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關(guān)鍵詞:地下室事故處理
近年來(lái)地下空間的開發(fā)利用逐漸普遍,由于功能要求,地下室往往面積大,體量大,超過設(shè)置伸縮縫的最小間距。地下室砼因裂縫導(dǎo)致滲漏水的現(xiàn)象非常嚴(yán)重,有的甚至影響到建筑物的使用功能和安全。
一、開裂情況:
地下室側(cè)壁開裂的情況比較多,裂縫寬度小于0.5mm、間距1—4m、長(zhǎng)度有的貫通墻壁全高,側(cè)壁兩端附近裂縫較少,中部附近較多。
裂縫往往在砼澆筑的60天之內(nèi)出現(xiàn),隨著時(shí)間的推移裂縫數(shù)量增多,部分裂縫加寬。尤其是在進(jìn)入冬季氣溫驟變的時(shí)候。
二、裂縫原因分析:
1、直接原因:
砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜,概括起來(lái)有兩類原因,一種由外荷載引起的,因結(jié)構(gòu)承載力不足而發(fā)生變形,另一種是結(jié)構(gòu)因溫差,收縮徐變,不均勻沉降等因素引起。據(jù)統(tǒng)計(jì),在工程實(shí)踐中,由后者(變形荷載)引起的裂縫約占80-85%,地下室砼裂縫大多數(shù)屬于后者。
砼在澆筑后,由于水泥的水化作用,釋放大量的水化熱,因?yàn)轫艠?gòu)件表面與構(gòu)件截面中部溫差超過25℃就引起砼內(nèi)部裂縫,構(gòu)件表面溫度和周圍空氣溫差超過25℃,就引起構(gòu)件表面裂縫。砼澆筑后溫度提高,砼初期體積有微膨脹作用,以后溫度下降體積急劇收縮。砼除了溫度收縮外,還有較大的化學(xué)收縮和干燥收縮,砼早期(10天-15天)極限拉伸很低,這造成砼的早期裂縫。因砼的收縮,較高的彈性模量和早期低徐變,會(huì)使砼內(nèi)部產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,超過砼的極限拉伸,則是造成砼后期裂縫的主要原因。
砼在澆筑一個(gè)月左右,完成收縮40%。60天內(nèi)完成收縮65%,20年后完砼收縮的98%。砼的收縮變形是一個(gè)初期大,以后逐漸減少的過程。
2、間接原因:
邊界條件如地基和側(cè)面土對(duì)砼構(gòu)件的變形約束作用,砼構(gòu)件的剛度差異,使砼變形不協(xié)調(diào)。
側(cè)壁砼澆搗時(shí)地板剛度大,受到地板的剛度約束,早期形成壓應(yīng)力,后期砼溫度下降,產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)則出現(xiàn)裂縫。
砼變形與限制膨脹條件有關(guān)。當(dāng)氣溫上升時(shí),地板和底板砼因?yàn)闇囟壬叨蛲馀蛎洠瑐?cè)壁和地板相互約束,在側(cè)壁的外側(cè)形成垂直裂縫,當(dāng)?shù)匕搴晚敯迨芾涫湛s時(shí),側(cè)壁內(nèi)側(cè)形成垂直裂縫。由于側(cè)壁在邊角部分受到的變形量比中部大,同時(shí)縱橫側(cè)壁的相互約束,因而側(cè)壁兩端附近裂縫小,中部附近裂縫多。
側(cè)壁內(nèi)有柱時(shí),由于截面突變,剛度有差異,側(cè)壁的變形受到柱的約束,往往產(chǎn)生應(yīng)力集中,在離柱子1∽2m的墻體上易出現(xiàn)縱向收縮裂縫。
三、控制裂縫的措施
根據(jù)《砼規(guī)》,現(xiàn)澆鋼筋砼地下室墻壁最大間距為20m(室外)、30m(室內(nèi)或土中),而又同時(shí)說(shuō)明了對(duì)下列情況,如有充分依據(jù)和可靠措施,伸縮縫最大間距可適當(dāng)加大;
①砼澆筑采用后澆帶分段施工。
②采用專門的預(yù)應(yīng)力措施。
③采取能減少砼溫度變化或砼收縮的措施。
當(dāng)增大伸縮縫間距時(shí),尚應(yīng)考慮溫度變化和砼收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
伸縮縫雖然是根本解決砼收縮裂縫的措施,也有許多缺點(diǎn),主要是造價(jià)高,地下室不能連成整體,影響功能,伸縮縫的防水處理比較麻煩,防水效果并不理想,同時(shí)近幾年來(lái)超長(zhǎng)砼結(jié)構(gòu)的無(wú)縫設(shè)計(jì)與施工技術(shù)不斷實(shí)踐與發(fā)展,且有許多成功的工程應(yīng)用,取得良好的效益。
采取的主要措施有以下這點(diǎn):
1、補(bǔ)償收縮砼
即在砼中滲入U(xiǎn)EA、HEA等微膨脹劑。例如用UEA膨脹劑,以10~20%等量取代水泥,拌制成補(bǔ)償收縮砼,其限制膨脹率ξ2=0.02~0.05%,按公式α=µESξ2,可在砼中建立0.2~0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力,從而抵制砼在硬化過程中全部或大部分拉應(yīng)力,以砼的膨脹值減去砼的最終收縮值的差值大于或等于砼的極限拉伸即可控制裂縫:ξ2–Sm≧ξp,使砼結(jié)構(gòu)不裂。
2、膨脹帶
由于砼中膨脹劑的膨脹變形不會(huì)與砼的早期收縮變形完全補(bǔ)償,為了實(shí)現(xiàn)砼連續(xù)澆注無(wú)縫施工而設(shè)置的補(bǔ)償收縮砼帶,根據(jù)一些工程實(shí)踐,一般超過60m設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。
膨脹帶要求設(shè)置在砼收縮應(yīng)力發(fā)生最大部位,一般地板和側(cè)墻長(zhǎng)度方向的中間位置。對(duì)于超過普通砼伸縮縫設(shè)置間距的超長(zhǎng)砼結(jié)構(gòu),要進(jìn)行連續(xù)無(wú)縫施工可設(shè)置多條膨脹加強(qiáng)帶。
