探究高層建筑施工中的裂縫管理

陳中

（重慶城建控股（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶 400013）

0 引言

探討混凝土裂縫形成的原因及針對(duì)問(wèn)題采取一定預(yù)防手段進(jìn)行預(yù)防是必要的，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段來(lái)合理有效地解決混凝土裂縫問(wèn)題，在施工前及施工準(zhǔn)備階段做好相應(yīng)的預(yù)防措施，對(duì)已形成的裂縫進(jìn)行及時(shí)處理，從而確保建筑物的使用安全與質(zhì)量?；炷潦侨缃窀邔咏ㄖ┕ぶ凶畛Ｓ玫慕ㄖ牧?，對(duì)其病害防治工作得到廣泛關(guān)注，其中混凝土的裂縫病害一直受到人們重視。

1 高層建筑裂縫的成因

1.1 荷載裂縫

混凝土裂縫的形成原因之一在于建筑物的受力，由于荷載作用，混凝土受到拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致建筑物形成裂縫。另一方面，混凝土是否產(chǎn)生裂縫或裂縫問(wèn)題的嚴(yán)重程度還收軸壓力與壓應(yīng)力的作用與干擾，這其中還包含在頂部位置形成的裂縫，通常為水平裂縫。在與承重梁連接部位的荷載通常比較集中，當(dāng)該部位的支座出現(xiàn)斜向裂縫時(shí)，受到壓應(yīng)力作用產(chǎn)生裂縫，通常是由于混凝土的應(yīng)變值超過(guò)單軸受壓最大峰值壓峰值p而產(chǎn)生的裂縫，該類裂縫的危險(xiǎn)系數(shù)較大，必須要采取相應(yīng)的手段進(jìn)行規(guī)避與修護(hù)。

1.2 溫度裂縫

受溫度影響而產(chǎn)生的裂縫主要有兩大類：①表面性裂縫，該種裂縫的走向無(wú)特定的規(guī)律；②貫穿性或者深層性裂縫，這類裂縫與表面性裂縫不同，其形態(tài)與方向與主筋的走向區(qū)域一致，但裂縫的寬度大小不一，受溫度影響較大，表現(xiàn)為在溫度高的情況下形成的裂縫相較于溫度低時(shí)形成的裂縫要窄。溫度裂縫形成的主要誘因歸納如下：

水泥自身的水化熱是形成表面裂縫的主要原因之一，相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人員一致力于研究該問(wèn)題的解決方案，通常是體積較大的混凝土高層建筑物會(huì)受到這類裂縫的影響較多。大體積的建筑物混凝土自身產(chǎn)生的水化熱難以快速揮發(fā)，因此在不同的溫度梯度下會(huì)受到溫度應(yīng)力的很大影響，如果數(shù)值超過(guò)一定限度就會(huì)導(dǎo)致裂縫的形成。絕大部分貫穿裂縫形成的主要原因是由于周圍環(huán)境急劇降溫導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法適應(yīng)發(fā)生收縮而產(chǎn)生的裂變，即建筑物的體積脹縮被限制住所導(dǎo)致的裂變。此外，混凝土是否形成裂縫還與周圍氣候條件、環(huán)境密切相關(guān)，若受到冷空氣、降雨等氣候變化的影響，使得內(nèi)部溫度與表面溫度有較大的溫差，會(huì)導(dǎo)致溫度梯度達(dá)到變形的限度，進(jìn)而生成裂縫。

