高層建筑基礎(chǔ)底板溫度裂縫控制方法的綜合研究

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摘要：為了提高高層建筑的穩(wěn)定性能，通常采用的方法就是使用基礎(chǔ)底板，但是雖然基礎(chǔ)底板對高層建筑的穩(wěn)定性能有一定的作用，但是因為基礎(chǔ)底板使用的混凝土材料等問題，使得其經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，如果不預(yù)先采取措施，對高層建筑的穩(wěn)定性能反而會產(chǎn)生很大的破壞。本文主要從設(shè)計構(gòu)造、材料選擇等角度介紹了控制高層建筑基礎(chǔ)底板溫度裂縫的控制方法，僅此提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高層建筑；基礎(chǔ)底板；溫度裂縫；控制方法；綜合研究

導(dǎo)致高層建筑基礎(chǔ)底板出現(xiàn)裂縫的原因有很多，溫度是其中最重要的原因，因為混凝土基礎(chǔ)底板經(jīng)常因為周圍環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，混凝土結(jié)構(gòu)無法釋放這種應(yīng)力，最終出現(xiàn)了裂縫，而控制基礎(chǔ)底板因為溫度而產(chǎn)生裂縫的方法也有很多，筆者將詳細的闡釋。

1、設(shè)計構(gòu)造

基礎(chǔ)底板是高層建筑中不可缺少的部分，基礎(chǔ)底板能夠增加高層建筑的使用性能，但是這種底板內(nèi)外部等原因經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，而引起裂縫最重要的原因就是溫度，基礎(chǔ)底板一旦出現(xiàn)裂縫，對高層建筑性能影響非常大，所以很多的高層建筑設(shè)計以及施工單位都要預(yù)先采取控制措施，以此保證在施工過程中，基礎(chǔ)底板不會因為溫度而出現(xiàn)裂縫，設(shè)計構(gòu)造就是其中一種控制方法。

在對高層建筑基礎(chǔ)底板的構(gòu)造進行設(shè)計時，很多技術(shù)人員都會選擇“抗”或“放”的方法，簡單的說就是在施工時，設(shè)計人員盡可能的增加混凝土的抗拉強度，這樣混凝土就不會受到周圍環(huán)境太大的約束，尤其是因為溫度而產(chǎn)生的應(yīng)力也能夠釋放出來，不會發(fā)生裂縫。但是為了進一步降低基礎(chǔ)混凝土底板發(fā)生裂縫的概率，設(shè)計人員與施工人員通過溝通，經(jīng)常會出現(xiàn)選擇兩者相結(jié)合的方法，其主要的設(shè)計構(gòu)造方法如下：

1.1基礎(chǔ)滑動層的設(shè)計

混凝土的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通常都是巖層或者使用時間比較長的混凝土結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)都比較堅實，在澆筑混凝土?xí)r，正是因為基礎(chǔ)機構(gòu)太過堅實，所以混凝土結(jié)構(gòu)才會產(chǎn)生非常大的約束里，為了避免出現(xiàn)這種類似現(xiàn)象，施工人員在施工之前就會實現(xiàn)了解混凝土的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，進而選擇澆筑的方法，對基礎(chǔ)底板裂縫起到控制作用，以此提高高層建筑的穩(wěn)定性能。因為高層建筑地基與底層建筑地基有所不同，該地基與基礎(chǔ)之間擁有非常大的約束力，針對這種強大的約束力，如果不能及時處理，在施工期間基礎(chǔ)底板非常容易出現(xiàn)裂縫，從而耽誤施工進度，影響高層建筑的整體質(zhì)量。為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，施工人員經(jīng)過多年的總結(jié)，設(shè)計出了基礎(chǔ)滑動層，這樣地基與基礎(chǔ)底板之間就會產(chǎn)生約束力，設(shè)計基礎(chǔ)滑動層不僅可以降低兩者之間的約束力，還能夠降低拉應(yīng)力。

1.2分縫分塊要合理

混凝土澆筑時，會存在很多的縫、塊，如何處理這些縫、塊十分關(guān)鍵，因為如果處理得當，混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的約束力就會大大降低，這主要是因為選擇良好的分縫分塊方式，能夠使混凝土結(jié)構(gòu)中的熱量就會逐漸的消失，也就不會出現(xiàn)因為溫度應(yīng)力而使基礎(chǔ)底板產(chǎn)生裂縫。一般情況下，都要等到熱量完全不存在時，再進行接縫處理效果最好。這種方法也容易達到建筑設(shè)計要求，所以得到了普遍的使用，但是因為有些高層建筑施工環(huán)境比較復(fù)雜，這種方式也只能緩解的作用，因此需要采用其他方式，最重要的方法就是設(shè)計后澆溫度帶，這樣就能夠大大降低發(fā)生因為溫度應(yīng)力的關(guān)系而發(fā)生形變。