作用:①膨脹加強(qiáng)帶砼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度常比相鄰的砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高5MPa-10MPa,從而提高膨脹加強(qiáng)帶砼的抗拉強(qiáng)度,防止砼在此部位開裂。
②膨脹帶內(nèi)砼的膨脹劑應(yīng)比帶外其它砼摻量高一點(diǎn),產(chǎn)生較大膨脹,而兩側(cè)砼的膨脹率較小,形成中部大兩邊小的膨脹區(qū),從而補(bǔ)償相應(yīng)的收縮曲線,使任意長(zhǎng)度可以不設(shè)伸縮縫。
做法:膨脹加強(qiáng)帶寬2-3m,帶的兩側(cè)布置中5mm的密孔鋼絲網(wǎng),將帶內(nèi)砼和帶外砼分開,為的是不讓砼中石子通過,鋼絲網(wǎng)垂直布置在上下層(或內(nèi)外層)鋼筋之間,網(wǎng)兩端分別綁扎在鋼筋上。
膨脹帶內(nèi)增設(shè)10%水平溫度加強(qiáng)鋼筋。與膨脹帶方向垂直布置,兩端伸出膨脹帶2m各與上下層(內(nèi)外層)鋼筋固定,配筋直徑減小,間距加密。
由于設(shè)置膨脹帶主要是為了避免砼早期收縮變形,故膨脹帶的保留時(shí)間可為10—15天,這比傳統(tǒng)后澆帶縮短30天的工期。滿足工程連續(xù)無(wú)縫設(shè)計(jì)施工的要求。
3、后澆帶
后澆帶作為膨脹加強(qiáng)帶一樣作為砼早期短時(shí)期釋放約
束力的一種技術(shù)措施,較長(zhǎng)久性變形縫已有很大的改進(jìn)并廣泛任用。
根據(jù)文獻(xiàn)②:結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度是影響溫度應(yīng)力的因素之一,但只在一方范圍對(duì)溫度收縮應(yīng)力較為顯著,因此設(shè)置后澆帶是“先放后抗、以放為主”的主要技術(shù)措施。
后澆帶的設(shè)計(jì)做法也各不相同。尤其是帶內(nèi)鋼筋是否斷開,有的不但鋼筋連續(xù),還做加強(qiáng)筋連接。帶的寬度具體多少為宜各不相同,筆者認(rèn)為:
①盡量減少穿越后澆帶鋼筋的總量,以盡可能釋放砼的收縮應(yīng)力。對(duì)于樓板內(nèi)鋼筋和側(cè)壁,由于焊接或搭接施工比較方便均應(yīng)作斷開處理。由于梁鋼筋連接焊接等施工比較困難,可以留一部分連續(xù)鋼筋,盡量切斷梁腹縱向鋼筋和梁頂縱筋截?cái)啵A袅旱卒摻钸B續(xù)貫通。
②后澆帶寬度內(nèi)鋼筋抗拉剛度EAs遠(yuǎn)比后澆帶兩側(cè)砼的抗拉剛度EA小,拉伸變形將主要由后澆帶寬度范圍內(nèi)的鋼筋提供,對(duì)于鋼筋全部截?cái)嗟暮鬂矌В碚撋蠈挾葍H有100mm就可以了,為施工方便常取800-1000mm,但對(duì)于鋼筋連續(xù)的后澆帶,盡可能增大后澆帶的寬度。
③后澆帶保留時(shí)間為42~60d,一般為60d,這樣早期溫差和砼收縮完成30—50%。
④材料:用高一等級(jí)的微膨脹砼封閉,并進(jìn)行不少于15d的砼養(yǎng)護(hù)。
⑤位置:設(shè)在梁墻內(nèi)力較小位置,后澆帶間距為30~40m。后澆帶可做成企口式,在澆砼前,必須鑿毛清理干凈。
4、提高鋼筋砼的抗拉能力
砼的抗裂能力取決于砼的極限拉伸值,根據(jù)有關(guān)資料:混凝土的極限拉伸值與配筋有關(guān)。固此,砼應(yīng)考慮增加抗變形鋼筋,即增強(qiáng)對(duì)砼由于長(zhǎng)期干縮和氣溫度化引起的熱脹冷縮的抗變形能力。對(duì)于側(cè)壁,增加水平溫度筋,在砼面層起強(qiáng)化作用。選擇冷軋帶肋鋼筋,冷軋扭鋼筋,明顯增強(qiáng)砼的抗裂能力。
在墻柱連接處設(shè)水平附加筋,附加筋的長(zhǎng)度為1500∽2000mm,配筋率提高10%∽15%。
鋼筋在保持總面積不變的情況下,根據(jù)直經(jīng)小,鋼筋布置間距密的方式選擇鋼筋,能減少裂縫的最大寬度。同時(shí)也要考慮砼易于振搗密實(shí)。
《砼規(guī)》規(guī)定:地下室等與土體直接接觸的砼構(gòu)件最大裂縫寬度充許值為0.2mm。當(dāng)裂縫寬度為0.1~0.2mm,水進(jìn)入砼與水泥產(chǎn)生反應(yīng),砼具有自愈能力。裂縫若控制在0.1mm以內(nèi)時(shí),則所配鋼筋數(shù)量增多而不經(jīng)濟(jì)。
側(cè)壁受底板和頂板的約束,砼脹縮不一致,可在墻體中部設(shè)一道水平暗梁抵抗拉力,水平構(gòu)造筋放在豎筋的外側(cè),有利于控制墻體裂縫的發(fā)生。
5、施工措施
①優(yōu)化砼配合比設(shè)計(jì):通過試驗(yàn)優(yōu)選合適的外加劑和摻合料,適當(dāng)降低水灰比和減少水泥用量,選用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥,選用優(yōu)質(zhì)粉煤灰,砂和石含泥量要小,級(jí)配良好。
②砼應(yīng)嚴(yán)格振搗密實(shí),提高砼密實(shí)度。
③落實(shí)好砼澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施,盡量做好保濕保溫養(yǎng)護(hù),既可使砼初期獲得更高的強(qiáng)度,還可減少砼的溫度應(yīng)力與收縮應(yīng)力,養(yǎng)護(hù)時(shí)間在14d以上。
