淺談高層建筑中混凝土結構施工技術的應用

何志遠

（廉江市住宅建筑工程公司，廣東 廉江 524400）

混凝土的結構裂縫是建筑的大忌，如果它的結構中出現可見裂縫，直接影響觀感質量，產生的后果不可想象。也可能產生滲漏影響使用功能或造成二次裝飾裝修損壞，裂縫的存在和發展會影響到結構構件的承載力和安全，還會對混凝土結構的耐久性造成不利影響。混凝土結構裂縫產生的原因復雜。混凝土工程中材料的特性決定了結構容易產生裂縫。

1 施工期混凝土結構荷載

1.1 施工期混凝土結構荷載的種類

（1）以作用時間為標準，施工期混凝土結構荷載可分為可變荷載、偶然荷載和永久荷載。其中，可變荷載是施工人員和設備的重量、材料自身的重量等可移動荷載，或是在澆筑混凝土過程中產生的沖擊荷載；混凝土振搗過程中產生的振動荷載、風荷載；地震、火災屬于偶然荷載；永久荷載主要是鋼筋混凝土構件及模板支撐系統臨時結構的自重，除非建筑物廢棄，否則它永久不變。

（2）以作用方向為準，可將施工期混凝土結構荷載分為特殊施工荷載、豎向荷載、附加豎向荷載和水平荷載4類。其中，豎向荷載包括鋼筋自重、新澆筑混凝土自重、模板、施工人員及施工設備重量、混凝土振搗過程中產生的振動荷載等；而水平荷載主要是指溫度應力、風荷載以及混凝土運料車啟動、剎車過程中產生的水平力等。

1.2 施工期混凝土結構荷載取值

鋼筋混凝土結構自重及模板支撐重量產生了恒荷載，它主要根據對模板及支撐的實際重量來取值，正常情況下取樓板重量的倍數，按照鋼筋混凝土結構自重，假定均值/標準值＝1.06，變異系數＝0.074；施工期活載荷統計參數的取值在由條件決定；風荷載中模板支撐設計中一定要考慮，但施工時如果結構擁有良好的通透性，就能有效降低風阻系數。支撐體系能均布風荷載，往往在活荷載上乘以系數1.2來對風荷載的影響進行分析。

2 高層建筑混凝土結構轉換層產生裂縫的原因

2.1 徐變裂縫

新澆筑的混凝土彈性模量較小，徐變較大，升溫不會產生太大的壓應力。如果溫度下降，截面會因為表面熱量迅速散失而引起內外非線性溫度差，表面收縮變形在內約束的影響下，因為這時混凝土的彈性模量增加，徐變小，單位溫差產生較大的溫度應力，混凝土表面就容易產生裂縫。很多溫度裂縫都是上寬下窄，部分是兩端窄、中間寬的棱形裂縫。

由于混凝土建筑中內應力的作用發生變形，長期的變形值可增加2～3倍，因為變形使混凝土受到的拉應力造成裂縫的出現。

2.2 構件橫向裂縫

在鋼筋混凝土受彎構件中，若截面的抗拉強度無法滿足受拉邊緣混凝土拉應力要求，在構件抗拉強度最小的截面上出現第一條裂縫，然后向兩邊延展回縮。正常狀態下，混凝土回縮程度會隨著與裂縫距離的延長而逐漸變小，鋼筋應力也呈下降的趨勢，而混凝土應力逐漸增大。裂縫兩端的鋼筋長度方向粘結應力呈不均衡分布，當混凝土應力重新增加到等于抗拉強度時第二條裂縫就會產生。出現裂縫以后，尤其是荷載持續加大，混凝土的拉伸應變可能會遠遠落后于鋼筋的拉伸應變，裂縫的破壞程度也逐漸加深，裂縫程度一旦超出合理的范圍，將會對結構安全造成威脅。

2.3 溫度裂縫

混凝土收縮與冷縮往往會引起溫度裂縫。混凝土受到內、外部因素的影響而無法自由收縮與冷縮，其內部會產生約束拉力而產生裂縫。通過實驗得知，混凝土收縮需要一年才能達到總收縮量的 60%～85%，但對于實際工程建設而言，大部分溫縮裂縫的發生大約為一年。而且裂縫寬度各異，一般是夏季窄冬季寬，這種裂縫產生以后將加速混凝土碳化和鋼筋的銹蝕。

