超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫及控制技術(shù)

郭進平（廣東呈斯意特建筑設(shè)計有限公司，廣東 惠州 516000）

超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫及控制技術(shù)

郭進平
（廣東呈斯意特建筑設(shè)計有限公司，廣東 惠州 516000）

隨著我國工程技術(shù)的提高，混凝土施工技術(shù)日趨先進，然而超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的影響卻因為混凝土的本性一直存在，導(dǎo)致施工質(zhì)量難以保證。做好超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的控制，能夠減少溫度裂縫發(fā)生的概率。超長結(jié)構(gòu)在筆者所歷的項目中常有出現(xiàn)，如惠州市商貿(mào)學(xué)校圖書樓、湛江義烏小商品批發(fā)城、明發(fā)-高榜新城等。論文對超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的形成原理和特征進行分析，并針對溫度裂縫提出相應(yīng)的控制措施，希望具有借鑒意義。

超長混凝土；結(jié)構(gòu)；溫度裂縫；控制技術(shù)

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.042

1 引言

所謂超長混凝土結(jié)構(gòu)，是指其伸縮縫距離大于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最大范圍的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。此外，如果伸縮縫間距符合標(biāo)準(zhǔn)，但其結(jié)構(gòu)卻存在較大的溫差，混凝土收縮程度高或者結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)構(gòu)件會對樓屋蓋產(chǎn)生較大的制約和限制,這種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也是屬于超長混凝土結(jié)構(gòu)的范圍[1]。目前，我國很多超長、高層以及大柱網(wǎng)建筑都應(yīng)用超長混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計符合建筑設(shè)計需求，然而卻存在著較為嚴(yán)重的溫度收縮裂縫問題。如果超長混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量達標(biāo)，那么其溫度裂縫就包含在結(jié)構(gòu)裂縫范圍中，該裂縫對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不會造成明顯影響，但會影響到建筑的耐久性和正常使用，因此做好超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制勢在必行。

2 溫度裂縫的主要特點

混凝土在初期凝結(jié)和硬化過程中其體積會縮小，使得部分混凝土構(gòu)件產(chǎn)生收縮變形現(xiàn)象。混凝土收縮變形主要發(fā)生在混凝土的硬化階段。如果混凝土收縮變形嚴(yán)重，會造成混凝土出現(xiàn)開裂，對混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性帶來重要影響。導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮的因素主要有水泥參數(shù)、品種及澆筑時的坍落度、配比時的水灰比、養(yǎng)護時質(zhì)量等?；炷猎谀Y(jié)硬化后，會因為溫度、內(nèi)外溫差以及干濕度的影響，導(dǎo)致外形不規(guī)則形變的出現(xiàn)[2]。超長混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要原因中，混凝土溫差變形最為常見，形變的程度會直接對裂縫的數(shù)量及面積帶來影響，并直接關(guān)乎裂縫的性質(zhì)，混凝土結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定也會因此而存在變化。

溫度收縮裂縫具有以下主要特點。

1）超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫一般可以分成溫度裂縫和收縮裂縫2種。溫度裂縫是因為混凝土內(nèi)外溫差的影響從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生撕扯反應(yīng)。而收縮裂縫主要是因為混凝土在收縮或坍塌情況下出現(xiàn)的裂縫。如果超長混凝土同時出現(xiàn)溫度裂縫和收縮裂縫，那么其帶來的嚴(yán)重程度將會無法想象。

2）收縮裂縫與溫度裂縫的產(chǎn)生、分布以及變化主要受到施工材料質(zhì)量、水灰比配置、混凝土施工質(zhì)量的影響，因為施工單位的質(zhì)量控制程度不同，多渠道采購的材料也存在差異，因此，超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫也會存在不同的表現(xiàn)。超長混凝土裂縫主要以收縮裂縫為主，所以，混凝土的裂縫一般出現(xiàn)在完成澆筑半年之后，這不僅影響了結(jié)構(gòu)的視覺美觀程度，還影響了混凝土的耐久性[3]。

3）當(dāng)超長混凝土出現(xiàn)裂縫后，會對建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成影響，主要有外漏構(gòu)件，如欄板、挑檐以及樓、屋面的梁板等，這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件會因為裂縫的產(chǎn)生導(dǎo)致各種隱患，如結(jié)構(gòu)本身或裝飾部分的脫露、斷裂及脫離墜落的概率增加。

4）超長混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫對梁板帶來的波及程度最大，出現(xiàn)梁板裂縫，梁板結(jié)構(gòu)耐久性將隨之下降，建筑裝飾工程很難開展，直接影響建筑的使用壽命。溫縮變形導(dǎo)致的梁板裂縫主要是平行梁板橫向裂縫，裂縫大多貫通，梁板表面的裂縫一般比梁板底下的裂縫較寬。

3 超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫及控制技術(shù)

3.1 后澆帶分段施工

采用后澆帶分段施工技術(shù)可以有效防止高層建筑和裙房出現(xiàn)混凝土溫度裂縫以及差異沉降等問題。目前在施工過程中，該技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛。它主要是指在設(shè)計和施工過程中，按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在基礎(chǔ)、墻、梁以及底板的相關(guān)位置上事先設(shè)置一條臨時性的施工縫，等到混凝土主體溫度、收縮變形趨于穩(wěn)定時，再完成施工縫的澆筑工作。后澆帶施工有明顯的優(yōu)勢，例如，技術(shù)應(yīng)用簡單，在對超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的解決上效果較好。然而因為新舊混凝土澆筑過程中容易產(chǎn)生裂縫，所以為了避免裂縫出現(xiàn)，需要落實好后澆帶混凝土的設(shè)計與實驗工作[4]。