④降低室外溫差的影響。夏季施工時(shí)應(yīng)盡量避免在烈日下澆筑樓板砼。降低砼的入模溫度。地板墊層上干鋪油氈作滑動(dòng)層。地下室四周土要及時(shí)回填,且應(yīng)分層夯實(shí),既加強(qiáng)地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位,又可盡快避免室外溫度變化對(duì)側(cè)壁的影響。
四、工程實(shí)例
廣州某住宅小區(qū),地上為10棟6層的住宅,地下由一層地下室連成一個(gè)整體,長(zhǎng)度150m,寬度95m,相當(dāng)于大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)。
地下室未設(shè)伸縮縫,為了有效克服砼的收縮裂縫,在地下室鋼筋砼結(jié)構(gòu)中摻10%的HEA膨脹劑(內(nèi)摻量),做成補(bǔ)償收縮砼。
長(zhǎng)邊方向設(shè)3條后澆帶,寬度方向設(shè)2條后澆帶,后澆帶沿住宅之間的道路位置,地下室底板、頂板和側(cè)壁貫通設(shè)置。梁鋼筋連續(xù),板和側(cè)壁鋼筋斷開,后澆帶做成彎折線形,避免鋼筋在一條直線上斷開,保留時(shí)間為60天,封閉前把鋼筋焊接。后澆帶寬度為1.0m。為保險(xiǎn)起見,預(yù)先在底板和側(cè)壁后澆帶設(shè)置止水帶和多道外防水以加強(qiáng)防水。
頂板在室外道路部分,覆土1米厚,既可鋪設(shè)設(shè)備管道,也作為頂板的保溫隔熱層。底板采用厚板形式,雙層雙向配筋。側(cè)壁厚300,C30砼,適當(dāng)加強(qiáng)了側(cè)壁水平鋼筋作為抗拉筋。采用嚴(yán)格的施工措施,加強(qiáng)振搗密實(shí)和養(yǎng)護(hù),側(cè)壁外及時(shí)回填土并夯實(shí),工程建成后觀測(cè),地下室使用情況良好。
參考文獻(xiàn):
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002
關(guān)鍵詞:大體積砼;溫度裂縫;產(chǎn)生原因;控制措施
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,建設(shè)工程方面也得到一定的進(jìn)步。為了滿足結(jié)構(gòu)上的需要,大體積砼施工越來(lái)越廣泛的得以應(yīng)用。但是在施工中會(huì)因?yàn)闇囟葐栴}導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫,砼的裂縫不僅影響著砼的外觀質(zhì)量,更影響著砼的耐久性以及結(jié)構(gòu)的安全,因此,清楚砼裂縫產(chǎn)生的原因并制定出防治措施具有十分重要意義。
一、大體積砼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
大體積砼結(jié)構(gòu)體積較大,其內(nèi)部水泥水化熱散發(fā)比較困難,在外部環(huán)境影響以及砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部影響下,很容易產(chǎn)生溫度裂縫。大體積砼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如下:
(一)脆性較強(qiáng):砼結(jié)構(gòu)所使用的砼材料是脆性材料,其有著較大的抗壓強(qiáng)度,但抗拉強(qiáng)度較弱,能夠拉伸產(chǎn)生的變形很小,因此一旦受到內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生拉伸時(shí),其很難通過拉伸來(lái)緩解應(yīng)力,從而產(chǎn)生裂縫。
(二)產(chǎn)生的應(yīng)力較大:大體積砼結(jié)構(gòu)斷面的尺寸一般較大,在砼結(jié)構(gòu)澆筑后,其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱,致使內(nèi)部溫度上升,產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大。
(三)受環(huán)境影響較大:大體積砼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期暴露在外部環(huán)境中,環(huán)境溫度的變化也會(huì)導(dǎo)致砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。
二、大體積砼溫度裂縫產(chǎn)生的原因
砼會(huì)因?yàn)闇囟鹊纳吆徒档投a(chǎn)生相應(yīng)的體積變化,而當(dāng)砼的收縮受到了限制和約束時(shí),則會(huì)出現(xiàn)一定的拉力。這種拉力一旦超過了砼本身的承受能力,那么將會(huì)導(dǎo)致砼出現(xiàn)裂縫問題。大體積砼溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因包含了以下幾點(diǎn)。
(一)水泥的水化熱
大體積砼由于水泥水化時(shí)會(huì)放出大量的水化熱,而砼自身體積較厚,表面直接和空氣接觸,散熱條件較好,熱量可以向大氣中散發(fā),表面溫度上升較少。砼自身導(dǎo)熱性較差,水泥水化熱積聚在砼內(nèi)部不易散發(fā),溫度會(huì)上升較多這樣就會(huì)形成外低內(nèi)高的溫差,產(chǎn)生溫度應(yīng)力,若溫度應(yīng)力超過砼的抗拉強(qiáng)度,砼就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
