情況確定樓板堆載及施工荷載,且應(yīng)均勻堆放或沿周邊堆放。

科學(xué)安排樓層施工作業(yè)計(jì)劃,在樓層混凝土澆筑完畢的24 h以前,可限于做測(cè)量、定位放線等準(zhǔn)備工作,不允許吊大宗材料,避免沖擊振動(dòng)?；炷翝仓戤?4 h以后,可先分批安排吊運(yùn)小批量的材料,做到輕放,以控制和減少?zèng)_擊振動(dòng)力,第3天方可開始吊鋼管、磚等大宗材料。

⑺嚴(yán)格控制施工荷載,當(dāng)施工時(shí)的荷載效應(yīng)與正常使用的荷載效應(yīng)不同時(shí),應(yīng)對(duì)構(gòu)件的承載能力,剛度和可能出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行核算。當(dāng)上一層模板正在澆注混凝土?xí)r,下層模板和支承不得拆除。

⑻按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及施工技術(shù)方案的要求對(duì)支承現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的模板必須通過模板設(shè)計(jì)使其具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,上下層模板支架的立柱應(yīng)對(duì)準(zhǔn),并鋪設(shè)墊板。

⑼混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa后才能在其上踩踏或安裝模板及支架,拆?；蜻M(jìn)行其他操作時(shí),避免撞擊板面,混凝土樓面需要打孔鉆眼時(shí),必須經(jīng)設(shè)計(jì)人員認(rèn)可后方可施工。

⑽盡可能采用多套模板周轉(zhuǎn),避免過早拆模。

⑾本工程在主體結(jié)構(gòu)混凝土中全部摻入KJLZB抗裂膨脹纖維,抗裂膨脹纖維防水劑在混凝土中(纖維)的亂向分布大小有助于消弱混凝土塑性收縮的應(yīng)力,抑制微細(xì)裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展,而本產(chǎn)品有一定的膨脹性,能在混凝土中產(chǎn)生膨脹,減少了混凝土的干縮裂縫,實(shí)踐證明,混凝土中加入抗裂膨脹纖維是控制混凝土塑性收縮、干縮等非受力裂縫的重要手段。

5 結(jié)論

目前,采用商品混凝土的現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的樓板裂縫是一種常見的建筑質(zhì)量通病。應(yīng)從設(shè)計(jì)、材料、施工三個(gè)方面采取控制措施,從源頭上加以控制,加強(qiáng)商品混凝土的現(xiàn)場(chǎng)管理,嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范組織施工可有效控制樓板裂縫的產(chǎn)生。

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