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協(xié)會刊物
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大型地下室混凝土長墻裂縫控制技術(shù) |
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時間日期：2009-5-4 已被閱讀次：[8787] |
廣東省六建集團有限公司 李奇遜 陳景輝 李子農(nóng) 重慶大學(xué) 王伯成
1 混凝土長墻結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機理
非荷載裂縫（本文不討論荷載裂縫，僅討論非荷載裂縫）是混凝土施工期間由混凝土水化熱或混凝土失水收縮引起體積變化，其變形受到約束而產(chǎn)生約束應(yīng)力，當(dāng)約束應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時就出現(xiàn)裂縫。防治這類常在混凝土長墻結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的非荷載裂縫，是混凝土長墻施工的關(guān)鍵。
大型地下室混凝土長墻結(jié)構(gòu)受到地基“嵌固”阻力的約束，由于墻體長度大，混凝土長墻也受到墻體自身的相互約束影響；同時，由于混凝土水化熱引起的混凝土溫度、內(nèi)外溫差，在不同部位存在差異，也都會成為結(jié)構(gòu)不同程度的自身約束，這類混凝土長墻結(jié)構(gòu)裂縫的控制難度比單純的混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土墻體更難。
2 混凝土長墻結(jié)構(gòu)裂縫的控制策略
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治的基本原則是“抗”和“放”有機結(jié)合。“抗”是指通過提高混凝土性能，合理的配筋和結(jié)構(gòu)構(gòu)造處理等措施來提高結(jié)構(gòu)的抗裂能力；“放”是通過降低結(jié)構(gòu)的約束和自約束等程度，從而達(dá)到減少或釋放約束應(yīng)力的目的�！翱埂焙汀胺拧痹瓌t的妥善應(yīng)用對結(jié)構(gòu)裂縫的防治有明顯效果。
2.1 混凝土原材料的選擇
混凝土不但要滿足強度和抗?jié)B等級的要求，還必須滿足施工現(xiàn)場對混凝土施工性能的要求，在混凝土的運輸、澆筑以及成型過程中不離析，易于操作，具有良好的工作性能，有助于混凝土裂縫的防治。
①水泥
選用的水泥應(yīng)具有質(zhì)量穩(wěn)定、水化熱低、含堿量低、活性好、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小，有較好的富余強度，泌水性小，收縮較小的水泥。
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混凝土中的摻合料不但起到分散、填充作用，改善混凝土的施工性能，尤為重要的是摻合料還參與水泥的水化作用，對混凝土的強度發(fā)展、密實度、抗?jié)B性能都有較大貢獻。
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粗骨料應(yīng)選用石質(zhì)堅固、連續(xù)級配好、粒形好、沒有堿骨料活性的碎石，細(xì)骨料選用沒有堿骨料活性的中粗砂，骨料均應(yīng)嚴(yán)格控制含泥量、有機雜物含量等。
④外加劑
最常用的外加劑是減水劑，能使混凝土的塌落度增大，不泌水，不離析，有合適的凝結(jié)時間，能降低混凝土的單位用水量，改善混凝土中毛細(xì)孔的數(shù)量、結(jié)構(gòu)和分布狀況，提高混凝土的耐久性。
在混凝土中添加聚丙烯纖維, 能抑制裂縫或裂紋的出現(xiàn)，阻止基體中原生缺陷或微裂紋的進一步擴展，一定程度地增強混凝土的抗裂能力，預(yù)防混土產(chǎn)生早期熱裂縫。
2.2 混凝土配合比的設(shè)計與優(yōu)化
在原材料及混凝土配合比確定后，應(yīng)采用適當(dāng)試驗或方法，優(yōu)選出適宜于多變截面底板大體積混凝土和混凝土長墻的配合比，從材料和配合比上防治裂縫。
2.3 混凝土的澆筑與養(yǎng)護
在規(guī)定的施工段內(nèi)連續(xù)澆筑，不能產(chǎn)生施工冷縫；合理設(shè)置若干個后澆帶；控制好預(yù)拌混凝土的質(zhì)量，保證混凝土性能的同一性；根據(jù)澆筑條件及環(huán)境變化，及時調(diào)整配合比及用水量和外加劑；將泵送混凝土的輸送管用濕麻袋覆蓋；進行溫度監(jiān)測，進行保濕蓄熱養(yǎng)護。
豎向墻柱結(jié)構(gòu)必須分層下料、分層振搗；控制澆筑速度，避免在長墻上出現(xiàn)砂漿積聚的薄弱部位；同時對洞口及截面部位要在模板外進行二次振搗；豎向結(jié)構(gòu)澆筑后要及時用“小水慢淋”的方式保濕養(yǎng)護，防止產(chǎn)生收縮裂縫。