1.3 施工致裂縫

圖1 裂縫類別

我國(guó)現(xiàn)階段的施工管理工作從體制和實(shí)際實(shí)施方面都存在或多或少的問(wèn)題，管理工作的疏忽會(huì)導(dǎo)致施工實(shí)際操作產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。若在施工管理階段、施工階段以及驗(yàn)收階段產(chǎn)生疏忽，都將嚴(yán)重影響工程項(xiàng)目的質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)混凝土澆筑的工作也會(huì)受到嚴(yán)重影響，如極易發(fā)生裂縫問(wèn)題等，具體問(wèn)題主要有以下幾方面：①鋼筋移位。當(dāng)對(duì)混凝土實(shí)施澆筑的過(guò)程中，會(huì)對(duì)混凝土本身形成比較大的沖擊壓力，另一方面受到施工人員操作不規(guī)范的影響會(huì)發(fā)生鋼筋移位等現(xiàn)象的發(fā)生，從而很難抵抗外界不利條件，在板底等位置形成裂縫，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生；②澆筑振搗不當(dāng)。若在澆筑過(guò)程中的施工操作不規(guī)范，如振搗過(guò)度或不夠都會(huì)引起最終建筑不達(dá)標(biāo)的情況發(fā)生。此外如果未將振搗棒拔出脫離混凝土再移動(dòng)而是直接在其中拖動(dòng)，會(huì)對(duì)混凝土的嚴(yán)密性和均勻性產(chǎn)生不利影響，間接導(dǎo)致裂縫的形成；③塑性沉降。混凝土澆筑初期，混凝土為可塑狀態(tài)，其內(nèi)部固體受鋼筋阻力以及側(cè)模板摩擦阻力影響，沉降出現(xiàn)差別，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生裂縫，此時(shí)產(chǎn)生的裂縫會(huì)對(duì)內(nèi)部鋼筋造成不良影響，例如引發(fā)銹蝕等。其中表面水平向鋼筋上部位置、豎向墻柱結(jié)構(gòu)，尤其是水平向結(jié)構(gòu)更容易產(chǎn)生沉降裂縫，而且較粗的鋼筋以及比較薄的保護(hù)層，會(huì)加劇該類現(xiàn)象；④混凝土接茬工序不當(dāng)。施工縫、后澆帶等是接茬時(shí)容易出現(xiàn)差錯(cuò)的位置，如果操作不規(guī)范會(huì)容易導(dǎo)致裂縫。此外，連續(xù)澆筑混凝土?xí)r，若各澆筑期間隔較長(zhǎng)的時(shí)間，容易形成冷縫，也會(huì)引發(fā)接茬裂縫；⑤施工堆載過(guò)早或過(guò)于集中。當(dāng)施工工期較短時(shí)，單層結(jié)構(gòu)的具體施工時(shí)間受限，在完成對(duì)頂板的混凝土澆筑工序初期，此時(shí)混凝土的強(qiáng)度較低，就立即繼續(xù)進(jìn)行上層施工工作，會(huì)導(dǎo)致不均勻沉降，可能引發(fā)后續(xù)的裂縫變形等問(wèn)題。同時(shí)對(duì)于施工層堆料的安排，存在不當(dāng)之處，使其承受較大的集中荷載進(jìn)而引發(fā)變形以及裂縫等問(wèn)題。

2 工程中混凝土裂縫的管理措施

2.1 控制原材料的使用

減少混凝土出現(xiàn)裂縫可以從材料著手，選擇材料時(shí)應(yīng)該優(yōu)先選擇抗裂性能優(yōu)良的材料，基于此做進(jìn)一步的配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而選取合適的材料。具體而言，水化熱較低的水泥如粉煤灰水泥應(yīng)該作為第一選擇，或者向選用的水泥中加入適量的粉煤灰等可以幫助混凝土免受免受水化熱干擾的物質(zhì)。同時(shí)，為了徹底解決混凝土中的溫差作用帶來(lái)的不良反應(yīng)，可以選擇膨脹性能優(yōu)良的水泥。此外，為了控制堿骨料的反應(yīng)，砂石的選擇也需要符合科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)優(yōu)先選取低堿或無(wú)堿砂石材料，以保障混凝土的強(qiáng)度。

2.2 荷載裂縫預(yù)防措施

為了有效預(yù)防荷載裂縫，避免其影響混凝土，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)階段應(yīng)該加強(qiáng)裂縫相關(guān)設(shè)計(jì)與控制工作。重視易產(chǎn)生裂縫的位置，綜合不均勻沉降等多方面因素；科學(xué)合理地做好變形縫的位置與相關(guān)設(shè)計(jì)工作；調(diào)節(jié)各部分的受力情況，使得載荷分布均勻，避免過(guò)于集中的施加壓力；此外，在滿足截面設(shè)計(jì)、不影響配筋率以及澆筑方便的前提下，使用的鋼筋越細(xì)，鋼筋間距離越小，非常有利于防止開裂現(xiàn)象。

