楊進(jìn)宏

（包頭市建設(shè)工程施工圖審查中心，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

在現(xiàn)代城市建設(shè)、工業(yè)及民用建筑的施工過(guò)程中，混凝土發(fā)揮了其他材料無(wú)法替代的作用。隨著混凝土的商品化、散裝水泥的推廣、施工工藝機(jī)械化的發(fā)展，預(yù)拌混凝土、泵送混凝土得到了更為廣泛的應(yīng)用。隨著建筑向大型化和多功能發(fā)展，超長(zhǎng)（即超過(guò)溫度伸縮縫間距）高層或大柱網(wǎng)建筑不斷出現(xiàn)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，施工中泵送混凝土工藝的應(yīng)用，使超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的溫度收縮裂縫有逐漸增多的趨勢(shì)。這類裂縫屬非結(jié)構(gòu)性裂縫，裂縫很小時(shí)一般不致影響構(gòu)件承載力和結(jié)構(gòu)安全，但裂縫很大時(shí)，就會(huì)影響結(jié)構(gòu)的耐久性和整體性，同時(shí)也會(huì)造成使用上的不便。針對(duì)如何在設(shè)計(jì)階段防止和減輕超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫的措施提出一些建議。

1 混凝土裂縫的特點(diǎn)

混凝土在結(jié)硬的過(guò)程中發(fā)生收縮，溫度變化時(shí)會(huì)熱脹冷縮，當(dāng)這兩種變形受到約束后，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，這兩種應(yīng)力分別超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂而形成收縮裂縫或溫度裂縫。混凝土裂縫的基本特點(diǎn)如下：

（1）收縮變形的特性及影響因素

一般混凝土最終收縮應(yīng)變約3～5×10-4，其特點(diǎn)是早期收縮快，半年可完成第一年收縮量的80～90%，一年后仍發(fā)展但己不明顯。其影響因素主要有混凝土強(qiáng)度等級(jí)，水泥品種，水灰比，坍落度等。

（2）溫度變形的特性及影響因素

混凝土溫度線脹系數(shù)一般為1.0×10-5/°C，其變形隨溫差而變化，一般發(fā)生在混凝土結(jié)硬一直到房屋使用期間。其影響因素有季節(jié)溫差，內(nèi)外溫差和日照溫差。

2 在設(shè)計(jì)階段防止混凝土裂縫的措施及構(gòu)造

2.1 設(shè)置后澆帶

后澆帶是列入高規(guī)中的一種目前設(shè)計(jì)人員常采用的方法，它利用了混凝土早期收縮量大的特性，其設(shè)計(jì)思路是“以放為主”。主要作用是釋放早期混凝土收縮應(yīng)力，減小以收縮為主的變形。后澆帶按其作用分為三種：1）為解決高層建筑主樓與裙房的沉降差而設(shè)置的后澆施工帶稱為沉降后澆帶；2）為防混凝土凝結(jié)收縮開裂而設(shè)置的后澆施工帶稱為收縮后澆帶；3）為防混凝土因溫度變化拉裂而設(shè)置的后澆施工帶稱為溫度后澆帶。在設(shè)計(jì)后澆帶時(shí)應(yīng)明確規(guī)定后澆帶的形式、位置、間距、寬度、鋼筋處理、澆筑時(shí)間及后澆混凝土等要求。

（1）后澆帶的形式

后澆帶接縫形式有平直縫、階形縫、企口縫等，接縫形式應(yīng)加以明確。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。

（2）后澆帶的位置

后澆帶應(yīng)設(shè)置在對(duì)結(jié)構(gòu)受力影響較小部位，如梁、板的1/3跨部位、連續(xù)梁跨中、縱橫相交部位或門洞口的連梁處。不必在同一截面上，可曲折而行，只要將建筑物分開兩段即可。平面布置時(shí)要注意梁的布置宜平行于后澆帶以免梁截?cái)嗵唷?/p>

（3）后澆帶的間距

規(guī)范規(guī)定為30～40m。建議具體工程應(yīng)結(jié)合建筑物長(zhǎng)度、氣候環(huán)境特點(diǎn)綜合考慮，一般應(yīng)控制在30m左右。

（4）后澆帶的寬度

理論上后澆帶寬度只須1cm已足夠保證溫度收縮變形，但考慮施工方便，并避免應(yīng)力集中，具體寬度應(yīng)根據(jù)后澆帶設(shè)置位置及混凝土厚度決定。后澆帶的縫寬與墻、板厚度有關(guān)對(duì)底板厚度超過(guò)100厘米以上的，可根據(jù)后澆帶處的接搓形式、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。規(guī)范規(guī)定后澆帶寬度為800～1000mm。建議預(yù)留的寬度要考慮滿足鋼筋錯(cuò)開搭接要求，允許大于1000mm。