(二)內(nèi)外約束條件
基礎(chǔ)砼一般與地基整體澆筑在一起,當(dāng)溫度變化時(shí),由于外部約束和內(nèi)部約束的存在,砼不能自由變形。砼澆筑之后早期溫度上升時(shí),產(chǎn)生的膨脹變形受到地基土約束面產(chǎn)生壓應(yīng)力,此時(shí)砼的彈性模量很小,徐變和應(yīng)力松弛卻較大,與基層連接也不太牢固,從而壓應(yīng)力較小。砼表面溫度下降較快,受溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和內(nèi)部約束的影響,砼表面會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。因此,降低砼內(nèi)外溫差和改善約束條件,是防止砼產(chǎn)生裂縫的重要措施。
(三)外界氣溫引起的變化
砼在澆筑過程中產(chǎn)生的溫度與外界氣溫的變化有著直接的關(guān)系,澆筑產(chǎn)生的溫度同時(shí)也影響砼內(nèi)部溫度。當(dāng)大體積砼遭受到溫度的快速變化時(shí),會(huì)給砼內(nèi)部造成較為明顯的影響。例如在冬季,過早的拆模,那么一旦遭遇到了嚴(yán)寒的侵襲,就會(huì)導(dǎo)致砼的表面溫度發(fā)生快速變化,收縮十分明顯。這種情況下砼會(huì)受到很大的拉應(yīng)力,如果砼不能抵抗這種拉應(yīng)力,就會(huì)形成裂縫。但這種裂縫的出現(xiàn)通常只在表面較淺的位置上,因此,不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的影響。
三、大體積砼施工的溫度裂縫控制措施
(一)科學(xué)選用材料,適當(dāng)使用外加劑
1、科學(xué)選用水泥。優(yōu)先選擇中低水化熱硅酸鹽水泥或低水化熱礦渣硅酸鹽水泥,如復(fù)合水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等優(yōu)質(zhì)水泥,有利于降低砼溫度梯度。
2、骨料控制。細(xì)骨料宜采用細(xì)度模數(shù)大于2.3的中砂,含泥量不應(yīng)大于3%。粗骨料宜選用連續(xù)級(jí)配,粒徑5~31.5mm,含泥量不應(yīng)大于1%。一方面應(yīng)盡量使用高強(qiáng)度骨料,另一方面砂率和坍落度應(yīng)盡量選用較小數(shù)值,以減小孔隙率,避免裂縫產(chǎn)生[2]。
3、摻合料與外加劑。第一,可適當(dāng)?shù)脑陧胖屑尤肽芙档退療岬姆勖夯遥勖夯页四芨纳祈判阅芡猓€能減少水泥用量,節(jié)省成本。第二,添加UEA。在水泥硬化過程中,UEA能補(bǔ)償冷縮與干縮,從而降低裂縫發(fā)生的可能性。
(二)確定砼的施工工藝
大體積砼的澆筑可以根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同采用不同的澆筑方法,如全斷面分層澆筑、分段分層澆筑、和斜面分層澆筑。砼采用分段分層澆筑時(shí),每段澆筑高度應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、鋼筋疏密程度決定,砼澆注層厚度應(yīng)根據(jù)所選用振搗器的作用深度及砼的和易性確定。一般為振搗器作用半徑的1.25倍,但厚度不宜大于500mm。在前層砼初凝之前將次層砼澆筑完畢。每澆筑一層砼都應(yīng)及時(shí)均勻振搗,保證砼的密實(shí)[3]。預(yù)埋冷水管,用循環(huán)水降低大體積砼的溫度,進(jìn)行人工導(dǎo)熱,降低溫差。大體積砼澆筑過程中,應(yīng)采取防止鋼筋、埋件等的位移和變形措施,并應(yīng)及時(shí)清除砼表面的泌水,在砼初凝前進(jìn)行二次抹壓處理,減少干縮裂縫的出現(xiàn)。
(三)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)
對(duì)大體積砼進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作是工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。應(yīng)保持大體積砼的溫度和濕度適宜,并控制溫差的產(chǎn)生,是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。當(dāng)大體積砼澆筑兩個(gè)小時(shí)以后,應(yīng)使用塑料膜來(lái)對(duì)表面進(jìn)行覆蓋,以便于能提升其表面的溫度,減少內(nèi)外溫差。同時(shí),可以進(jìn)行帶水養(yǎng)護(hù)工作,養(yǎng)護(hù)的時(shí)間控制在14天以上。這種方式比較適合夏季使用。冬季的時(shí)候,應(yīng)在結(jié)構(gòu)外露的部分進(jìn)行保溫材料覆蓋,以便于減緩散熱的過程,使砼的強(qiáng)度能得到提。此外,要想對(duì)大體積砼進(jìn)行溫度上的有效控制,還應(yīng)對(duì)此進(jìn)行科學(xué)方式檢測(cè)。對(duì)此,應(yīng)設(shè)置出相應(yīng)的測(cè)溫點(diǎn),這樣一來(lái)就能及時(shí)掌握溫度變化數(shù)據(jù),提升控制的準(zhǔn)確性。
四、結(jié)語(yǔ)
大體積砼的溫度裂縫通過嚴(yán)謹(jǐn)、周密、科學(xué)可行的措施是可以避免的。相信大體積砼的溫度裂縫也會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、建筑施工水平的提高、建筑工人素質(zhì)的改善而變得更加容易解決。
參考文獻(xiàn):