3.2 對溫度收縮應(yīng)力進行抵抗和控制的方式

除了應(yīng)用后澆帶施工技術(shù)外，還可以采取有效措施對溫度收縮應(yīng)力進行抵抗和控制，從而減少裂縫出現(xiàn)的概率。對溫度收縮應(yīng)力進行控制，和抵抗的主要原理主要是以超長混凝土收縮裂縫以及溫度裂縫出現(xiàn)的原因為基礎(chǔ)。一般陽臺板、外廊板和屋面板等外露構(gòu)件其溫度收縮應(yīng)力較大，除此之外，應(yīng)用泵送混凝土而且板跨超過4m的雙向連續(xù)板內(nèi)也容易產(chǎn)生較大的溫度收縮應(yīng)力。針對上述情況，可以在現(xiàn)澆板的板面設(shè)置不小于6mm@200mm的雙向鋼筋網(wǎng)片，也可以將板面支座鋼筋隔一交替全跨貫通，然而要保證其拉通鋼筋的間距不大于200mm，且任一方向鋼筋配筋率都不能低于0.1%[5]。為了有效應(yīng)對實配鋼筋受到溫度收縮應(yīng)力的影響，可以將板的配筋量在計算配筋的基礎(chǔ)上適當(dāng)增大。

3.3 應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)能夠保證混凝土開裂的時間延遲，并減小混凝土裂縫的面積。采用預(yù)應(yīng)力混凝土施工能夠讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件未受力之前就向其施加一定的壓力，從而降低外荷載效應(yīng)造成的構(gòu)件內(nèi)部拉應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用高強度的拉絲或鋼筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，張拉方法主要有后張法和先張法2種。后拉法是先對混凝土進行澆筑，待混凝土強度達到要求后再對鋼筋實施拉伸和錨固。而先拉法主要是先對鋼筋進行預(yù)張拉，使得鋼筋內(nèi)部產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力后再完成混凝土的澆筑工作，等到混凝土強度達到相關(guān)要求后，再對鋼筋卸力放松。在控制超長混凝土結(jié)構(gòu)的收縮裂縫和溫度裂縫設(shè)計中，一般應(yīng)用后張法。

3.4 應(yīng)用UEA對收縮混凝土進行補償

主要是指采用“UEA加強帶”（UEA為混凝土膨脹劑）來替換后澆帶，對超長混凝土結(jié)構(gòu)連續(xù)澆筑，從而保證無縫設(shè)計的一種施工方法。應(yīng)用該方法時，必須貫徹“以抗為主”的設(shè)計理念，應(yīng)用UEA技術(shù)來對收縮混凝土硬化時出現(xiàn)的干縮拉應(yīng)力進行補償，向混凝土結(jié)構(gòu)施加少許的預(yù)壓應(yīng)力，以抵抗收縮拉應(yīng)力和溫度拉應(yīng)力，避免收縮裂縫的產(chǎn)生，或者將裂縫保持在無害裂縫的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

4 結(jié)語

在現(xiàn)代多、高層建筑中，超長混凝土結(jié)構(gòu)常常被建筑師所采納。然而因其存在溫度裂縫、收縮裂縫的問題卻令人裹足盤旋、不敢輕易突破和應(yīng)用。為了降低超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的概率，可以在設(shè)計和施工中針對混凝土裂縫出現(xiàn)的原因和特點，有針對性地采用相關(guān)策略，從應(yīng)力釋放與減除、應(yīng)力抵抗與加強、改善材料性能和施工方法等方面綜合應(yīng)用，從而提高施工質(zhì)量，控制結(jié)構(gòu)裂縫，改善結(jié)構(gòu)性能，延長建筑壽命。

【1】馬岷成.寒旱地區(qū)航站樓超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)[J].施工技術(shù),2013,42(20):86-88.

【2】郭惠琴,紀(jì)福宏.超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制措施[J].山西建筑,2005, 31(6):41-42.

【3】李煥亮.控制超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的要點分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2012(6):163-163.

【4】劉佳,姚俊宇.超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原理及控制方法[J].山東工業(yè)技術(shù),2014(18):97-97.

【5】張秀香.關(guān)于控制超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的思考[J].城市建設(shè)與商業(yè)網(wǎng)點,2009(17):272-273.

Super-long Concrete Structure Temperature Crack and Control Technology

GUOJin-ping
（GuangdongChangeITArchitecturalDesignCo.Ltd.,Huizhou516000，China）

With the improvement of engineering technology in China, concrete construction technology has been increasinglyadvanced, the influence of the super-long concrete structure temperature crack, however, because of the nature of concrete, lead to hardtoensure construction quality.Do agoodjobof super-longconcrete structure temperature crack control, can reduce the incidence of thetemperature cracks.Super-longstructurehasa tendencyto appear in the project calendar by, such ashuizhou commercial school librarybuilding, zhanjiang, yiwu small commoditywholesale city, high bright hair - list of newcity. In this paper, the forming principle andcharacteristics of super-long concrete structure temperature crack is analyzed, the corresponding control measures are put forwardbasedonthe temperature cracks, hopehas the reference significance.

super-longconcrete; structure; temperature crack; control technology

TU375;TU528.571

B

1007-9467（2016）12-0146-02

2016-09-22

郭進平（1984～），男，湖北天門人，工程師，從事民用與工業(yè)建筑設(shè)計與管理研究。