陳闖 吳比佳
摘 要:? 近年來,越來越多的現(xiàn)代建筑材料得到了廣泛的應(yīng)用。鋼筋混凝土以其自身的優(yōu)點(diǎn)在建筑工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。然而,混凝土材料的使用必然會帶來各種各樣的裂縫問題。根據(jù)工程實(shí)踐的研究成果,混凝土裂縫具有可控性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以采用有效的手段和技術(shù),對現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗裂處理,達(dá)到控制裂縫的目的。
關(guān)鍵詞:? 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);現(xiàn)澆混凝土;裂縫控制;策略分析
【中圖分類號】TB48? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A? ? ?【文章編號】1674-3733(2020)06-0082-01
1 現(xiàn)澆混凝土裂縫分類
1.1 應(yīng)力裂縫。
收縮裂縫和溫度裂縫屬于應(yīng)力裂縫的形式,也是現(xiàn)澆混凝土裂縫中最常見的一種。收縮裂縫主要由混凝土硬化引起。受自然環(huán)境影響,混凝土澆筑后隨著時(shí)間的變化,內(nèi)部水分會逐漸蒸發(fā),導(dǎo)致體積越來越小,產(chǎn)生收縮裂縫;溫度裂縫主要受溫差的影響。如果混凝土澆筑后環(huán)境溫度與混凝土溫度相差較大,混凝土表面會產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。溫差越大,表面拉應(yīng)力越大。當(dāng)溫度超過混凝土本身的極限時(shí),就會產(chǎn)生裂縫。
1.2 塑性裂縫。
當(dāng)混凝土澆筑后仍處于塑性狀態(tài)時(shí),由于鋼筋、骨料等的存在,影響混凝土自身的均勻沉降,加速混凝土的垂直收縮,而相對水平收縮相對緩慢,導(dǎo)致塑性裂縫。塑性裂縫一般較深且形狀不規(guī)則,主要發(fā)生在混凝土硬化之前,阻礙了建筑結(jié)構(gòu)的正常使用。
1.3 結(jié)構(gòu)裂縫。
結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生主要與構(gòu)件的使用有關(guān)。在建筑結(jié)構(gòu)薄弱部位,現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的概率明顯增加。同時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變化也會引起結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。例如,現(xiàn)澆樓板由預(yù)制多孔板改造而成,將增加墻體的剛度,降低樓板的剛度。墻角應(yīng)力集中處易出現(xiàn)斜裂縫,或在負(fù)彎矩作用下,樓板端部出現(xiàn)板面裂縫。
2 房屋建筑現(xiàn)澆混凝土施工中裂縫的產(chǎn)生原因
2.1 收縮裂縫。
在某些情況下,由于施工等原因造成的裂縫屬于正常現(xiàn)象。例如,在不影響建筑物承載力和荷載的情況下,存在小于0.05mm的裂縫。由于裂縫造成的危害基本上是最小的,它不是一種主要的裂縫類型,而是一種收縮裂縫。收縮裂縫來源于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu),因?yàn)樵诨炷聊踢^程中,如果體積發(fā)生變化,很容易產(chǎn)生內(nèi)部裂縫。一般來說,在混凝土施工過程中,炎熱的天氣是產(chǎn)生裂縫的直接原因,如水泥水化熱、高溫下的裂縫等,這些裂縫不相互重疊,呈規(guī)則帶狀,一般分布在與鋼筋平行的截面上,但其危害性很大,也會對建筑物產(chǎn)生直接的不利影響。
2.2 超載裂縫。
混凝土施工時(shí),若面構(gòu)件承載力過大,易產(chǎn)生超載裂縫;若因剪力過大,超載裂縫由上部向下部延伸,呈斜向;一般為縱向垂直細(xì)縫。但是,如果內(nèi)部構(gòu)件的位置受到較大的彎矩壓力,則裂紋擴(kuò)展的方向相反。
2.3? 材料使用不當(dāng)引起的裂縫。
除收縮外,超載還會引起裂縫,材料使用不當(dāng)也會引起裂縫,如材料種類、尺寸、用量、表面積大小、水泥干縮等方面,都是造成裂縫的主要因素。有兩個(gè)重要因素:(1)集料是引起水泥石收縮的約束相。為了降低混凝土的收縮,需要增加骨料的最大粒徑,降低砂率、砂的細(xì)度模數(shù)等方面來達(dá)到最佳的收縮效果;其中,骨料的相關(guān)吸水率對硬度有一定的影響,現(xiàn)澆板的剛度和壓縮性。如果集料對水泥的壓縮系數(shù)較小,則集料的吸水率較大,現(xiàn)澆板的收縮也較大;此外,用水量、水泥用量、水灰比、砂率、砂漿比等因素也會引起裂縫;(2)粉煤灰表面積小。粉煤灰摻量直接影響混凝土的干縮性能。粉煤灰摻量增加,收縮率降低。
