高层建筑混凝土裂缝原因及控制措施论文_李俊

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摘要:文章结合工程案例对高层建筑混凝土裂缝原因进行分析,提出高层建筑现浇混凝土楼板裂缝控制措施,从而保证工程质量。

关键词:高层建筑;混凝土;裂缝;措施

引言

在高层建筑工程施工的过程中,混凝土构件的使用已经很普遍,然而由于混凝土自身材质和质量的原因,如果在施工过程中管理稍加不当,便会出现裂缝。只有从高层建筑混凝土裂缝产生的主要部位入手,通过对高层建筑混凝土裂缝产生的原因进行详细的分析,并结合裂缝出现的原因,提出对高层建筑混凝土合理控制的措施,才能从根本上达到对高层建筑混凝土质量方面的控制,真正做到提高高层建筑工程质量水平。

1 工程案例

某高层建筑地上 22 层,地下 1 层。地上分为商住两用,第一、二层为商场,三层及以上为住宅用楼,25000m2为建筑总面积,73m为建筑高度,属于框架结构。主体结构封顶及入住后楼板逐渐产生开裂现象,裂缝呈递减形式由上到下分布。0.1mm~0.2 mm为裂缝宽度范围,部分裂缝宽度甚至超过了0.3 mm。具体分布如表1所示。

2 高层建筑现浇混凝土楼板裂缝产生的原因

2.1 温度应力导致的裂缝。

在高层建筑的混凝土施工过程中,混凝土板最常见的结构就是超静定结构,在此结构中,混凝土构件的形态发展是受到周围其他构件的约束,缺乏自由性。当外界的温度发生显著变化的时候,混凝土板会因为温差在表面产生拉力,促使混凝土板变形,由于混凝土板的膨胀要素可能与周围的构件存在着不同,所以其变形也与周围构件存在着不同。但是在超静定的结构中,混凝土板与其他构件是相互约束的,所以变小的构件会对变大的构件产生限制。此时,变小的构件受到来自于外部的拉力,变大的构件受到来自内部的压力,从而产生裂缝。

2.2 材料因素

现浇混凝土楼板裂缝产生的主要原因之一就是混凝土自身收缩变形。在空气中混凝土往往会出现硬化现象,因水泥结石的自收缩与游离状态水分的蒸发,将产生混凝土构件收缩现象。在钢筋混凝土各个构件内,收缩变形最大的位置即为混凝土板,因混凝土收缩增大,出现的裂缝就越多。

该建筑工程选取 C30 混凝土作为楼板材料,配合比为:525 普通硅水泥∶水∶中砂∶石子∶粉煤灰∶WL- 1 减水剂 = 380∶200∶720∶1000∶70∶2. 4。0. 526 为水灰比,140 mm ~160 mm 为坍落度。施工中要求必须具备较大混凝土塌落度,就需适当掺加减水剂,但其具有较大水灰比,这种情况下,就必须增加水泥使用量,且其选取的石子粒径在 5 mm ~25 mm 之间,普遍偏小,长此以往,将大大加重混凝土的收缩变形情况。

2.3 设计原因

于高层建筑现浇混凝土楼板施工而言,设计不当也会产生裂缝。具体可归结为三点:第一,建筑平面形状不规则。在通风、采光、日照等方面住宅楼要求较高,为满足建筑各类功能需求,建筑平面不规则现象极为常见,这种情况下,将导致房间拐角位置应力加大等,进而出现裂缝问题;第二,PVC 电线管埋设不当。本工程选取 100 mm 作为住宅楼板厚度,配筋为分离式方法。因大量 PVC 电线管埋设于楼板,对楼板影响极大。且仅有一层底部钢筋位于楼板中部位置,导致裂缝集中出现于沿 PVC 电线管方向位置;第三,楼板配筋不合理。部分楼板具有较低配筋率及较大的钢筋间距,且其分布了大量楼面双向板负筋,在温度、混凝土收缩等因素的长期作用下,致使贯穿性裂缝大量产生于与长边方向垂直的楼板中部位置。