[1]劉志遠(yuǎn),劉雪艷.大體積砼溫度裂縫控制的施工技術(shù)研究[J].魅力中國(guó),2013,(16):321-321.
[關(guān)鍵詞] 建筑結(jié)構(gòu)件 溫變裂縫 質(zhì)量控制
近年來(lái),隨著科技水平的不斷提升,我國(guó)建筑工程質(zhì)量總體水平有了較大提高,但存在的問題仍然不少。在施工中由于各種因素的影響,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的質(zhì)量問題,甚至造成質(zhì)量事故,產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。而在眾多的質(zhì)量事故中,溫度變化引起的裂縫是一種典型的質(zhì)量問題。因此,探討質(zhì)量控制措施與如何防治溫變裂縫的產(chǎn)生,對(duì)于保證建筑工程建筑物的質(zhì)量有著重要意義。
一、建筑結(jié)構(gòu)件工程中溫度變化引起裂縫的主要原因
1、建筑結(jié)構(gòu)件隨著溫度的變化而產(chǎn)生變形,即通常所說(shuō)的熱脹冷縮。當(dāng)變形受到約束時(shí),便產(chǎn)生了裂縫,約束的程度越大,裂縫就越寬。
2、水泥和水所引起化學(xué)反應(yīng)引起裂縫。大體積混凝土開列的主要原因之一,是由于混凝土在硬化過程中,水泥和水起化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的水化熱引起混凝土的溫度上升,如果熱量不能很快散失,內(nèi)部和外部溫差過大,就將產(chǎn)生溫度應(yīng)力,使結(jié)構(gòu)內(nèi)部受壓,外部受拉。混凝土在硬化初期,只有很低的抗拉強(qiáng)度,如果由內(nèi)外溫度差引起的拉應(yīng)力超過混凝土早期抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就要產(chǎn)生裂縫。
3、構(gòu)件硬化成型后,在使用中,如果溫度較大,構(gòu)件內(nèi)部溫度梯度就極大,也會(huì)引起構(gòu)件開裂。
4、建筑結(jié)構(gòu)件澆筑、養(yǎng)護(hù)及拆模過程中采用不當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ瑥亩觿囟茸兓a(chǎn)生裂縫。
二、建筑結(jié)構(gòu)件工程質(zhì)量控制的一般措施
1、組織措施
組建項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu),配置滿足工作需要的監(jiān)理人員,并在約定的時(shí)間內(nèi),總監(jiān)理工程師及其他監(jiān)理人員派駐工地。建立現(xiàn)代企業(yè)制度,建立和健全質(zhì)量控制體系,加強(qiáng)內(nèi)部管理,對(duì)監(jiān)理人員進(jìn)行技術(shù)管理培訓(xùn),建立考核獎(jiǎng)懲制度。確定監(jiān)理機(jī)構(gòu)各部門職責(zé)分工及各級(jí)監(jiān)理人員權(quán)限,并報(bào)送發(fā)包人和通知承包人。組織第一次工地會(huì)議,監(jiān)理例會(huì)、監(jiān)理專題會(huì)議和編寫會(huì)議記錄分發(fā)與會(huì)各方,保障工程質(zhì)量,要求或建議承包人組織一定數(shù)量高素質(zhì)的民工參與建設(shè),督促承包人做好生活后勤工作,保障工地人員健康專注地投入施工。建議或要求必包人提供便利的施工條件,確保控制工程質(zhì)量。
2、管理措施
健全技術(shù)文件審核、審批制度。根據(jù)施工合同約定,由雙方提交的施工技術(shù)圖紙以及由承包人提交的施工組織設(shè)計(jì)及施工計(jì)劃、施工進(jìn)度計(jì)劃等文件應(yīng)經(jīng)過監(jiān)理機(jī)構(gòu)核查、審核、審批。督促承包商嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、施工規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),工作的各種商洽必須經(jīng)有關(guān)監(jiān)理工程師簽字后方可實(shí)施。審查主要材料、設(shè)備的質(zhì)量和核定其性能,參加工程驗(yàn)收工作,參與工程質(zhì)量事故的處理。
3、經(jīng)濟(jì)措施和合同措施
嚴(yán)格質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收,嚴(yán)格按照雙方的合同實(shí)行嚴(yán)格公平、公正的獎(jiǎng)懲措施。對(duì)經(jīng)驗(yàn)收不合格的工場(chǎng)部位拒付工程款。
三、建筑結(jié)構(gòu)件工程中溫變裂縫質(zhì)量控制的主要技術(shù)措施
1、預(yù)防熱脹冷縮的措施:(1)撤去約束,允許自由的產(chǎn)生變形;(2)設(shè)置伸縮縫。
