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(lái)越高，對(duì)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(dòng)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(wú)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(shí)也帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題—結(jié)構(gòu)裂縫，在施工過(guò)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(duì)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(duì)工程的結(jié)構(gòu)安全及使用造成影響。相對(duì)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(huì)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(duì)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(duì)梁板部位混凝土的暴露面積要小，水分蒸發(fā)的速度相對(duì)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(zhǎng)。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(shí)過(guò)長(zhǎng)的墻板結(jié)構(gòu)容易引起較大的收縮，這些因素都會(huì)使墻板產(chǎn)生裂縫。
對(duì)于混凝土材料，不受限制的收縮（自由收縮）不會(huì)引起開(kāi)裂，受到限制的收縮（限制收縮）達(dá)到一定值時(shí)就會(huì)引起開(kāi)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l(fā)生體積變形、膨脹或收縮，當(dāng)這種體積變化受到約束時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這種應(yīng)力超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)引起混凝土開(kāi)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(jí)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(shí)間在鋼筋的下方會(huì)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(guò)規(guī)定，不僅增加了混凝土的收縮，同時(shí)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(duì)控制墻板裂縫是很不利的。
3.2 從施工組織來(lái)來(lái)控制
對(duì)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(kāi)始澆注時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)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(shí)間對(duì)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(shí)間并不是混凝土不致出現(xiàn)冷縫的終凝時(shí)間，實(shí)際上在此時(shí)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(shí)，對(duì)混凝土進(jìn)行振動(dòng)，同樣也會(huì)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(duì)于箱型基礎(chǔ)中底板上長(zhǎng)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(zhǎng)墻的全高發(fā)生，寬度較小，沿著墻體長(zhǎng)度方向上，每隔一定距離便產(chǎn)生。這種裂縫可通過(guò)設(shè)置溫度鋼筋來(lái)克服，通過(guò)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(shí)在底板上外墻混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)注意分段施工，合理分段，避免長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)設(shè)置溫度伸縮縫或后澆縫。
對(duì)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(guò)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(lái)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(shí)，如在孔洞和變斷面的轉(zhuǎn)角部位，由于溫度收縮作用，也會(huì)引起應(yīng)力集中，此時(shí)應(yīng)作局部處理，做成逐漸變化的過(guò)度形式，同時(shí)加配鋼筋。
3.4 配筋對(duì)控制裂縫的作用
鋼筋會(huì)約束收縮，但不能阻止收縮，它對(duì)鋼筋混凝土收縮的約束作用會(huì)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(huì)減少收縮，但會(huì)增加混凝土的拉應(yīng)力，如果鋼筋很多，約束可能會(huì)很大，也足以引起混凝土開(kāi)裂。
鋼筋混凝土中配筋率對(duì)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(duì)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(mǎn)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(lái)減小混凝土的溫度應(yīng)力。
參考文獻(xiàn)
1．王鐵夢(mèng) 工程結(jié)構(gòu)裂縫控制 中國(guó)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(guó)建筑工業(yè)出版社 1997
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