3 高层建筑现浇混凝土楼板裂缝控制措施

3.1 各类裂缝处理措施

根据表 1 所示,本工程产生的裂缝位置、性质不同,因此选用的处理方法也不尽相同,具体可分为以下几种。

(1)序号 1 裂缝属于结构性裂缝,该类裂缝将大大减小混凝土板的承载能力,严重影响结构的安全性,因此必须做好加固施工。为减少对建筑物净空高度的影响,一般加固时可选取锚贴钢板法进行施工,具体步骤为支撑设置于楼板下方—去除裂缝位置保护层20 mm—基层处理,且封闭裂缝—混凝土梁板锚贴钢板—水泥砂浆保护层涂抹—支撑拆除。

(2)序号 2,3 裂缝,其产生的主要原因在于混凝土收缩变形,序号 4,5 裂缝产生的原因则是设计、施工等方面处理不到位。因以上裂缝数量大,将严重影响建筑结构的耐久性、抗渗性。但于结构安全而言,影响甚小。通过调查发现,以上类型裂缝都具有较大宽度、深度,因此处理时可选用压力灌浆法。具体施工流程如下:表面清污—注入口设置—裂缝封闭—塑料底座安置—灌浆器内注浆,且设置于底座—灌浆—完成灌浆,灌浆器去除—树脂固化,封胶。

(3)序号 6 裂缝产生的原因主要在于养护不合理,在混凝土表面干缩后产生,其特为宽度、深度较小,对结构性能影响不大。因混凝土板所在环境变化较小,此类裂缝表面可选取聚合物水泥进行封闭处理。施工步骤为表面清理—混凝土表面破损位置补充乳胶水泥—均匀涂抹聚合物水泥。

3.2 裂缝质量控制措施

第一,泵送砼为现阶段高层建筑现浇楼板常用方式,这种方式与普通砼相比,产生的收缩值较大。特别是在温差、混凝土收缩的长期作用下,楼板外墙转角位置极易产生应力集中问题,因此必须根据施工具体情况,进行配筋方法的合理选择。可选取细筋密筋法强化外墙转角位置现浇钢筋混凝土楼板,以此达到楼板含钢率的有效提升。或者将放射性配筋、钢筋网片等加设于外墙转角等位置。为避免温差产生楼板变形,可提高外墙局部位置的保温隔热

标准,尤其是外墙转角位置的里墙面,需增加保温隔热材料的用量。

第二,为避免因电线套管在楼板内埋设不当产生裂缝,需选取合适的位置埋设管线,如 PVC 管线埋设位置必须与楼板受力方向平行。如楼板某一位置集中埋设 PVC 管线,必须将钢丝网片(400 mm)分别铺设到上下位置,以此达到补强效果。

第三,施工中,应加大质量管理力度,避免出现材料混用、偷工减料等行为。在楼板混凝土浇筑、振捣施工时,应先进行操作平台铺设,避免因人为原因损坏上皮负弯筋。除此之外,在施工过程中应看护好钢筋,避免操作人员直接踩着楼板支座位置的负弯筋,导致沉降问题出现,当钢筋位移时需及时进行复位。

第四,浇筑混凝土后需加大养护力度,尤其是在高温、大风等恶劣天气时,需做好覆盖保湿工作。如混凝土强度在12MPa以上时,即可允许通行。

第五,现场施工方面的有效措施在高层建筑工程项目的施工现场,建立一套完整、健全的工程质量保证体系。在大体积混凝土浇筑施工时,要严格按照有关规定进行施工作业,要注意温度对混凝土构件的影响,要勤于测温,将内外温差控制在一个安全的区间之内,以免因为混凝土凝固过程中内外温差过大导致裂缝的产生。施工现场要加强对混凝土原材料的控制,对于进场的材料要严格进行验收,并且对材料的样本进行采集、检验。在混凝土材料的选择和配置上,要根据工程的需要来进行有条件的选择,不要按照经验进行生搬硬套。

4 结束语

在我国现在的高层建筑中,由于混凝裂缝产生的质量问题屡见不鲜,只有对混凝土出现裂缝的原因进行详细的分析,制订一套完整的、行之有效的预防和控制措施,才能从根本上解决高层建筑混凝土的质量问题。这不仅是对高层建筑质量上的要求,也能够在一定程度上提高建筑的美观性,为发展我国建筑业奠定基础。

参考文献:

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[4]陈贵升. 高层建筑大体积混凝土结构裂缝成因分析与控制措施[J]. 福建建材,2011(9):45-46.

论文作者:李俊

论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期

论文发表时间:2017/10/16

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