論高層建筑中樓板裂縫的原因分析及預(yù)防措施

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[論文關(guān)鍵詞]高層建筑裂縫原因預(yù)防

  [論文摘要]隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，一大批先進(jìn)的儀器和施工工藝越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到高層建筑的施工中，這對(duì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理也提出了越來(lái)越高的要求。我們要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，從而有效控制高層建筑中樓板裂縫的產(chǎn)生。   隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，建筑科學(xué)和建筑技術(shù)也有了高速發(fā)展。高層建筑猶如雨后春筍般在各地發(fā)展起來(lái)。針對(duì)高層建筑住宅樓現(xiàn)澆樓板裂縫越來(lái)越嚴(yán)重這一現(xiàn)象，本文從材料、施工和設(shè)計(jì)三方面分析其成因，并提出一些相應(yīng)控制措施，以供相關(guān)人員參考。   一、樓板裂縫的形式及現(xiàn)象   出現(xiàn)最多的是開(kāi)間墻角處的450斜裂縫，還有部分是樓板跨中的通長(zhǎng)裂縫，負(fù)彎距鋼筋端頭處的裂縫以及一些其他位置的裂縫。裂縫大多貫穿樓板，少部分為表層裂縫，寬度一般在0.3mm以?xún)?nèi)，肉眼可見(jiàn)，灌水可滲至下層。出現(xiàn)時(shí)間一般在樓板混凝土澆搗后1～6個(gè)月，后期也會(huì)產(chǎn)生一些裂縫，但最少。裂縫板塊采用荷載試驗(yàn)，承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，少數(shù)會(huì)產(chǎn)生較大撓度。   二、原因分析   （一）收縮引起的裂縫   收縮裂縫最為常見(jiàn)，主要為塑性收縮、干燥收縮和自生收縮。   塑性收縮發(fā)生在混凝土凝固階段，尤其是初凝階段，此時(shí)水泥水化反應(yīng)較強(qiáng)烈，混凝土中水分蒸發(fā)很快，可塑性也同時(shí)失去。塑性收縮量很大，尤其是水灰比大的混凝土。   干燥收縮發(fā)生在混凝土凝固后，隨著混凝土表面的干燥，表層混凝土體積縮小，而內(nèi)部混凝土失水較慢，體積變化小，因內(nèi)外變形的差異，使表面混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，而此時(shí)混凝土強(qiáng)度較低，便產(chǎn)生干縮裂縫。   自生收縮發(fā)生在混凝土的后期硬化過(guò)程中，由于水泥的水化反應(yīng)，體積會(huì)縮小，尤其是硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土。   （二）設(shè)計(jì)因素引起的裂縫   高層住宅柱網(wǎng)較密，柱尺寸大，多數(shù)設(shè)置剪力墻，因此結(jié)構(gòu)豎向剛度大。而樓板因跨度大，板較薄，其剛度較小，當(dāng)混凝土發(fā)生變形時(shí)，在剛度突變部位容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，造成板角開(kāi)裂；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)往往是一致的，而每根柱的荷載不一定相同，必然產(chǎn)生不均勻沉降，尤其是角柱和核心筒剪力墻，與其他柱有較大的沉降差，樓板容易開(kāi)裂；設(shè)計(jì)時(shí)按承載力計(jì)算，忽略了變形驗(yàn)算和構(gòu)造要求，配置鋼筋直徑大，間距也偏大，當(dāng)采用冷軋帶肋鋼筋代替熱軋圓鋼時(shí)最容易發(fā)生此類(lèi)問(wèn)題；樓板角部未設(shè)計(jì)放射筋，當(dāng)角部彎距較大時(shí)出現(xiàn)角部裂縫；當(dāng)樓板中埋置直徑較大的水、電管，甚至管子重疊、交叉，造成樓板局部混凝土厚度太小，很容易出現(xiàn)裂縫。   （三）施工因素引起的裂縫   模板支撐系統(tǒng)剛度不足或穩(wěn)定性不良，造成局部變形過(guò)大，易產(chǎn)生平行于板邊的跨中裂縫。拆模時(shí)間過(guò)早，結(jié)構(gòu)無(wú)法承受自重而出現(xiàn)跨中裂縫；鋼筋綁扎不規(guī)范，最常見(jiàn)的是負(fù)彎距筋未設(shè)置足夠的馬凳筋，承載力降低。負(fù)筋綁扎不牢，施工中無(wú)法保證鋼筋間距均勻，不滿(mǎn)足構(gòu)造要求。角部施工時(shí)省略了構(gòu)造筋，造成配筋不足；混凝土配比不正確；混凝土澆搗時(shí)振搗不密實(shí)，壓光時(shí)間不當(dāng)，或振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使粗骨料下沉，面層浮漿多；混凝土澆搗后養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、不充分、表層失水太快，里層混凝土水化不足；混凝土攪拌時(shí)間不足導(dǎo)致混凝土中各成分不能均勻混合，影響強(qiáng)度。施工荷載的過(guò)早施加、超載也是造成混凝土早期裂縫的主要原因。   （四）材料因素引起的裂縫   水泥安定性不合格；粗、細(xì)骨料（砂、石）級(jí)配不良，造成骨料間孔隙率大，混凝土中游離水隱藏量多，密實(shí)度下降，從而導(dǎo)致強(qiáng)度下降。