混凝土構(gòu)筑物不同開裂形式與防治策略,結(jié)構(gòu)工程論文1工程大概情況該工程建筑面積41667.2m2,高度44.8m,地面以上十一層，采用鋼筋混凝土框架-抗震墻構(gòu)造，梁板平面最大邊緣尺寸為154.7m37.4m,梭形辦公樓部分最大尺寸為141.45m,后辦公樓最長為128m,為超長鋼筋混凝土構(gòu)造。2裂縫的成因與對策混凝土構(gòu)筑物開裂是一種普遍現(xiàn)象，它是長期困擾建筑工程技術(shù)人員的世界性難題。近代科學(xué)關(guān)于混凝土的宏觀、微觀的研究和工程實踐都講明：混凝土開裂是絕對的，不裂是相對的。固然開裂難以完全避免，但它卻是能夠控制的，采取一些技術(shù)措施完全能夠?qū)⒘芽p的危害控制在一定范圍?；炷翗?gòu)造開裂的原因很多，但歸納起來有兩類：變形引起的裂縫和受力〔荷載〕引起的裂縫。變形裂縫其實也是應(yīng)力導(dǎo)致開裂，原因是構(gòu)造首先要求變形，當(dāng)變形得不到知足才引起應(yīng)力，應(yīng)力超過混凝土強(qiáng)度才會開裂。據(jù)國內(nèi)外的調(diào)查資料，建筑工程中混凝土的開裂，由變形變化〔溫度、收縮、不均勻沉降等〕引起的開裂約占總數(shù)的80%以上，由荷載引起的裂縫缺乏20%.在變形引起的開裂中，最主要的因素是溫度的變化〔如環(huán)境氣溫變化、水泥水化熱、太陽輻射等〕、混凝土收縮〔本身收縮、失水枯燥干縮、碳化收縮、塑性收縮等〕和地基變形〔如膨脹地基、濕陷地基、地基差異沉降等〕。由此可見，本工程主要應(yīng)解決變形性、重點是伸縮性的開裂。在變形中最重要是解決收縮問題。由于混凝土是一種脆性材料，拉壓強(qiáng)度比很低，即抗壓強(qiáng)度較高，而抗拉強(qiáng)度很低，在遭到鋼筋或鄰位構(gòu)造限制的情況下，混凝土膨脹時內(nèi)部受壓，不易開裂，而在收縮時內(nèi)部受位，很容易開裂。本工程為超長鋼筋混凝土構(gòu)造，梁板最大邊緣尺寸為154.7m,不設(shè)伸縮縫，且構(gòu)造形式復(fù)雜，梁板處于地上，由于氣候〔溫度、濕度〕變化，混凝土構(gòu)造的熱脹冷縮、枯燥收縮以及水泥水化熱所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力都很大，怎樣控制因冷縮和干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力造成的構(gòu)造開裂，將成為施工技術(shù)的關(guān)鍵。根據(jù)本工程的特點，針對開裂不同的成因采取相應(yīng)的技術(shù)措施：2.1混凝土收縮混凝土收縮包括混凝土本身隨齡期的收縮、失水干縮、碳化收縮、塑性收縮等，針對于此。〔1〕采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，即在普通混凝土中摻加一定比例的膨脹劑。膨脹劑在水化經(jīng)過中產(chǎn)生適度膨脹，在鋼筋及鄰位的約束下，在混凝土中建立一定的預(yù)壓應(yīng)力，這一應(yīng)力可部分抵消混凝土在收縮時產(chǎn)生的拉應(yīng)力，進(jìn)而防止或減少混凝土構(gòu)件的開裂?！?〕設(shè)置一定數(shù)量的膨脹加強(qiáng)帶、后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶與主體構(gòu)造同時澆筑，后澆帶在主體構(gòu)造封頂、且主體構(gòu)造澆筑完畢42天之后澆筑?！?〕從材料角度入手，嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)，選用低收縮原材料，如C3A較高的水泥、較低含泥量的砂石以及合理的砂石級配、高減水的外加劑，降低用水量和水泥用量，配制出本身收縮較小的混凝土。〔4〕梁、板裂縫的主要原因是混凝土收縮，因而對這些部位重點做好保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，降低失水干縮，詳細(xì)措施：麻袋片覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)，避免混凝土過早失水造成干縮開裂?！?〕混凝土的塑性收縮發(fā)生在早期，在終凝前其外表用木抹子和鐵抹刀搓壓，防止或減少龜裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。