2.4 氣候原因所造成的裂縫。
由于材料的不同,會產(chǎn)生不同的應(yīng)力。如果外部天氣太熱,不同的材料將有不同的反應(yīng),由于不同的應(yīng)力。如果應(yīng)力響應(yīng)超過材料承載和荷載的最大極限,則會產(chǎn)生裂縫;因?yàn)楝F(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中使用的材料種類繁多,且每種材料膨脹現(xiàn)象的環(huán)境要求不同,因此即使在相同的外部環(huán)境中,溫度相同時(shí),兩種材料都會因自身的材料問題和溫差問題而產(chǎn)生剪切,當(dāng)應(yīng)力大于剪切力時(shí),則會直接導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生而活。
3 探析控制裂縫的具體策略
現(xiàn)澆混凝土受當(dāng)時(shí)環(huán)境濕度、外部環(huán)境溫度和風(fēng)力的影響,很可能產(chǎn)生內(nèi)部裂縫。此外,由于內(nèi)部水分蒸發(fā)現(xiàn)象,混凝土將出現(xiàn)大面積裂縫。
一些施工人員還可能習(xí)慣于忽視現(xiàn)澆混凝土的日常養(yǎng)護(hù),或未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的存在,從而增加房屋建設(shè)的隱患。在此前提下,混凝土裂縫的妥善控制應(yīng)因地制宜,包括以下裂縫控制點(diǎn):
3.1 優(yōu)化布置現(xiàn)澆施工平面。
從平面布置的角度看,現(xiàn)澆混凝土的裂縫是必須引起高度重視的。一旦發(fā)現(xiàn)裂縫隱患,應(yīng)立即處理。因此,在實(shí)踐中,對于現(xiàn)澆平面應(yīng)致力于柔性和綜合控制。具體來說,后澆帶的設(shè)計(jì)應(yīng)限制在房屋長度至少40米以內(nèi),并確保后澆帶中間的收縮量不超過梁、樓板跨度的三分之一。特殊情況下,房屋全長超過40米的,應(yīng)適當(dāng)設(shè)置房屋必要的變形縫,并保證間距30米。
除上述施工要素外,建筑物的結(jié)構(gòu)裂縫也可能出現(xiàn)在地基沉降的特殊位置。因此,為避免此類裂縫的發(fā)生,有必要增設(shè)相應(yīng)的沉降縫,或采用后澆帶的方式進(jìn)行處理。如果裙樓與主樓之間存在較大高差,則應(yīng)將建筑物的雨棚、掛板、女兒墻等外部構(gòu)件的長度限制在12米以內(nèi),并適當(dāng)增加伸縮縫。
3.2 科學(xué)布置配筋結(jié)構(gòu)。
建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化從根本上取決于配筋設(shè)計(jì),這主要是因?yàn)榻ㄖ?gòu)件的強(qiáng)度直接取決于現(xiàn)有配筋率。此外,結(jié)構(gòu)裂縫也與上述配筋率有關(guān)。在此前提下,裂縫控制應(yīng)更加注重對現(xiàn)有鋼筋設(shè)計(jì)的優(yōu)化,宜適當(dāng)減小現(xiàn)有鋼筋間距。
必要時(shí),在面板鋼筋網(wǎng)上方布置雙層鋼筋,實(shí)現(xiàn)面板的綜合雙向加固處理。要嚴(yán)格控制建筑構(gòu)件的厚度,保證樓板厚度至少能超過10cm。
3.3 選擇最佳的施工強(qiáng)度等級。
同時(shí),水灰比等值也直接決定了現(xiàn)有混凝土基礎(chǔ)的強(qiáng)度。在一些施工情況下,如果需要多加水泥,也會大大增加出現(xiàn)裂縫的可能性,這一點(diǎn)應(yīng)引起重視。可見,施工強(qiáng)度水平應(yīng)保證達(dá)到最佳水平限值,特別是柱和墻。另外,對于一些特殊性強(qiáng)的混凝土部位,應(yīng)適當(dāng)優(yōu)化現(xiàn)有混凝土標(biāo)號,并限制在最低混凝土標(biāo)號為C30。
結(jié)束語:研究了建筑結(jié)構(gòu)混凝土澆筑過程中裂縫的控制策略。首先分析了裂縫產(chǎn)生的原因,并提出了相應(yīng)的控制措施。針對建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土施工過程中出現(xiàn)的裂縫,施工單位必須高度重視,因?yàn)榻ㄖ|(zhì)量直接關(guān)系到人身安全,不可大意。為了有效地控制現(xiàn)澆混凝土裂縫,必須對裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究,找出裂縫的真正原因,嚴(yán)格控制施工材料和施工工藝,確保房屋施工質(zhì)量。
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