砂、石中含泥量高，不但會(huì)降低混凝土強(qiáng)度，而且抗裂性、防滲性受到明顯的影響。砂、石顆粒偏細(xì)也將增加水泥用量和耗水量而影響強(qiáng)度；外加劑選擇不當(dāng)，其減水或膨脹效果不明顯，未能達(dá)到預(yù)期效果。   （五）溫度變化引起的裂縫   當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土將發(fā)生變形，變形遭受剛度、強(qiáng)度較大的構(gòu)件約束時(shí)，構(gòu)件將產(chǎn)生拉應(yīng)力，應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。   三、裂縫防止措施   （一）優(yōu)化工程設(shè)計(jì)   工程開(kāi)工前，認(rèn)真組織審圖，及時(shí)做好圖紙會(huì)審工作，根據(jù)工程實(shí)際情況，提出合理化建議，達(dá)到防止樓板裂縫的目的。   提高樓板的強(qiáng)度和剛度是防止樓板開(kāi)裂的有效措施，因此應(yīng)適當(dāng)增加樓板厚度和配筋率；合理調(diào)整建筑物“重心”和“形心”的位置，盡量讓其重合，減少偏心傾斜?；A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)荷載相協(xié)調(diào)，確保建筑物均勻沉降；樓板筋設(shè)計(jì)應(yīng)采用細(xì)徑密排，最好采用雙層雙向鋼筋，角部設(shè)置放射筋，預(yù)留洞口等薄弱部位應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋。水、電管線避免重疊、交叉。   （二）優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)   選用高性能混凝土。比如采用補(bǔ)償性混凝土、在混凝土中摻入適量的膨脹劑，使混凝土產(chǎn)生微量膨脹來(lái)補(bǔ)償其產(chǎn)生收縮。   嚴(yán)格控制水灰比?；炷了冶缺M量控制在0.50以下，同時(shí)應(yīng)控制水的總量，若采用泵送混凝土，水的用應(yīng)控制在190Kg/m3以?xún)?nèi)，如果坍落度不能滿(mǎn)足要求，應(yīng)采用高效減水劑解決。水灰比的降低，將會(huì)提高混凝土的彈性模量，提高其抗裂性能；在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，盡量降低水泥、砂含量，提高石子用量；一般民用建筑的梁板不做抗裂設(shè)計(jì)，施工單位在做混凝土配合比的試配過(guò)程中，也多對(duì)強(qiáng)度、和易性、是否泵送、早強(qiáng)等方面提出要求(除非大體積混凝土)，對(duì)施工過(guò)程中的溫度收縮考慮較少，當(dāng)外界數(shù)種不利因素同時(shí)發(fā)生時(shí)，配比方面的潛在影響就暴露出來(lái)了，所以，對(duì)重要建筑物，無(wú)論是否做抗裂設(shè)計(jì)，混凝土試配時(shí)應(yīng)考慮這種因素。   （三）合理選用原材料   水泥。選用水化熱較低的水泥；強(qiáng)度較高的水泥能減少水泥用量，有利于防裂；外加劑。選用減水率較高的高效減水劑以及性能優(yōu)越的膨脹劑，泵送混凝土還摻入緩凝劑，最好選用復(fù)合型外加劑，既滿(mǎn)足多種性能要求，又方便施工；摻合料。泵送混凝土宜選用優(yōu)質(zhì)的Ⅰ級(jí)粉煤灰。摻入量在水泥用量的12%～15%為宜；砂、石骨料。應(yīng)選用中、粗砂，且砂中含泥量嚴(yán)格控制在3%以?xún)?nèi)。應(yīng)根據(jù)泵送能力，盡量選用粒徑較大的碎石，有條件時(shí)選用5～40mm粒徑的級(jí)配石，采用非泵送方法澆搗混凝土有利于抗裂。   （四）加強(qiáng)施工過(guò)程控制   模板支撐系統(tǒng)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。澆搗混凝土?xí)r應(yīng)留置同條件的拆模試塊，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和施工要求時(shí)方可拆除模板。早拆體系應(yīng)有獨(dú)立的穩(wěn)定系統(tǒng)，不得先拆后撐。后澆帶部位的支撐不得提前拆除，防止改變梁、板的受力狀態(tài)；應(yīng)設(shè)置支撐筋來(lái)托起負(fù)彎距筋，使其具有足夠的有效高度和保護(hù)層。角部放射筋的位置應(yīng)嚴(yán)格綁扎到位，嚴(yán)禁踩踏。同時(shí)不得遺漏角部的構(gòu)造筋；混凝土攪拌時(shí)嚴(yán)格計(jì)量，攪拌時(shí)間應(yīng)保證在120s以上，確保拌制的混凝土均勻?；炷敛捎枚螐?fù)振和二次抹壓；嚴(yán)格控制樓層標(biāo)高，保證樓板的設(shè)計(jì)厚度；加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。   四、總結(jié)語(yǔ)   現(xiàn)代高層建筑隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，一大批先進(jìn)的儀器和施工工藝越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到施工中，這對(duì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理也提出了越來(lái)越高的要求。我們要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，從而有效控制高層建筑中樓板裂縫的產(chǎn)生。