2、防止化學(xué)反應(yīng)引起裂縫產(chǎn)生的措施是:(1)盡量選用低熱或中熱降低泥礦渣水泥、粉煤灰水泥;(2)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在450kg/m2以下;(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.60以下;(4)改善骨科級(jí)配,摻加粉煤灰或高效減少水劑等來(lái)減少水泥用量,降低水化熱;(5)改善混凝土的攪拌工藝,采用”二次風(fēng)冷“新工藝降低混凝土的澆筑溫度;(6)在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌和物的流動(dòng)性、保水性,降低水熱化,推遲熱峰出現(xiàn)的時(shí)間;(7)合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束;(8)在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道,通過冷水或冷氣冷卻,減小混凝土的內(nèi)部溫差;(9)加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控,及時(shí)采取冷卻保護(hù)措施;(10)、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑后,及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋,并灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保證混凝土表現(xiàn)緩慢冷卻,在寒冷季節(jié),混凝土兩面必須采取保溫措施,以防寒潮襲擊。
3、預(yù)防產(chǎn)生比類裂縫的措施是:采用隔熱(或保溫)措施,盡量減少構(gòu)件內(nèi)部溫度梯度,在配筋時(shí)應(yīng)考慮溫度力的影響。
4、預(yù)防結(jié)構(gòu)件澆筑及養(yǎng)護(hù)過程產(chǎn)生裂縫的措施:
(1)針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)件伸縮較大的特點(diǎn),澆筑混凝土?xí)r每隔30m左右設(shè)置后澆帶。(2)澆筑中,下落高度不超過1.5m,混凝土不得成堆,及時(shí)出料、及時(shí)成活,以免產(chǎn)生離析現(xiàn)象,使得現(xiàn)澆板配料不均;嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工,選擇熟練的混凝土振搗工人,掌握好振搗時(shí)間,以保證混凝土振搗均勻、密實(shí),避免漏振、欠振,并做好混凝土施工記錄。(3) 建筑結(jié)構(gòu)件混凝土澆筑成型后,應(yīng)及時(shí)覆蓋塑料薄膜,避免水分蒸發(fā);澆筑1h~2h后對(duì)混凝土二次振搗,以消除收縮裂紋及表面泌水,2h~3h后進(jìn)行二次壓面,并適時(shí)用木抹子磨平搓毛2遍以上。(4) 建筑結(jié)構(gòu)件混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d,對(duì)有抗?jié)B要求的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d;留置混凝土同條件試塊,并設(shè)專人檢測(cè)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況,在其強(qiáng)度未達(dá)到1.2Mpa時(shí),不得在其上踩踏或安裝模板及支架。(5)嚴(yán)格按照GB50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的強(qiáng)度要求確定模板拆除時(shí)間,拆模時(shí)要輕拿輕放,不得對(duì)樓層形成沖擊荷載,拆除的模板和支架要分散堆放并及時(shí)清運(yùn)。
四、建筑結(jié)構(gòu)件工程質(zhì)量控制的保證措施
1、質(zhì)量的事前控制
審核由發(fā)包人提供的各種工程資料。檢查場(chǎng)內(nèi)道路、供水、供電等施工輔助設(shè)施的準(zhǔn)備。審核承包人中標(biāo)后的施工組織設(shè)計(jì)、施工措施計(jì)劃等技術(shù)文件。明確質(zhì)量要求,掌握和熟悉質(zhì)量控制的技術(shù)依據(jù)。參與承包人對(duì)發(fā)包人提供的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)核情況,并督促承包人在此基礎(chǔ)上完成施工測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)及施工區(qū)原地形圖的測(cè)繪。嚴(yán)格審核工程開工應(yīng)具備的各項(xiàng)條件,并審批開工申請(qǐng)。
2、質(zhì)量的事中控制
施工工藝過程質(zhì)量控制,采用現(xiàn)場(chǎng)檢查、查閱施工記錄以及材料和構(gòu)配件、監(jiān)督試驗(yàn)、見證取樣,按照旁站方案進(jìn)行旁站、及時(shí)對(duì)承包人可能影響工程質(zhì)量的施工方法以及各種違章作業(yè)行為發(fā)出調(diào)整、制止、整頓直至停止施工批示。發(fā)現(xiàn)承包人使用的材料、構(gòu)配件、工程設(shè)備等原因可能導(dǎo)致工程質(zhì)量不合格或千萬(wàn)事故時(shí),要求承包人采取措施糾正。發(fā)現(xiàn)施工環(huán)境可能影響工程質(zhì)量時(shí),應(yīng)批示承包人采取有效的防范措施。堅(jiān)持上道工序不檢查不準(zhǔn)進(jìn)行下道工序的原則。上道工序完成后,先由施工單位進(jìn)行自檢、專職檢,認(rèn)為合格后再通知現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師或其他代表到現(xiàn)場(chǎng)會(huì)同檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格后簽署認(rèn)可,方能進(jìn)行下道工序。隱蔽工程檢查驗(yàn)收,隱蔽工程完成后,先由施工單位自檢、專職檢,初難合格后填報(bào)隱蔽工程驗(yàn)收單,報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收。分項(xiàng)、分部工程驗(yàn)收。應(yīng)對(duì)施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題,以及處理措施或遺漏問題進(jìn)行詳細(xì)的記錄和拍照,保存好照片等相差資料。工程質(zhì)量事故處理,質(zhì)量事故原因、責(zé)任的分析--質(zhì)量事故處理措施的研究確定及處理效果的檢查。