2.2環(huán)境溫度變化〔1〕在超長梁板混凝土澆筑后，外圍采用臨時或永久遮蓋措施，外表覆蓋保溫，降低熱脹冷縮，減少溫度裂縫的產(chǎn)生?！?〕外露的主體構(gòu)造在施工階段暴露在空氣中的最大長度知足規(guī)范的要求?！?〕屋頂設(shè)置保溫隔熱層。屋面層鋼筋混凝土構(gòu)造適當(dāng)提高配筋率，細(xì)而密的鋼筋配置有利于抵抗溫度應(yīng)力并防止開裂。2.3水泥水化熱本工程首層梁板施工正直盛夏，再加上水泥水化熱引起的溫升，混凝土內(nèi)部溫度將會很高。這樣梁板構(gòu)造固化后隨著環(huán)境氣溫降低，將會產(chǎn)生極大的降溫收縮，極易產(chǎn)生裂縫。結(jié)合本工程特點，采取下面技術(shù)措施：〔1〕水泥水化熱造成溫升，這樣固化后的混凝土降溫經(jīng)過中會產(chǎn)生較大的冷縮和溫差拉應(yīng)力，而混凝土抗拉強(qiáng)度低、變形能力小，很容易開裂。在混凝土中摻入膨脹劑，使其產(chǎn)生適度的膨脹，用以抵消混凝土構(gòu)造的部分冷縮，進(jìn)而能夠減輕或避免溫差裂縫的出現(xiàn)?！?〕在混凝土中摻入適量的緩減水劑，目的是為了延遲水泥水化熱的釋放速度，同時熱峰也會有所降低；而且此類減水劑還可提高混凝土的流動性，有利于運(yùn)輸和泵送；同時能夠避免連續(xù)澆筑混凝土經(jīng)過中的冷接縫問題，降低滲漏隱患；另一方面，減水作用能夠節(jié)約水泥用量，進(jìn)而降低造價，且水泥用量越少，水化熱就越低，溫差裂縫就越少?！?〕摻入粉煤灰或礦渣等活性混合材，取代部分水泥，能夠降低水泥水化的發(fā)熱量，減少溫度應(yīng)力，減輕裂滲的出現(xiàn)。2.4不均勻沉降地基變形諸如膨脹地基、濕陷地基、地基差異沉降等通過打樁加以解決。2.5荷載引起的開裂通過構(gòu)造力學(xué)計算，采用適宜的配筋措施和混凝土標(biāo)號來解決。2.6后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置：本工程自首層至屋頂設(shè)置兩條后澆帶，寬度1000mm.從平面構(gòu)造圖來看，后澆帶將構(gòu)造分為3段，中段長度達(dá)58.8m,兩側(cè)每段長度47.95m.在施工期間，對于每段樓板，由于干縮和冷縮，造成樓板內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，其內(nèi)應(yīng)力沿樓板長度方向的分布是不均勻的，端部〔即靠近后澆帶的部位〕內(nèi)應(yīng)力最小，位移量最大；越靠近樓板中部收縮拉應(yīng)力越小，收縮拉應(yīng)力最大的是變形不動點處的樓板，對于對稱構(gòu)造，該點位于樓板的中部。據(jù)此，膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置如下：中段〔2-6和2-18之間〕58.8m,膨脹加強(qiáng)帶中心線位于2-12軸跨中1/3處，其寬度2~3米，帶兩側(cè)架設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)，目的是為防止兩側(cè)混凝土流入加強(qiáng)帶。施工時，帶外側(cè)用小膨脹混凝土〔外側(cè)摻ZY膨脹劑8-10%〕，澆筑到加強(qiáng)帶時改用大膨脹混凝土〔加強(qiáng)帶內(nèi)摻10-12%〕，到加強(qiáng)帶另一側(cè)時，又改為小膨脹混凝土澆筑。一些特殊部位按后澆膨脹加強(qiáng)帶處理，如：前后樓連廊、2-1軸左側(cè)、2-23軸右側(cè)等一些變截面部位、這些部位待兩側(cè)混凝土構(gòu)造澆筑完畢7天以后用大膨脹混凝土回填，終凝后加強(qiáng)帶保濕保溫〔蓋麻袋澆水〕養(yǎng)護(hù)14天以上。結(jié)束語該工程主體結(jié)頂后，由建設(shè)、設(shè)計、施工、監(jiān)理、質(zhì)檢、建材院等有關(guān)單位對該工程共同進(jìn)行了驗收，未發(fā)現(xiàn)任何有害裂縫。講明采用ZY混凝土超長構(gòu)造無縫施工新技術(shù)應(yīng)用是成功的。它取消了永久伸縮和雙墻雙柱構(gòu)造，保證了構(gòu)造的整體性，增加了有效空間，使大樓愈加美觀大方、宏偉壯觀，大大簡化了施工工藝，縮短了工期，保證