（5）后澆帶的鋼筋處理

后澆帶內(nèi)鋼筋有斷開搭接、貫通小斷、增加附加筋3種。后澆帶位置上，板鋼筋采用搭接接頭，以使兩側(cè)混凝土自由收縮，梁主筋斷開困難較多，可不斷開。板、梁可附加鋼筋，一般為斷開處鋼筋面積的一半。后澆帶兩側(cè)設(shè)鋼筋網(wǎng)片，防止主體混凝土流入后澆帶。板和墻鋼筋搭接長(zhǎng)度應(yīng)不低于45d，且同一截面受力筋搭接不超過(guò)50%。

建議：梁上部鋼筋，腰筋及板墻鋼筋斷后錯(cuò)開搭接或必要時(shí)先搭后補(bǔ)焊。梁下部鋼筋不斷，可適當(dāng)加大配筋。這樣即可大大減小梁鋼筋全部不斷對(duì)混凝土收縮形成的約束，又可避免梁鋼筋全部斷后造成的鋼筋搭、焊接困難。

（6）后澆帶的澆筑時(shí)間

規(guī)范規(guī)定宜在兩個(gè)月后且澆筑時(shí)的溫度宜低于主體混凝土澆筑時(shí)的溫度。由于混凝土早期收縮量大，相對(duì)一年的收縮量，半月約占30～40%；1個(gè)月約占45～55%；2個(gè)月約占65～75%；半年約占80～90%，故應(yīng)按規(guī)范執(zhí)行，一般應(yīng)保證兩個(gè)月后澆筑。

后澆帶后澆部分混凝土的澆灌時(shí)間，不同類型的澆灌時(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天進(jìn)行，如工期非常緊迫，也應(yīng)在2周以上，在建筑物基本完成沉降后，再澆注后澆帶

（7）后澆帶的混凝土處理

后澆帶混凝土施工前應(yīng)清理鑿毛，澆筑時(shí)振搗密實(shí)，并精心養(yǎng)護(hù)。后澆混凝土采用無(wú)收縮或微膨脹混凝土，強(qiáng)度較主體提高一級(jí)。

后澆帶支撐待后澆混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)方可拆除。

2.2 采用外加劑

在混凝土中加入外加劑，產(chǎn)生少量頂壓應(yīng)力來(lái)補(bǔ)償混凝土硬化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，從而使裂縫控制在無(wú)害范圍內(nèi)。這種方法，在實(shí)際工程中有許多成功的例子。使用適當(dāng)?shù)呐蛎泟┡渲瞥晌⑴蛎浕炷粒匝a(bǔ)償其收縮值。在現(xiàn)澆整體結(jié)構(gòu)中，按計(jì)算的裂縫間距設(shè)置混凝土加強(qiáng)帶，加強(qiáng)帶的混凝土提高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，并增加膨脹劑的摻入量，提高混凝土結(jié)構(gòu)的自身抗裂強(qiáng)度，使其起到后澆帶的作用。

2.2 施加預(yù)應(yīng)力

預(yù)應(yīng)力混凝土可增強(qiáng)梁板剛度，梁板中所產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力可抵消由于混凝土溫度變化和收縮產(chǎn)生的軸向拉應(yīng)力，從而達(dá)到擴(kuò)大溫度伸縮縫間距不設(shè)后澆帶的目的。當(dāng)為滿足建筑要求而采用該技術(shù)時(shí)，可考慮在采用必要的控制和抵抗溫度應(yīng)力的具體措施后增大溫度伸縮縫的間距，但應(yīng)結(jié)合工程收集資料具體分析。

2.3 有效配筋

地下室連續(xù)墻增設(shè)鋼筋暗梁或雙層雙向配筋，采用小直徑密間距布筋以提高結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度；板面增設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)，防止板面出現(xiàn)裂縫；框架梁及荷載較大、跨度較大的樓板設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋提高抗裂能力。

3 結(jié)語(yǔ)

本文從設(shè)計(jì)角度上分析了混凝土收縮和溫度變形的特性，影響因素以及溫度收縮裂縫的成因和基本特點(diǎn)，以使設(shè)計(jì)人員建立最基本的概念來(lái)針對(duì)性地結(jié)合具體工程特點(diǎn)考慮防止和減輕溫度收縮裂縫的具體措施。

[1]申敬.大體積混凝土溫度裂紋控制設(shè)計(jì)探討 J.陜西建筑,2010（3）：53-55.

[2]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）S.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

[3]王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制 M.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997.