1.3配置限裂鋼筋

從工程實用的角度來看，應(yīng)以裂縫寬度開展至0.005～0.02mm的可見裂縫作為裂縫出現(xiàn)的初始時刻?；炷潦欠莿蛸|(zhì)的材料，承受拉力作用時截面中各點的受力是不均勻的，有大量不規(guī)則的應(yīng)力集中點，由于這些點應(yīng)力首先達到抗拉強度極限，引起局部塑性變形，若無鋼筋，則會在應(yīng)力集中點處出現(xiàn)裂縫；若適當配筋，鋼筋將約束混凝土的塑性變形，從而分擔(dān)混凝土的內(nèi)應(yīng)力，推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)，相當于提高了混凝土的極限拉伸率。大量的工程實踐證明，適當配筋可提高混凝土的極限拉伸率。所謂“適當”，簡而言之，配筋應(yīng)做到細、密。

2材料選擇

2.1水泥

對于大體積混凝土來說，一般應(yīng)優(yōu)先采用水化熱較低的礦渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥。相對而言，粉煤灰水泥的干縮較小，抗裂性較好，應(yīng)優(yōu)先考慮。

2.2骨料

一般應(yīng)選用結(jié)構(gòu)致密，并有足夠強度的優(yōu)良骨料。粗骨料最好選用線膨脹系數(shù)較小的石灰?guī)r骨料，以碎石為佳，粒徑盡量大一些，在5-30 mm之間。細骨料采用含泥量較低的中粗砂，細度模數(shù)為2.5 -3.2，含泥量小于1%。此外，結(jié)合大體積混凝土的特點，尚應(yīng)注意以下問題：

（1）拌制混凝土的骨料要清潔無雜質(zhì)（特別是一些有機雜質(zhì)、硫化物及硫酸鹽，對混凝土有腐蝕作用），以保證混凝土的質(zhì)量。

（2）過多的含泥量小僅使混凝土的收縮增加、強度降低，而且對其抗裂性能特別有害，因此在施工中應(yīng)采取嚴格措施加以控制。含泥量的標準：砂子不超過3%，石子不超過1%。

2.3混凝土配合比

大體積混凝土的配和比在強度、耐久性等方而可滿足設(shè)計要求時，應(yīng)力爭把水泥用量降低到最小限度?；炷恋乃冶纫藶?.4-0.6，砂率為40%左右，初凝時間為12-20 h坍落度為120-160 mm。為了降低水化熱，應(yīng)摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰等添加劑，摻量20%，盡可能采用超量取代。還可摻加抗裂、防滲、減水等外加劑改善混凝土性能。

2.4混凝土微膨脹劑的作用

利用混凝土微膨脹劑在硬化過程中產(chǎn)生的膨脹作用，山于鋼筋和鄰位約束，可在結(jié)構(gòu)中建立少量預(yù)壓應(yīng)力。近年來我國使用微膨脹劑的工程量增長很快，使用范圍不斷擴大，但不成功的例子也隨之增加，導(dǎo)致有些部門對膨脹劑的作用表示懷疑。其實，任何產(chǎn)品和技術(shù)都不是萬能的，都有其適用范圍和專門的使用方法，必須具體問題具體分析和對待。

2.5養(yǎng)護

保持充足的養(yǎng)護水是水泥水化和膨脹劑組分反應(yīng)的保證。試驗表明，水養(yǎng)護下混凝土的膨脹速率至少在14d以后才趨于緩和，但實際上大多數(shù)工程中連7d都達不到。若在早期澆水，或澆水中斷，自山水蒸發(fā)后，水泥水化使混凝土內(nèi)部毛細孔被切斷，再恢復(fù)澆水時，水進小到內(nèi)部，混凝土得小到應(yīng)有的膨脹。

3、施工措施

為保證混凝土的密實，大體積混凝土澆筑方案應(yīng)根據(jù)整體連續(xù)澆筑的要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)物的大小、鋼筋疏密、混凝土供應(yīng)條件等具體情況，從以下3種方式中選擇：全而分層、分段分層、斜而分層

4、水管冷卻

若板厚度較大，采用通常的保溫措施小能控制該處的最大內(nèi)外溫差和最高溫度在合理范圍內(nèi)，可考慮在底板內(nèi)部布置冷卻水管以降低內(nèi)部溫度。據(jù)水工結(jié)構(gòu)溫控有關(guān)資料介紹，為了取得良好的冷卻效果并滿足經(jīng)濟合理的要求，對水管的管距、管徑、管材、管長及水溫、流量等均有一定要求。

5、結(jié)語

綜上所述，可知對高層建筑基礎(chǔ)底板溫度裂縫控制方法進行綜合研究非常必要，因為基礎(chǔ)底板裂縫直接影響到高層建筑的穩(wěn)定性能，在上述介紹的方法中，有些方法并不適用于施工環(huán)境比較復(fù)雜的高層建筑中，這時就需要施工人員以及設(shè)計人員全面了解情況，在原有的方法基礎(chǔ)進行改善。除此之外，我們在基礎(chǔ)底板施工的過程中，要將可能的降低約束力對基礎(chǔ)影響，并且做好相應(yīng)的養(yǎng)護工作，使其混凝土基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)的不會出現(xiàn)溫度裂縫，從而保證了建筑工程的施工質(zhì)量。

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