淺談高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用

何志遠(yuǎn)

（廉江市住宅建筑工程公司，廣東 廉江 524400）

混凝土的結(jié)構(gòu)裂縫是建筑的大忌，如果它的結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)可見(jiàn)裂縫，直接影響觀感質(zhì)量，產(chǎn)生的后果不可想象。也可能產(chǎn)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(fā)展會(huì)影響到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和安全，還會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性造成不利影響。混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因復(fù)雜。混凝土工程中材料的特性決定了結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫。

1 施工期混凝土結(jié)構(gòu)荷載

1.1 施工期混凝土結(jié)構(gòu)荷載的種類

（1）以作用時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，施工期混凝土結(jié)構(gòu)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(shè)備的重量、材料自身的重量等可移動(dòng)荷載，或是在澆筑混凝土過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊荷載；混凝土振搗過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)荷載、風(fēng)荷載；地震、火災(zāi)屬于偶然荷載；永久荷載主要是鋼筋混凝土構(gòu)件及模板支撐系統(tǒng)臨時(shí)結(jié)構(gòu)的自重，除非建筑物廢棄，否則它永久不變。

（2）以作用方向?yàn)闇?zhǔn)，可將施工期混凝土結(jié)構(gòu)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(shè)備重量、混凝土振搗過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)荷載等；而水平荷載主要是指溫度應(yīng)力、風(fēng)荷載以及混凝土運(yùn)料車啟動(dòng)、剎車過(guò)程中產(chǎn)生的水平力等。

1.2 施工期混凝土結(jié)構(gòu)荷載取值

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重及模板支撐重量產(chǎn)生了恒荷載，它主要根據(jù)對(duì)模板及支撐的實(shí)際重量來(lái)取值，正常情況下取樓板重量的倍數(shù)，按照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重，假定均值/標(biāo)準(zhǔn)值＝1.06，變異系數(shù)＝0.074；施工期活載荷統(tǒng)計(jì)參數(shù)的取值在由條件決定；風(fēng)荷載中模板支撐設(shè)計(jì)中一定要考慮，但施工時(shí)如果結(jié)構(gòu)擁有良好的通透性，就能有效降低風(fēng)阻系數(shù)。支撐體系能均布風(fēng)荷載，往往在活荷載上乘以系數(shù)1.2來(lái)對(duì)風(fēng)荷載的影響進(jìn)行分析。

2 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層產(chǎn)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(huì)產(chǎn)生太大的壓應(yīng)力。如果溫度下降，截面會(huì)因?yàn)楸砻鏌崃垦杆偕⑹Ф饍?nèi)外非線性溫度差，表面收縮變形在內(nèi)約束的影響下，因?yàn)檫@時(shí)混凝土的彈性模量增加，徐變小，單位溫差產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，混凝土表面就容易產(chǎn)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(nèi)應(yīng)力的作用發(fā)生變形，長(zhǎng)期的變形值可增加2～3倍，因?yàn)樽冃问够炷潦艿降睦瓚?yīng)力造成裂縫的出現(xiàn)。

2.2 構(gòu)件橫向裂縫

在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中，若截面的抗拉強(qiáng)度無(wú)法滿足受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力要求，在構(gòu)件抗拉強(qiáng)度最小的截面上出現(xiàn)第一條裂縫，然后向兩邊延展回縮。正常狀態(tài)下，混凝土回縮程度會(huì)隨著與裂縫距離的延長(zhǎng)而逐漸變小，鋼筋應(yīng)力也呈下降的趨勢(shì)，而混凝土應(yīng)力逐漸增大。裂縫兩端的鋼筋長(zhǎng)度方向粘結(jié)應(yīng)力呈不均衡分布，當(dāng)混凝土應(yīng)力重新增加到等于抗拉強(qiáng)度時(shí)第二條裂縫就會(huì)產(chǎn)生。出現(xiàn)裂縫以后，尤其是荷載持續(xù)加大，混凝土的拉伸應(yīng)變可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋼筋的拉伸應(yīng)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(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)安全造成威脅。

2.3 溫度裂縫

混凝土收縮與冷縮往往會(huì)引起溫度裂縫。混凝土受到內(nèi)、外部因素的影響而無(wú)法自由收縮與冷縮，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生約束拉力而產(chǎn)生裂縫。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知，混凝土收縮需要一年才能達(dá)到總收縮量的 60%～85%，但對(duì)于實(shí)際工程建設(shè)而言，大部分溫縮裂縫的發(fā)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(chǎn)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(huì)引起塑性收縮。大部分塑性收縮裂縫都是兩端細(xì)中間寬，且不連貫。空氣、風(fēng)和溫度對(duì)這種收縮裂縫產(chǎn)生的影響最大，混凝土在終凝階段強(qiáng)度減小，如果風(fēng)力大或遇到高溫天氣，其表面水分會(huì)迅速散失，導(dǎo)致混凝土體快速收縮，嚴(yán)重時(shí)土體龜裂。

3 裂縫控制施工技術(shù)

3.1 科學(xué)的配制混凝土

將定量的粉煤灰摻入商品混凝土中，以節(jié)省水泥用量，也能避免水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)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(shí)間延長(zhǎng)，也可以對(duì)水泥水化熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間進(jìn)行調(diào)控，從而使混凝土抗裂強(qiáng)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(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，消除混凝土在收縮過(guò)程中出現(xiàn)的部分拉應(yīng)力，從而增強(qiáng)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(yīng)根據(jù)斜面分層情況和混凝土自然流淌坡度，依次持續(xù)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(shí)間間隔不能超過(guò)混凝土初凝時(shí)間，以防出現(xiàn)施工冷縫。分4層一次性澆筑完成，一次性澆筑不超過(guò)3 m，同時(shí)注意澆筑的厚度。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)

為避免形成清水混凝土表面色差，減少表面因失水而出現(xiàn)裂縫，影響外觀質(zhì)量和耐久性，抓好混凝土早期硬化期間的養(yǎng)護(hù)十分重要。現(xiàn)場(chǎng)要求清水混凝土構(gòu)筑物的側(cè)模在48 d后拆除，模板拆除后其表面養(yǎng)護(hù)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(yīng)采用塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14 d。在養(yǎng)護(hù)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(yīng)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(yīng)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(shí)踐證明，這種養(yǎng)護(hù)方式能對(duì)混凝土的硬結(jié)溫度進(jìn)行控制，從而有效避免裂縫的出現(xiàn)。

4 混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固法

4.1 增大截面法

增大截面法實(shí)際上是采用與原有構(gòu)件相同的材料來(lái)擴(kuò)大截面面積，使構(gòu)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(gòu)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(dá)到加固的目的。

4.2 外包鋼法

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

4.3 粘貼法

粘貼法是采用粘結(jié)劑，在待加固的部位粘貼鋼板或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，以提高構(gòu)件的剛度及其承載力，從而達(dá)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(qiáng)度及構(gòu)件的延性。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在建筑工程中，裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的問(wèn)題，裂縫的產(chǎn)生不但會(huì)影響建筑物的使用功能，而且還會(huì)降低建筑物的抗?jié)B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(lái)進(jìn)行處理，可有效地防治混凝土出現(xiàn)裂縫，全面保證建筑物構(gòu)件的安全，確保整個(gè)工程的質(zhì)量。