2.3 溫度裂縫預(yù)防措施

溫度裂縫的防治措施主要包含以下幾個(gè)方面：①改變水泥原材料的選擇；②盡量減少水泥的生產(chǎn)投入量，主要包括改善骨料配比、添加粉煤灰以及不影響混凝土性能的減水劑等方法；③適當(dāng)合理地降低水灰比，盡量控制該數(shù)值使其低于0.6；④科學(xué)合理地分配原材料并將其攪拌均勻；⑤重視降低水化熱的有效措施，包括各種在減水、增塑、緩凝等方面有著優(yōu)良性能的外加劑，以提高其流動(dòng)性、保水性，減緩熱峰帶來(lái)的不良影響；⑥加強(qiáng)溫度測(cè)控，做及時(shí)有效的降溫保護(hù)措施；⑦采用各種溫度控制養(yǎng)護(hù)方法，澆筑完畢后，需要做好覆蓋遮蔽工作，保障其濕度與溫度，此外，應(yīng)該安排充足的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，以有效提升混凝土的剛度。

2.4 鋼筋銹蝕裂縫預(yù)防措施

鋼筋銹蝕裂縫的走向多是縱向沿鋼筋分布。對(duì)此類裂縫的主要防護(hù)措施包括以下幾個(gè)方面：①鋼筋保護(hù)層不能受到損害，其厚度要有所保證；②設(shè)計(jì)優(yōu)良的混凝土級(jí)配；③澆筑工序中要確保振搗充分嚴(yán)密；④可以在鋼筋表面涂抹有效的防腐材料，以不影響建筑物為前提保護(hù)鋼筋。

2.5 施工裂縫預(yù)防措施

混凝土具體施工的澆筑環(huán)節(jié)非常重要，對(duì)澆筑的種類、順序和方式有著嚴(yán)格的硬性規(guī)定，需要施工企業(yè)加以遵守，保障澆筑工序的質(zhì)量?；炷翝仓?yīng)該保證2h以內(nèi)的間隔時(shí)間。為了保障振搗的嚴(yán)密性，在振搗時(shí)若需要移動(dòng)振搗棒，其半徑不能超過(guò)400mm，并且其需要插入50mm以上的深度。對(duì)于分層混凝土完成二次振搗后，再繼續(xù)下一層的澆筑，以確保閉合性，而且兩層之間的交界部位必須振搗到位。在混凝土澆筑的過(guò)程當(dāng)中，安排專業(yè)的工作人員跟班加以指導(dǎo)，需分段、分層且連續(xù)的進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力的梁和框架務(wù)必要澆筑一次就成型。混凝土的澆筑應(yīng)該保證2h以內(nèi)的間隔時(shí)間。在澆筑的過(guò)程當(dāng)中會(huì)頻繁對(duì)泵管加以移動(dòng)，促使上層的混凝土可于下層的混凝土初凝之前把其覆蓋，其澆筑高度不能高于50cm。

此外，還需控制早期施工荷載及荷載堆載范圍，滿足相關(guān)要求及規(guī)定，并且防止集中堆放施工荷載。然后在澆筑混凝土前檢查支架是否按方案搭設(shè)，混凝土澆筑后要嚴(yán)格按照施工方案確定的時(shí)間及順序進(jìn)行拆除。

3 結(jié)論

裂縫問(wèn)題普遍存在于如今的高層建筑工程中，一旦處理不及時(shí)或者處理不當(dāng)，會(huì)直接建筑物使用功能，影響工程質(zhì)量，甚至?xí)?duì)人類的生產(chǎn)生活帶來(lái)不良后果，混凝土出現(xiàn)裂縫來(lái)源于很多方面，因此需要相關(guān)人員做到科學(xué)分析其形成原因，在建設(shè)過(guò)程中做好相關(guān)防護(hù)措施，結(jié)合科學(xué)有效的裂縫加固處理技術(shù)，及時(shí)做好修護(hù)工作，延長(zhǎng)高層建筑的使用壽命，將裂縫問(wèn)題及引發(fā)的相關(guān)損失降到最小。