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      淺談安哥拉國際工程房建施工中混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施

      2011-08-15 00:52:53景小青孔海峽
      科技傳播 2011年2期
      關(guān)鍵詞:構(gòu)件模板荷載

      景小青,孔海峽

      中國水利水電第四工程局有限公司,青海 西寧 810000

      安哥拉因內(nèi)戰(zhàn)結(jié)束不久,處于全面的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)期間,醫(yī)院、學(xué)校等基礎(chǔ)設(shè)施是其中重要的一項建設(shè)任務(wù)。特殊的地理位置和自然條件,給該地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)諸如房屋建筑等施工帶來了不同程度的制約和影響,尤其對房屋建筑施工時段中的白天作業(yè)期間,紫外線強,地表升溫快,水分蒸發(fā)量大而迅速,對保證混凝土的施工質(zhì)量增加了一定的難度。

      建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是混凝土施工的重要缺陷之一,也是混凝土施工中極為常見的現(xiàn)象,普遍存在于鋼筋混凝土構(gòu)件。實踐證明,混凝土構(gòu)件中相當(dāng)一部分裂縫是可以通過設(shè)計手段、施工措施來避免的,現(xiàn)就常見的、容易被忽視的問題而引發(fā)裂縫的原因進行歸納,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

      1 常見混凝土裂縫原因分析

      混凝土是一種抗拉性能極低的脆性材料,尤其在工業(yè)及民用建筑項目的施工和使用過程中,當(dāng)溫度、濕度發(fā)生變化,設(shè)備震動以及地基不均勻沉降時,極易產(chǎn)生裂縫。近年來,隨著建筑技術(shù)、建筑材料、施工工藝的發(fā)展和試驗檢測手段的不斷提高,不僅重視其物理性能,同時重視其化學(xué)性能。

      1.1 材料質(zhì)量的影響

      材料的質(zhì)量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂石骨料等質(zhì)量不過關(guān),工程上用了這些不合格的材料就會導(dǎo)致“豆腐渣工程”。所以,材料的好壞直接影響混凝土的質(zhì)量。

      1.2 地基變形的影響

      在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,造成開裂的主要原因之一是地基的不均勻沉降。地基變形的情況決定裂縫的大小、形狀和方向,由于地基變形的應(yīng)力相對較大,一般會形成貫穿性裂縫。地基問題在安哥拉施工現(xiàn)場顯得尤為突出。

      1.3 施工工藝的影響

      1)水分蒸發(fā)過快、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的主要原因;

      2)混凝土是一種人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此,混凝土的攪拌、運輸、卸料澆筑、振搗等各道工序中的任何一項存在缺陷和疏漏,都可能是導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫的直接或間接原因;

      3)模板構(gòu)造不當(dāng),漏水、漏漿、支撐強度和剛度不足、支撐部位的地基下沉、拆模不當(dāng)?shù)榷加锌赡茉斐苫炷灵_裂。施工過程中,鋼筋表面受污染,保護層過大或過小,澆筑過程中碰撞鋼筋使其移位等都有可能引起裂縫;

      4)混凝土養(yǎng)護,特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥造成其內(nèi)外溫差較大極易產(chǎn)生裂縫。

      1.4 結(jié)構(gòu)受荷的影響

      結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多,施工中和使用時都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而房建施工中最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30%~40%的設(shè)計荷載,就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不易察覺,而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計荷載的1.5倍以上。所以,一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的。在鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范中,分別針對不同情況規(guī)定了裂縫的最大寬度為0.2mm~0.3mm。對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫,以及在不允許開裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫時,則應(yīng)認(rèn)為有害,需加以認(rèn)真分析,慎重對待并及時處理。

      1.5 設(shè)計構(gòu)造的影響

      結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中,構(gòu)造處理不當(dāng),現(xiàn)澆主梁與次梁交接處沒有設(shè)附加箍筋或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開裂。

      1.6 溫度及濕度的影響

      普通混凝土在空氣(當(dāng)?shù)販囟龋┲杏步Y(jié)時,體積會收縮,由此在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,在早期混凝土強度較低時,混凝土收縮值最大。因此,若構(gòu)件早期養(yǎng)護不良,極易產(chǎn)生收縮裂縫。同時,因當(dāng)?shù)乜亢穸却蠖P蝕嚴(yán)重,對金屬尤其對鋼筋等材料銹蝕尤為嚴(yán)重,對施工前的鋼筋除銹不當(dāng)或混凝土澆筑過程中的鋼筋保護層設(shè)置不當(dāng),均會出現(xiàn)不同程度的開裂。這類裂縫在現(xiàn)澆剪力墻、水池底、壁等部位結(jié)構(gòu)中最為常見。

      1.7 徐變的影響

      結(jié)構(gòu)構(gòu)件在內(nèi)應(yīng)力的作用下,除瞬時彈性變形外,其變形值隨時間的延長而增加的現(xiàn)象稱為“徐變變形”。據(jù)文獻記載,受彎構(gòu)件由于徐變變形的作用,其長期變形值可增加2~3倍,因變形量加大而使受拉區(qū)混凝土承受拉應(yīng)力,出現(xiàn)裂縫。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件因徐變會產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失,降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。此類裂縫常見于受彎構(gòu)件的受拉區(qū),其特征與承受荷載時出現(xiàn)的裂縫相同。