3、質(zhì)量的事后控制
事后嚴(yán)肅把關(guān),對(duì)于質(zhì)量控制要點(diǎn)、要害部位或質(zhì)量有疑問的部位進(jìn)行事后復(fù)檢。嚴(yán)格按照質(zhì)量評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單元、分部、單位工程組織驗(yàn)收認(rèn)證。實(shí)行質(zhì)量保證金制度,讓“制造”者跟蹤一段時(shí)間的質(zhì)量保證,完善其缺陷服務(wù)責(zé)任。在一定的時(shí)間內(nèi),盡量讓工程在設(shè)計(jì)負(fù)載條件下運(yùn)行后,再對(duì)整個(gè)工程組織驗(yàn)收。
為了確保建筑結(jié)構(gòu)件工程質(zhì)量,工程管理者應(yīng)講究質(zhì)量控制的措施,實(shí)行事前控制與事后控制。而典型質(zhì)量問題――溫變裂縫則應(yīng)采取具體的控制措施,以防治因裂縫產(chǎn)生質(zhì)量事故的發(fā)生。
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【關(guān)鍵字】建筑施工;鋼筋混凝土;溫控;裂縫控制;技術(shù)
中圖分類號(hào):TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)建筑業(yè)施工技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步,建筑規(guī)模不斷的擴(kuò)大,大型的現(xiàn)代化施工實(shí)施、大型建筑物,以及重載的大工程與日俱增,大體積混凝土結(jié)構(gòu)因其本身的剛度大、承載性強(qiáng)、施工方便等特點(diǎn)成為了建筑公司的主要建筑材料,大體積混凝土是大型工程項(xiàng)目的主要設(shè)施和構(gòu)筑物的主體,對(duì)于混凝土在澆筑的過程中,由于受熱不均,水化熱的現(xiàn)象等,造成混凝土的體積變形,出現(xiàn)裂縫,裂縫的出現(xiàn)對(duì)于建筑物的美觀、耐久性和整體性以及結(jié)構(gòu)的承載力等都有較大的影響,因此,在建筑施工中大體積混凝土的溫控和裂縫的控制是人們倍加關(guān)注的問題。
一、 大體積混凝土的概述
1、 大體積混凝土的定義
到目前為止,建筑行業(yè)尚沒有為大體積混凝土提出明確的定義,大體積混凝土顧名思義是尺寸較大的混凝土,美國(guó)的混凝土學(xué)會(huì)給大體積混凝土下了定義:任何現(xiàn)澆混凝土,其尺寸達(dá)到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題,以最大限度的減少開裂硬性的。
2、 大體積混凝土的特點(diǎn)
大體積混凝土的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)厚實(shí),混凝土量大,工程的條件較為復(fù)雜,一般采用的是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),施工技術(shù)要求較高,水泥水化熱釋放比較集中,內(nèi)部升溫比較快,混凝土的溫差較大時(shí),使得混凝土產(chǎn)生溫度裂縫,影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。
大體積混凝土是融合了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)點(diǎn),所以在我國(guó)大型的土建工程中大體積混凝土得到了普遍的使用,盡管其最大限度的減少了開裂現(xiàn)象,但是它的開裂問題依然存在,因此要對(duì)大體積混凝土采用有效的措施。
二、 大體積混凝土的裂縫的分類
大體積混凝土出現(xiàn)的裂縫的主要的原因就是溫差引起的,裂縫按照深度的不同可以分為貫穿裂縫、深層裂縫和表面裂縫三種。其中貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫,最終形成貫穿裂縫,它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面,對(duì)于機(jī)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性有一定的破壞作用,危害較為嚴(yán)重;而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面,也會(huì)產(chǎn)生一定的危害;表面裂縫一般的危害是比較小的。大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫,一方面是混凝土內(nèi)部因素:由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的;另一方面是混凝土的外部因素:結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束,阻止混凝土收縮變形,混凝土抗壓強(qiáng)度較大,但受拉力卻很小,所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí),即會(huì)出現(xiàn)裂縫
