汪學武
摘 要:在高層建筑之中,剪力墻主要發(fā)揮的是抗震以及抗風應用效果,借助剪力墻這一結構,建筑可以更好地承受各種外部荷載影響,在地震等大型地質災害出現(xiàn)時也可保持一定的穩(wěn)定性。剪力墻結構的主要構成材料一般是混凝土與鋼筋,在實際的建設剪力墻的施工任務中,施工者也會嘗試構建鋼板-混凝土的組合式剪力墻,這種剪力墻在其構成材料的影響下具有的實際強度以及承受能力更強,但是裂縫缺陷卻會給剪力墻使用帶去影響,本文探討控制方法。
關鍵詞:高層建筑施工;鋼板-混凝土組合剪力墻;裂縫;控制方法
現(xiàn)代城市中的高層與超高層建筑在增加,這種建筑項目變動趨勢與城市發(fā)展狀態(tài)相符,高層建筑占用的空間比較小,可容納的居住者的數(shù)量比較多,可以使城市空間被以更加合理且科學的方式利用,但是相對地,高層建筑施工中的特殊注意事項也比較多,在建設剪力墻在這一防護性結構時,施工者可運用多種材料建設出組合式的剪力墻系統(tǒng),在建設期間與后期驗收階段,都必須充分重視其存在的裂縫問題,現(xiàn)分析可用的裂縫處理方法。
1 工程情況分析
某工程為超高層工程,工程總建筑面積為129611m2,建筑高達260m,地下5層,地上55層。建筑采用外框內筒型鋼混合結構形式,42,43層為桁架轉換層。地下2層到地上5層核心筒結構為鋼板-混凝土組合剪力墻,外墻厚1200mm,內墻厚400mm,鋼板厚16~40mm,混凝土強度等級為C60。鋼板-混凝土組合剪力墻施工周期約140d。
因為鋼板-混凝土組合剪力墻的裂縫控制是相對比較難的,所以為了更好的保證對施工的預控裂縫能夠全面的控制,需要對試驗墻的施工進行全面的規(guī)劃和落實,還要對鋼板和混凝土組合剪力墻裂縫的具體成因進行分析,同時還要制定一個科學有效的控制措施,主要借助試驗墻施工過程中對溫度和變形等多種數(shù)據(jù)進行全面的收集和分析,對可能出現(xiàn)裂縫的原因進行更加全面和準確的分析,這樣就可以達到對裂縫加以控制的目的。
在求得建設單位和設計單位的認可之后,在施工現(xiàn)場增設一段長度為14m的鋼板-混凝土組合剪力墻,將其當做試驗墻,按照鋼板-混凝土組合剪力墻的具體施工工序進行全面的處理。
2 優(yōu)化墻體節(jié)點設計
2.1 優(yōu)化連接方法
根據(jù)案例中的剪力墻的實際情況與潛藏的裂縫隱患問題,施工者可以把握好工程特點,對多種焊接方式進行對比,選擇使用更加符合本工程的單面坡口式的焊接方法。在剪力墻施工過程中,施工者需要積極應對墻體變形問題,可以直接對鋼板進行調整,施工者還可選用合適的吊裝方法,正確應用吊裝施工設備,強化最終的墻體吊裝效果,在選擇連接方時,要注意到其他約束性因素的影響。
施工者可以通過分節(jié)設計方法來設計剪力墻,在開展深化設計活動時,施工者可以運用托座板來強化剪力墻的整體穩(wěn)定化,根據(jù)墻體的具體狀況,可以適當將托座板的寬度增加。在對鋼骨柱進行加工時,可以直接在工程完成所有的焊接與拼裝工作,仰焊的施工方法具有的實際應用效果更好,將處于上下兩個部位的鋼板嚴謹?shù)睾附釉谝惶?,科學可靠的分節(jié)設計工作可以幫助解決焊接難度過大的問題,在優(yōu)化節(jié)點設計工作時,還需考慮鋼板使用量問題,在后期施工活動中,還會存在殘余應力的問題。
2.2 優(yōu)化墻體預留孔洞