      1.8 施工方法的影響

      由于施工方法不當(dāng)造成裂縫出現(xiàn)的因素很多,如混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護不良或養(yǎng)護時間不夠;水灰比過大、水泥或外加劑摻入量不當(dāng);攪拌時間不足、振搗不密實;鋼筋表面受污染、保護層過小或過大;任意留置施工縫且不按規(guī)定處理;后期施工對前期已完工混凝土的擾動大;未采取有效措施避免混凝土形成較大的內(nèi)外溫差;在不宜施工的氣候條件下,勉強施工等,都會造成混凝土開裂,只是開裂程度有所差別。

      2 混凝土裂縫的預(yù)防措施

      2.1 材料的選用

      1)水泥:水泥是混凝土中最為重要的“粘結(jié)劑”之一,應(yīng)選用水化熱較低的水泥,并確定水泥在有效期內(nèi)使用,嚴(yán)禁使用過期失效、出現(xiàn)板結(jié)塊等安全性不合格的水泥;

      2)骨料:宜選用表面粗糙、質(zhì)地堅硬的石料。級配良好,孔隙率小,無堿性反應(yīng);有害物質(zhì)及粘土含量不超過規(guī)定;

      3)砂:宜選用顆粒較粗、孔隙較小,含泥量較低的中砂;

      4)外摻料:宜采用減水劑等外加劑,以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮;

      安哥拉建筑類天然資源豐富,拌制混凝土的原材料品質(zhì)優(yōu)良,對混凝土材料的選用方面難度不大。

      2.2 配料

      1)配合比設(shè)計:根據(jù)不同部位混凝土的強度及設(shè)計要求,采用低水灰比、低用水量,以減少混凝土的收縮;

      2)當(dāng)局部、小體積澆筑混凝土或人工拌合混凝土?xí)r,禁止任意增加用水量;

      3)配制混凝土?xí)r應(yīng)嚴(yán)格把握計量的準(zhǔn)確性,要嚴(yán)格控制砂石骨料等拌制料的用量,攪拌要均勻,如出現(xiàn)離析的混凝土必須重新拌勻后,方可澆筑。

      2.3 配筋

      鋼筋配置應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計施工圖及規(guī)范施工,尤其重視以下幾點:

      1)常規(guī)的鋼筋制安施工一般都不會出現(xiàn)影響混凝土質(zhì)量的問題,但由于鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變或代用,必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響,應(yīng)通過計算并查閱相關(guān)規(guī)范進行準(zhǔn)確施工;

      2)保證鋼筋布設(shè)位置正確、到位。鋼筋保護層過大或過小都可能導(dǎo)致混凝土開裂,鋼筋間距過大時易引起鋼筋之間的混凝土開裂;

      3)因當(dāng)?shù)貫l臨大西洋,全年濕度較大,對金屬構(gòu)件的銹蝕極為嚴(yán)重,實踐證明對鋼管、鋼筋等銹蝕絕不可忽視。因此,在進行鋼筋施工前,必須對其進行除銹施工,滿足規(guī)范要求,防患于未然。

      2.4 模板施工

      鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防,在模板工程中應(yīng)注意以下幾點:

      1)模板構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫;

      2)模板及其支撐要有足夠的強度和剛度,防止施工荷載(特別是動荷載)作用下,模板變形過大造成開裂;

      3)合理掌握拆模時間,拆模時間不能過早,應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或開裂。同時也不能過晚,不能晚于混凝土水化熱峰值后拆模,否則也同樣會造成混凝土開裂。

      2.5 混凝土澆筑施工

      1)混凝土澆筑時應(yīng)防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象,振搗應(yīng)全面、均勻而適度;

      2)加強混凝土的早期養(yǎng)護時間。在氣溫高、風(fēng)速大的條件下,更應(yīng)及早進行灑水養(yǎng)護。當(dāng)灑水養(yǎng)護有困難時,或者不能保證其充分濕潤時,可采用覆蓋或包裹遮陽且吸水性較好的材料進行保溫養(yǎng)護。

      2.6 施工技術(shù)

      1)加強地基的檢查與驗收工作,基坑開挖后及時進行較為專業(yè)的到場驗收。對較復(fù)雜的地基,在基坑開挖后應(yīng)要求詳細勘察,必要時進行鉆探。當(dāng)探出存在不利地質(zhì)的情況時,必須先對其進行諸如置換、加固等處理,經(jīng)驗收合格后,方可進行下一步施工;

      2)開挖基槽時,要注意不能擾動其原狀結(jié)構(gòu)。合理安排施工順序,相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時,一般應(yīng)先施工較深基礎(chǔ),以防止基坑開挖破壞已建成基礎(chǔ)的地基。

      3 結(jié)論

      混凝土裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,一直嚴(yán)重困擾著混凝土的施工質(zhì)量。它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力和使用功能。因此,在混凝土生產(chǎn)以及施工過程中有針對性地采取預(yù)防措施,同時,對出現(xiàn)的混凝土缺陷實行“不掩飾、不回避”的態(tài)度,進行認(rèn)真研究、區(qū)別對待,盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫的擴大,盡量避免有害裂縫的出現(xiàn),盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,以確保工程質(zhì)量,使建筑物具備良好的耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

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