詹啟明

1 后澆帶質(zhì)量問(wèn)題引起混凝土裂縫及其防治措施

后澆帶的施工應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,處理不當(dāng)極易造成質(zhì)量事故,輕則開(kāi)裂滲漏,重則危及結(jié)構(gòu)安全,所以在施工中應(yīng)給予高度重視。

1)極個(gè)別施工單位不按圖施工,接口處不支模,留成自然斜坡槎,使施工縫處混凝土澆筑困難,造成混凝土振搗不密實(shí),產(chǎn)生裂縫,混凝土達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)。如果是地下室底板還易產(chǎn)生滲水現(xiàn)象。后澆帶接縫形式必須嚴(yán)格按施工圖施工,施工時(shí)應(yīng)用堵頭板,根據(jù)接口形式在堵頭板上裝凸條,如果是地下室還必須加止水帶或止水鋼板(止水鋼板連接至少搭接 200mm且四周全部焊接)。2)有些工地后澆帶處不設(shè)圍護(hù),致使鋼筋被嚴(yán)重踩彎、鋼筋雜亂、建筑垃圾較多,不易清理,由于這些問(wèn)題的存在,致使被踩彎鋼筋和有垃圾處的混凝土開(kāi)裂。后澆帶先澆混凝土完成后應(yīng)進(jìn)行防護(hù),局部應(yīng)覆蓋,四周用臨時(shí)欄桿圍護(hù),防止施工過(guò)程中鋼筋污染,保證鋼筋不被踩踏。3)極個(gè)別施工單位兩側(cè)混凝土不鑿毛就澆筑后澆帶內(nèi)混凝土,使新老混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度難以保證,處理不好會(huì)在后澆帶兩側(cè)造成兩條貫空裂縫,極易滲水。在后澆帶澆筑混凝土前必須將整個(gè)截面按照施工縫的要求進(jìn)行處理,清除雜物、水泥薄膜、表面松動(dòng)的砂石和軟弱混凝土層,并將兩側(cè)混凝土鑿毛,用水沖洗干凈,充分保持兩側(cè)混凝土濕潤(rùn),一般不少于 24 h。在表面涂刷水泥凈漿或混凝土界面處理劑后,及時(shí)澆筑混凝土。4)極個(gè)別單位施工不按設(shè)計(jì)要求使用無(wú)收縮混凝土,用普通混凝土應(yīng)付;還有一些施工單位由于后澆混凝土用量較少,在后澆帶旁人工拌制混凝土,隨拌隨澆,嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量。后澆帶后澆混凝土一定要用無(wú)收縮混凝土,摻用微膨脹劑,精心振搗密實(shí),注意澆水養(yǎng)護(hù)。5)極個(gè)別施工單位,施工期間模板準(zhǔn)備不足,或考慮資金等因素,提前拆除后澆帶跨內(nèi)的模板和支撐,造成板邊開(kāi)裂,使結(jié)構(gòu)承載能力下降。后澆帶跨內(nèi)的梁板在后澆帶混凝土澆筑前,兩側(cè)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于懸臂受力狀態(tài),在施工期間,本跨內(nèi)的模板和支撐不能拆除,必須待后澆混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的 75%(如跨度不小于 8 m,后澆混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的 100%)以上后,方可按由上向下順序拆除。6)施工單位往往容易忽視后澆帶混凝土配合比問(wèn)題,這也容易造成混凝土裂縫。因后澆帶的混凝土一次澆筑量小,因而通常采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土的方法,且后澆帶應(yīng)用強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)、早強(qiáng)、補(bǔ)償收縮的混凝土澆筑,所以應(yīng)單獨(dú)申請(qǐng)混凝土配合比。施工中應(yīng)提前做好水泥、砂、石和外加劑及摻合料的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)和試驗(yàn)工作,及時(shí)申請(qǐng)混凝土配合比。澆筑時(shí)認(rèn)真計(jì)量,在混凝土澆筑時(shí)按規(guī)定留置標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件和同條件養(yǎng)護(hù)試件,用以檢驗(yàn)和證明后澆帶混凝土的強(qiáng)度?；炷翝仓髴?yīng)重視其養(yǎng)護(hù)工作,及時(shí)的養(yǎng)護(hù)可使混凝土在潮濕的環(huán)境中硬化,水泥水化生成物堵塞毛細(xì)孔隙,提高混凝土的密實(shí)度和抗?jié)B性,減少裂縫的產(chǎn)生。7)后澆帶接縫形式的選擇和設(shè)置,必須根據(jù)工程類(lèi)型、工程部位、現(xiàn)場(chǎng)施工情況和結(jié)構(gòu)受力情況而具體確定。a.后澆帶的縫寬與墻、板厚度有關(guān),JGJ 3-2002高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定不得少于800mm。對(duì)底板厚度超過(guò) 100cm以上的,可根據(jù)后澆帶處的接槎形式、鋼筋搭接、施工難易程度等靈活掌握,當(dāng)施工較困難時(shí),后澆帶縫寬可適當(dāng)增加。b.后澆帶接縫處的斷面形式,當(dāng)墻、板厚度小于 30cm時(shí),可做成平直縫;當(dāng)厚度大于 30cm小于 60cm時(shí),可做成階梯形或上下對(duì)稱坡口形;當(dāng)墻板厚度大于60cm時(shí)可做成企口縫。c.后澆帶的鋼筋斷開(kāi)或貫通,在于后澆帶縫的類(lèi)型。對(duì)沉降后澆帶而言,鋼筋貫通為好;對(duì)收縮后澆帶而言,鋼筋斷開(kāi)為好,如是對(duì)地下防水有要求的建筑物,主筋搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于 45倍主筋直徑,并應(yīng)按設(shè)計(jì)要求加設(shè)附加鋼筋;梁板結(jié)構(gòu)的板筋斷開(kāi),梁筋貫通,如果鋼筋不斷開(kāi),鋼筋附近的混凝土收縮將受到約束,產(chǎn)生拉力導(dǎo)致開(kāi)裂,從而降低結(jié)構(gòu)抵抗溫度變化的能力。d.后澆帶后澆部分混凝土的澆灌時(shí)間,不同類(lèi)型后澆帶的澆灌時(shí)間是不同的。伸縮后澆帶應(yīng)根據(jù)先澆混凝土的收縮完成情況而定,不同水泥、水灰比、養(yǎng)護(hù)條件的混凝土,一般應(yīng)控制在施工后60 d進(jìn)行。

