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对高层建筑地下室外墙混凝土裂缝控制的论述

2014-01-23 10:04 来源: 互联网 作者:包建忠 浏览次数 1818

摘要:随着我国建筑企业的技术的发展,混凝土施工的要求也逐渐增强,伴随着混凝土裂缝的出现,严重阻碍了施工安全和施工进度。在本文中,结合作者在实际工作中的一些总结,钢筋混凝土地下室外墙裂缝产生的原因,提出预防措施,仅供参考。
  关键词:工程概况;收缩裂缝;干缩裂缝;防治措施;原材料
  1 工程实例
  某大厦,建筑面积61224㎡,框剪结构,地上三十五层,地下二层。筏型基础,混凝土强度等级为C40/S8,地下室外墙厚为350MM,混凝土强度等级为C35/S6。施工时气温为20℃~26℃。通过对地下室外墙裂缝的观察,地下室外墙在施工阶段特别是在混凝土浇筑后3~28d之间常常会出现不同程度、不同数量的开裂、裂缝多为竖向裂缝。通过分析,裂缝的产生与地下室的平面形状、设计构造、外墙周长、配筋、施工及养护条件等都有关系。
  1.1塑性收缩裂缝
  由于水的蒸发导致混凝土初凝,水不断向表面迁移,在塑性阶段的混凝土形成。一般混凝土的塑性收缩约1%,混凝土坍落度为2%。当施工温度高,相对湿度低,在混凝土表面迁移供应水不蒸发量减少,通过一个具体的约束干表面水分流失,将塑性收缩裂缝出现的规则。这种塑性收缩裂缝,在混凝土初凝前,二次振捣(压抹)可以愈合,但如果不及时治疗,可能会发展成一个穿透裂纹。
  1.2水化收缩的自干缩裂缝及温差胀缩裂缝
  水泥在水化反应过程中,会产生水化收缩。硅酸盐水泥的水化收缩量约为1%~2%。水化收缩在初凝前表现为浆体的宏观体积收缩,初凝后则在已形成的水泥石骨架内生成空隙。水泥在继续水化过程中不断消耗水分导致毛细孔中自由水减少,湿度降低,外部养护水供应不充分的情况下,内部产生自干燥现象。由于自干燥作用导致毛细孔内产生负压,引起混凝土自干燥收缩。由于一般混凝土的水胶比较高所以比较少发生自干燥收缩。混凝土浇注后,水泥的水化热使混凝土内部温度升高,一般每lOOkg水泥可以使混凝土温度升高l0℃左右,加上混凝土的入模温度,在2~5d时间,内部温度可达50~80℃,而混凝土的线膨胀系数约为10×l0 ℃。试验表明,在标准环境下,混凝土温度和环境温差大于25℃时,即出现肉眼可见的温差收缩裂缝。
  1.3干燥收缩
  钢筋混凝土地下室墙体开裂主要是由于混凝土硬化后,内部游离水将逐渐从外到内的水分蒸发损失,从外到内的混凝土的干燥收缩的影响。在约束条件下,收缩引起的收缩应力大于混凝土的抗拉强度,从外到内混凝土的干缩裂缝。干燥收缩发生在最开始的阶段,包括不可逆的收缩和干燥收缩中晚期出现可逆体积膨胀,干燥时。影响混凝土干燥收缩的因素:水灰比,水化程度,固化温度,水含量,水泥含量,体积和表面积,成分比例的相对湿度,干燥速率,干燥时间,而地下室外墙拆模后(一般为2~3d),虽然进行了浇水养护,但由于受到现场条件的限制,不可能做恒温恒湿进行养护,而只能采用浇水进行养护,因此混凝土外墙的干燥及收缩在所难免。
  同时由于地下室外墙混凝土体积和表面积之比较小,从而导致干燥速度快、时间短;通过观察发现,地下室外墙混凝土收缩开裂大多数均发生在浇筑后的15d内,裂缝主要集中在墙高1/2处向上下扩展,根部及顶部几乎没有。沿墙长每2~3m一道。
  2 防治措施
  2.1 设计方面
  (1)选择适当的外墙厚度,1~2层地下室宜选4O0~500mm厚。
  (2)外墙中暗柱和暗梁可减小混凝土的收缩裂缝,外墙每隔3~4m设一附墙(或暗)柱,在外墙顶部、1/2墙高、水平施工缝处设置暗梁,加强侧墙刚度,能够有效减小裂缝。
  (3)外墙水平钢筋宜设置在竖向钢筋外侧,建议布置细而密的钢筋,间距150mm,对抗裂较为有利。
  (4)混凝土宜采用中强度(C30-C40)。按抗渗要求确定,尽量避免采用高强度等级混凝土,以减小混凝土的收缩变形。
  2.2 施工
  1)钢筋工程
  地下室外墙钢筋的保护层厚度、间距、尺寸应严格按设计及规范要求加以控制,外墙内外层钢筋之间的拉钩可改成小的方箍加以支撑,纵横向钢筋采用绑扎。
  2)混凝土浇捣
  从技术角度讲,混凝土采用现场搅拌胶凝材料用量较少,混凝土的收缩裂缝少,采用非泵送混凝土所需的水泥用量小及坍落度较小,容易控制混凝土凝结过程的收缩。针对商品混凝土流动性大的特点,施工中采用斜面分层法浇筑,在施工中加强混凝土的二次振捣,二次振捣的时间一定要控制在混凝土初凝前,保证混凝土的握裹力。振捣时振动棒要快插慢拔,暗柱和暗梁等钢筋密集处应仔细振捣。同时根据气候条件及结构特点建议可以考虑墙板与顶板分开浇捣,降低地下室内外温差,但这样会增加施工缝的处理和施工的难度。
  3)设置外墙垂直后浇带
  通过计算外墙钢筋混凝土的收缩预估值,并将其与混凝土极限变形值相比较,根据比较结果,在外墙浇筑时,每隔一段跨度设一垂直后浇带,后浇带一般设在应力可能集中的外墙转角附近,且又要便于施工,地下室400-500mm的外墙,若是采用预拌混凝土(掺入12%粉煤灰),施工缝间距取20~30m为适宜。
  4)拆模、养护
  对于刚浇筑的混凝土因其尚处在凝结硬化阶段,水化速度快,表面热量散失大,在“散热顺利,适当保温”的养护原则下,及时采取养护措施。混凝土干缩随龄期增长而减少。大部分干缩发生在早期,而早期混凝土抗拉强度低,易在早期发生干缩裂缝。为此,加强混凝土早期湿养护,可以推迟产生收缩的时间,减少干缩裂缝。当混凝土终凝之后,即应开始浇水养护,养护时间不少于14d。地下室外墙为防水混凝土,混凝土拆模时间不能过早,拆模时混凝土表面温度与周围气温之差不得超过20℃,以防混凝土表面出现裂缝。未拆模前从板墙上浇水养护。根据本次施工的方案,拆模后地下室外墙养护采用塑料管(或钢管)打上细而密的孔眼,利用自来水的压力对墙全长进行淋水养护,以保持混凝土表面持续湿润,养护效果极佳。模板拆除后,应及时施工防水层和回填土方,以利于混凝土后期强度增长,对混凝土抗裂大有好处。
  2.3 裂缝修复措施
  在地下室施工完成后,地下室外墙仍有少量细裂缝产生。由于地下室外墙要承受一定的水压且是常处在潮湿环境中的结构,其允许的裂缝宽度为0.05mm,因此对于大于0.05mm的裂缝应进行修复处理,修补材料主要采用环氧树脂及改性环氧树脂,修补方法主要有:表面处理法、灌浆法和填充法。
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