根據(jù)已知的剪力墻施工經(jīng)驗可以了解到預留孔洞處理工作也是墻體裂縫形成的主要原因,在將鋼板材料與其他的墻體施工材料進行連接時,需根據(jù)材料的性能特點與應用要求來選用焊接工藝以及焊接裝置,一般需要將多種焊接手段結合應用,在焊接過程中,墻體部位就會出現(xiàn)裂縫等質量缺陷問題,因此施工者可以根據(jù)鋼筋應用需要,預先在墻體部位留存一定的孔洞,使鋼筋穿插處理工作不會對墻體的完整性造成影響,在完成剪力墻內部處理工作之后,可以對預留孔洞加以填堵,在此過程中,施工者還要控制鋼筋焊接用量與人工彎鉤等輔助施工工具的應用量,在這一質量控制環(huán)節(jié)還要注重保證處理效率。
3 控制墻體部位存在的殘余應力與焊接變形問題
3.1 控制變形問題
本工程鋼板剪力墻采用單面坡口焊接連接方式,施工進度快,但也存在焊接變形大的問題,對單面坡口焊接方式的焊接變形進行了研究。創(chuàng)新設計了約束鋼板連接體系,加大了焊接變形的控制措施。采用合理的焊接順序及焊接工藝:鋼板剪力墻先焊接變形大的焊縫,后焊接變形小的焊縫。所有焊縫采用對稱跳焊的施工工藝,跳焊間距為500mm,并采用多層焊接,焊接層數(shù)為3~6層,每層按三角形劃弧原則施焊。使先焊接部位的應力通過跳焊間距得到充分釋放,以減小鋼板剪力墻焊接變形及殘余應力。
3.2 消除殘余應力
增加鋼板剪力墻擱置時間,鋼板剪力墻提前加工制作,運至施工現(xiàn)場。焊接完成一節(jié)鋼板剪力墻后增加應力釋放時間以消除焊接殘余應力。在鋼板剪力墻焊縫端部設置應力釋放口,可避免鋼板剪力墻角部發(fā)生撕裂,還能釋放部分焊接殘余應力。
鋼板剪力墻整體分節(jié)深化設計時,考慮到鋼板剪力墻焊接空間狹小,將鋼板剪力墻對接節(jié)點設計成單面45°±5°坡口,將上下兩層鋼板與鋼骨梁兩側的翼緣焊接在一起。長約束板焊接在上層鋼板內側,短約束鋼板焊接在下層鋼板的內側,上層鋼板為500~1000mm,既方便鋼結構的安裝與焊接,避免了現(xiàn)場仰焊帶來的質量隱患,又避免了焊接應力直接作用于鋼框架結構。
3.3 裂縫監(jiān)測工作
在完成初期裂縫控制工作階段的各項裂縫缺陷控制工作之后,施工者還要繼續(xù)對組合式的剪力墻系統(tǒng)進行監(jiān)測,后續(xù)環(huán)境因素也會使墻體表面或者內部形成裂縫問題。在鋼板部件安裝工作結束后,需要在墻體的特殊位置加設貼片,以此來增強墻體觀測工作的便捷性,在軸線位置增設觀測點,全面監(jiān)控剪力墻施工系統(tǒng),通過運用全站儀設備來調整觀測效果,精準觀測各種墻體質量問題,在完成觀測工作后,施工者可以分階段地將觀測數(shù)據(jù)記錄到剪力墻施工檔案之中,積極應對墻體變形情況。
針對鋼板-混凝土組合剪力墻的特點,以及混凝土的高強度等級、高流態(tài)、低水化熱和高可泵性的特點進行了研發(fā),通過大量的試驗,成功研發(fā)出了高性能高流態(tài)混凝土。混凝土拌合物和易性良好,坍落度保持4h損失很小,幾乎不損失。擴展度在3h之后,相對損失較小,能夠較好的保持混凝土和易性。
4 結束語
剪力墻是建筑施工活動中的重要施工對象,通過建設高強度剪力墻,可以提升建筑系統(tǒng)承受荷載的能力,混凝土是經(jīng)常會被應用到剪力墻施工過程中的典型材料,本文將鋼板材料與混凝土材料結合使用,對其存在的裂縫問題展開了研究,并提供了控制建議,施工方需要從多個角度對裂縫問題展開綜合研究,找出其形成的具體原因,有針對性地展開裂縫控制工作,總之,建設完善的組合式剪力墻時必須要綜合考量多種影響因素,切實保障墻體質量。
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