2 大體積混凝土質(zhì)量問(wèn)題引起混凝土裂縫的原因分析及預(yù)防措施

2.1 裂縫產(chǎn)生的原因分析

混凝土中產(chǎn)生的裂縫有多種原因,主要是配合比設(shè)計(jì)不合理,溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等。選用了水化熱高的水泥,水泥和水用量偏大,Ⅰ級(jí)粉煤灰摻量少,混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,由于體積大,水化熱聚積在內(nèi)部不易散發(fā),混凝土內(nèi)部溫度不斷上升,而表面散熱較快,這樣就形成較大的內(nèi)外溫差,內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,在表面引起拉應(yīng)力,如溫差過(guò)大則在混凝土表面易產(chǎn)生裂紋。在混凝土內(nèi)部逐漸散熱冷卻產(chǎn)生收縮時(shí),由于受到基礎(chǔ)或已澆筑混凝土的約束,接觸處將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),與約束接觸面會(huì)產(chǎn)生裂縫,甚至?xí)灤┱麄€(gè)混凝土塊體,由此帶來(lái)嚴(yán)重的危害。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫?；炷潦且环N脆性材料,拉抗強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的 1/10左右,短期加荷時(shí)的極限拉伸變形也只有(0.6～1.0)×10-4m,長(zhǎng)期加荷時(shí)的極限拉伸變形也只有(1.2～2.0)×10-4m。由于原材料不均勻,水灰比不穩(wěn)定,及運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的離析現(xiàn)象,在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力只是由鋼筋來(lái)承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力,但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。

2.2 溫度的控制和防治裂縫的措施

2.2.1 控制溫度的措施

1)采用低水化熱水泥,改善骨料級(jí)配,用干硬性混凝土,摻混合料等措施以減少混凝土中的水泥用量和水的用量。2)攪拌混凝土?xí)r加冰和用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。3)熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度和降低澆筑速度,厚度最好控制在500mm以內(nèi),以便于表面散熱;第二層澆筑必須在第一段混凝土初凝前澆筑完畢。4)混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值不宜大于 50℃。根據(jù)混凝土澆筑面積,在混凝土上中下部設(shè)置一定數(shù)量測(cè)溫管,定時(shí)測(cè)定內(nèi)外溫度,前 4天每 2 h測(cè)一次,第 5天 ～第 7天每 4 h測(cè)一次,第 8天 ～第 15天每天一次,并及時(shí)記錄,確?；炷羶?nèi)外溫差控制在 25℃以內(nèi),做到及時(shí)觀察,出現(xiàn)溫度超偏,可通過(guò)調(diào)整養(yǎng)護(hù)方式來(lái)降低溫差。大體積混凝土澆筑凝結(jié)后,溫度迅速上升,通常經(jīng) 3 d～5 d達(dá)到峰值,然后開(kāi)始緩慢降溫。降溫值=澆筑溫度+水化熱溫升值-環(huán)境溫度,混凝土澆筑后 3周的降溫速度必須控制在 2℃/d以下。混凝土澆筑后,經(jīng)過(guò)3周保溫保濕養(yǎng)護(hù),效果理想。5)規(guī)定合理的拆模時(shí)間,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度,加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù)措施,現(xiàn)場(chǎng)通常采取措施為混凝土澆筑后先覆蓋一層塑料薄膜,用麻袋裝鋸末,厚度80mm～100mm進(jìn)行中層覆蓋,最后覆蓋 1層 ～2層厚巖棉被。6)夏季施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面及側(cè)邊,設(shè)置專人灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于 14 d,有條件的應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)側(cè)邊進(jìn)行覆土掩蓋,避免內(nèi)部水分蒸發(fā)過(guò)快,產(chǎn)生裂縫。

2.2.2 改善約束條件的措施

1)合理地分區(qū)分塊。2)避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏。3)合理的安排施工工序,避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露。

以上從后澆帶質(zhì)量問(wèn)題引起混凝土裂縫、大體積混凝土質(zhì)量問(wèn)題引起混凝土裂縫兩個(gè)方面,敘述了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因及其防治措施的主要情況,收集了一點(diǎn)數(shù)據(jù)和信息,做了一點(diǎn)嘗試,可能有參考價(jià)值。

[1] GB 50204-2002,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] GB 50496-2009,大體積混凝土施工規(guī)范[S].

[3] 工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文(房屋建筑部分)[Z].2008.

[4] 國(guó)務(wù)院令第 279號(hào).建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例[S].

[5] 03G 101-1,混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖[S].

[6] JGJ 3-2002,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[7] GB 50108-2001,地下工程防水技術(shù)規(guī)范[S].