2.4 塑性收縮裂縫

混凝土失水往往會引起塑性收縮。大部分塑性收縮裂縫都是兩端細中間寬，且不連貫。空氣、風和溫度對這種收縮裂縫產生的影響最大，混凝土在終凝階段強度減小，如果風力大或遇到高溫天氣，其表面水分會迅速散失，導致混凝土體快速收縮，嚴重時土體龜裂。

3 裂縫控制施工技術

3.1 科學的配制混凝土

將定量的粉煤灰摻入商品混凝土中，以節省水泥用量，也能避免水泥水化過程中產生過多的水化熱；按一定比例將DL－3型緩凝減水劑摻入混凝土中，能使混凝土初凝時間延長，也可以對水泥水化熱峰值出現的時間進行調控，從而使混凝土抗裂強度大幅度提升；在混凝土中摻入定量的UEA型膨脹劑，也有助于混凝土產生預壓應力，消除混凝土在收縮過程中出現的部分拉應力，從而增強混凝土的抗裂能力。

3.2 分層一次澆筑

在澆筑混凝土的施工中，應根據斜面分層情況和混凝土自然流淌坡度，依次持續地推移，保證新澆筑的混凝土在上一層混凝土初凝前能將其覆蓋，注意上下層混凝土澆筑的時間間隔不能超過混凝土初凝時間，以防出現施工冷縫。分4層一次性澆筑完成，一次性澆筑不超過3 m，同時注意澆筑的厚度。

3.3 混凝土結構的養護

為避免形成清水混凝土表面色差，減少表面因失水而出現裂縫，影響外觀質量和耐久性，抓好混凝土早期硬化期間的養護十分重要。現場要求清水混凝土構筑物的側模在48 d后拆除，模板拆除后其表面養護的遮蓋物不得直接用草墊或草包鋪蓋。以免造成永久性黃顏色污染，應采用塑料薄膜嚴密覆蓋養護，養護時間不得少于14 d。在養護階段，常用的方法是在混凝土表面貯水蓄熱，以滿足保溫保濕的要求。混凝土終凝后應該在混凝土表面砌筑貯水池貯水。水具有蓄熱保溫的作用，這樣混凝土表面就有了一層保溫屏障，為避免水分散失，應該用薄膜覆蓋貯水池，這樣能有效避免因雨水或天氣溫度變化而影響貯水池保溫保濕的作用。實踐證明，這種養護方式能對混凝土的硬結溫度進行控制，從而有效避免裂縫的出現。

4 混凝土結構補強加固法

4.1 增大截面法

增大截面法實際上是采用與原有構件相同的材料來擴大截面面積，使構件的剛度及承載能力提升，起到加固的作用。這種方式能有效改善構件的抗拉、抗彎和抗壓的功能，而且能起到加固作用。一般是將混凝土澆筑在原有鋼筋混凝土柱的周邊作為圍套，然后使新、舊混凝土融為一體，從而達到加固的目的。

4.2 外包鋼法

外包鋼法是利用加固于構建外側的鋼板和型鋼與原有構件之間的共同作用，使構件剛度和承載能力提升，起到加固的作用。這種方式能使構件的抗彎及抗壓能力得到改善，而且工期較短，可廣泛應用在不允許增大截面尺寸構建的加固施工中。

4.3 粘貼法

粘貼法是采用粘結劑，在待加固的部位粘貼鋼板或纖維增強復合材料，以提高構件的剛度及其承載力，從而達到加固的目的。封閉鋼板或纖維箍粘貼在混凝土柱截面周邊，可以大大提高柱抗剪承載力，有效改善混凝土的強度及構件的延性。

5 結束語

綜上所述，在建筑工程中，裂縫是混凝土結構中普遍存在的問題，裂縫的產生不但會影響建筑物的使用功能，而且還會降低建筑物的抗滲能力，使材料的耐久性降低，影響建筑物的承載能力。因此采取合理的措施和方法來進行處理，可有效地防治混凝土出現裂縫，全面保證建筑物構件的安全，確保整個工程的質量。