3混凝土長墻裂縫控制工程實例
3.1 工程特點
佛山市中醫(yī)院醫(yī)療綜合大樓（以下簡稱“醫(yī)療大樓”）地下室混凝土長墻東西長152.264m、南北長107.464m的不規(guī)則平面，總長432.181m。其中負(fù)二層高3.9m，負(fù)一層高3.6m，壁厚400mm，混凝土強度等級C35、S8和C35、S12，外墻受到地下室多截面大體積混凝土底板、地下室夾層樓板的約束，長墻的長度也約束其自身受力。因此，防止這類地下室混凝土長墻非荷載裂縫的發(fā)生更困難。
3.2 裂縫控制技術(shù)
以混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治的“抗”和“放” 基本原則為理論基礎(chǔ)，控制地下室混凝土長墻的原材料選擇、混凝土配合比的設(shè)計與優(yōu)化、混凝土的澆筑與養(yǎng)護等關(guān)鍵技術(shù)，取得了良好防裂效果。
�、龠x用旋窯生產(chǎn)的質(zhì)量良好的湖南韶峰水泥、優(yōu)質(zhì)的珠海電廠Ⅱ級粉煤灰、北江中砂和番禺花崗巖二級配碎石。
�、谕ㄟ^正交試驗優(yōu)化配合比，選出地下室混凝土長墻的配合比。
�、酆鬂矌У脑O(shè)置
除了對應(yīng)于地下室底板后澆帶位置設(shè)置有長墻后澆帶外，并另外增設(shè)了7條長墻后澆帶，將長墻劃分為13個混凝土墻體澆筑單元，發(fā)揮了混凝土防治裂縫的“放”作用。
④墻體結(jié)構(gòu)優(yōu)化
施工過程中，建議設(shè)計院將原設(shè)計的長墻水平筋更改為布置在豎向受力筋的外側(cè)，而且采用為Ф12@110的細(xì)而密的配筋方式。在一定程度上抑制了混凝土長墻的收縮變形，相當(dāng)于發(fā)揮了混凝土“抗”的效果。
�、蓍L墻澆筑和養(yǎng)護
嚴(yán)格控制澆筑和拆模時間，采用“小水慢淋”的養(yǎng)護措施，使混凝土處于潮濕狀態(tài)，減少混凝土的干縮，墻面頂部采用麻袋覆蓋養(yǎng)護。
�、�"三段式"對拉螺桿
長墻采用的"三段式"對拉螺桿，拆模方便，沒有常見的翹、拔問題，不需要對長墻敲鑿和氧割出墻面的螺桿，不會因損傷處的應(yīng)力集中誘發(fā)裂縫。3.3 實施效果
醫(yī)療大樓地下室混凝土長墻施工，在沒有采取預(yù)應(yīng)力等特殊措施和摻加抗裂纖維等特殊材料的情況下，通過采取最優(yōu)配合比、首次使用“三段式”對拉螺桿，控制澆筑和養(yǎng)護方法等措施，成功澆筑了地下室混凝土長墻，未出現(xiàn)肉眼可見裂縫，達(dá)到了裂縫的控制效果。
4 混凝土長墻裂縫控制技術(shù)的推廣應(yīng)用前景
�、賾�(yīng)用普通混凝土高性能化技術(shù)，采用優(yōu)質(zhì)原材料，正交法試驗配制出適合工程特點和裂縫防治的混凝土，對保證施工質(zhì)量、提高混凝土性能、防治裂縫起到了重要作用。這一系列的混凝土長墻結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)，具有施工操作簡便、裂縫控制效果明顯的特點，易于在同類長墻工程中推廣應(yīng)用。
②首次使用的“三段式”對拉螺桿，具有構(gòu)造簡單、操作方便、支模效果明顯等特點。安裝模板時利用對拉螺桿有頂有拉的作用，保證拆模時對拉螺栓的端桿很容易退出，在混凝土表面形成凹下的圓孔，從而不需要對混凝土板面敲鑿、用氧氣切割鋼筋，很好地保證了混凝土的外觀質(zhì)量。從而避免了因模板對拉螺桿導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫的可能，具有在國內(nèi)工程施工中推廣應(yīng)用的優(yōu)勢，也為提高國內(nèi)混凝土澆筑質(zhì)量和裂縫防治的研究提供了參考。
�、鄄捎枚鄺l后澆帶的“化整為零”方法，“細(xì)而密的水平配筋＋水平配筋外置”措施，約束混凝土的收縮變形程度，緩和了肉眼可見裂縫的出現(xiàn)，為混凝土長墻裂縫防治方面積累了難得的成功經(jīng)驗。
參考文獻：
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2、趙志縉，高層建筑施工手冊[M]，第2版，上海，同濟大學(xué)出版社，1997.439－449
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4、王鐵夢，工程結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合方法[J]，施工技術(shù)，2000.(5)5－9
5、JGJ55－2000，普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程[S]，北京，中國建筑工業(yè)出版社，2000.
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