三、 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的最主要的原因
大體積混凝土的開裂主要是由于溫差造成的。首先,在混凝土澆筑的初期,會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱現(xiàn)象,由于混凝土本身是熱的不良導(dǎo)體,水化熱現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)聚集在混凝土的內(nèi)部而不會(huì)輕易的散發(fā)出來(lái),混凝土內(nèi)部的溫度會(huì)逐漸的升高,而在混凝土的外表的溫度就是正常的大氣溫度,這樣就形成了混凝土內(nèi)外的溫度差,而在混凝土凝結(jié)的初期抗壓力比較弱,而溫差在混凝土內(nèi)部引起的拉應(yīng)力較強(qiáng),從而導(dǎo)致了大體積混凝土裂縫的出現(xiàn);其次,在混凝土完全的凝結(jié)以后,要把外面固定混凝土的模具拆除,在拆模的前后表面的溫度會(huì)出現(xiàn)驟降的情況,這樣會(huì)出現(xiàn)溫度差,造成混凝土的開裂;最后在混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到最高時(shí),由于外部還是標(biāo)準(zhǔn)的大氣溫度,因此溫度會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸的散發(fā)而達(dá)到最低的溫度,這樣和以前的最高溫度相比,在混凝土的內(nèi)部就形成了一個(gè)溫度差,造成混凝土出現(xiàn)裂縫。
四、 建筑施工中大體積混凝土的主要溫控技術(shù)
1、 合理的控制水泥水化熱溫度
合理的控制水泥水化熱的溫度是對(duì)混凝土實(shí)施溫控的一個(gè)重要技術(shù),在水泥的選用上要盡量使用低熱或是中熱的水泥配制混凝土;在水泥中滲加粉煤灰等滲和料或是滲加減水劑等用來(lái)改善水泥的和易性、降低水泥的水灰比,從而控制水泥的塌落度,降低水化熱的現(xiàn)象;此外,在水泥和混凝土配置的過程中,預(yù)埋一個(gè)冷卻水管,通入循環(huán)冷卻水,從而降低配置好的混凝土的水化熱溫度,而在一些厚大的混凝土中,要摻入百分二十以下的塊石進(jìn)行吸熱,從而達(dá)到節(jié)省混凝土的目的。
2、降低混凝土澆筑入模的溫度
對(duì)大體積混凝土進(jìn)行澆注入模的過程中,要盡量的避開夏季等溫度較高的天氣,而是選擇溫度較低的季節(jié)里進(jìn)行澆注混凝土,對(duì)于澆筑量不大的塊體,最好安排在下午三點(diǎn)以后或是夜間進(jìn)行;如果由于工期的限制混凝土的澆筑在夏季,要選用低溫水或是使用冰水配制混凝土,對(duì)骨料通過噴冷水經(jīng)行降溫,在運(yùn)輸中要加蓋遮陽(yáng),從而降低混凝土拌合物的溫度。
五、 建筑施工中大體積混凝土的主要裂縫控制措施
1、 原材料選擇的控制
在原材料的購(gòu)置上采用由預(yù)制混凝土供應(yīng)商為主,項(xiàng)目部為輔的控制方式;混凝土攪拌單位應(yīng)該和項(xiàng)目部簽訂合同,嚴(yán)格的執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范,混凝土攪拌單位應(yīng)該根據(jù)混凝土性能決定用于制造工程中混凝土的原材料,保證工程所用的一切材料、設(shè)備、設(shè)施和技術(shù)復(fù)核所規(guī)定的種類標(biāo)準(zhǔn)。
2、 加入適量的添加劑
在混凝土中加入外加劑能夠減少其收縮開裂的次數(shù),其中減水劑能夠起到改善混凝土的和易性、降低水灰比、提高混凝土的強(qiáng)度等作用,在混凝土中加入減水劑能夠有效的防止其開裂的機(jī)會(huì);引氣劑在混凝土中的主要作用是改善混凝土的和易性、可泵性,提高混凝土的耐久性,因此在混凝土中加入引氣劑能夠防止混凝土裂縫在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。
3、 混凝土的澆筑控制措施
對(duì)于建筑物底板的大體積混凝土采用的是斜面式分層澆筑,利用自然流淌形成的斜坡,由遠(yuǎn)到近,自上而下的逐層沿著混凝土的流淌方向進(jìn)行連續(xù)的澆筑,并且采用減小澆筑層的厚度和采用合理的澆筑順序,來(lái)加快混凝土在凝結(jié)初期的水泥水化熱的散失,進(jìn)而有效的降低混凝土中心溫度。避免混凝土因?yàn)槭軣岵痪蚴菧囟认陆颠^快而出現(xiàn)裂縫。
六、 總結(jié)
在建筑施工中,大體積混凝土的使用盡管最大限度的降低了裂縫的出現(xiàn),但是由于混凝土的本身的特性,裂縫的出現(xiàn)依舊是無(wú)法避免的,只有對(duì)大體積混凝土在原材料的配置,澆筑,攪拌的過程中進(jìn)行合理的溫度控制,才能做到有效的降低裂縫的出現(xiàn),從而提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性,實(shí)現(xiàn)建筑物的使用功能。
參考文獻(xiàn):
[1]朱華云,王靜潔.大體積混凝土溫控防裂技術(shù)[J].電力學(xué)報(bào),2000年