建筑工程中筏板基礎(chǔ)混凝土裂縫成因及預(yù)防措施

摘 要：施工項(xiàng)目中大量利用了筏板型基礎(chǔ)，其是混凝土建筑而形成縫隙，文章主要講述了筏板型基礎(chǔ)會(huì)出現(xiàn)表面以及收縮縫隙的原因，并提出了避免出現(xiàn)縫隙的方法，希望能給這方面的建筑帶來(lái)幫助。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫分析；控制

伴隨著城市化發(fā)展越來(lái)越快速，在大中規(guī)模的城市中越來(lái)越多的高層樓宇如雨后竹筍。在建筑中越來(lái)越多的使用到筏板型基礎(chǔ)，不過(guò)筏板型基礎(chǔ)其體形比較大，在灌注以及凝固中會(huì)放出很多熱量形成溫度以及收縮應(yīng)力，致使混凝土產(chǎn)生縫隙，不光對(duì)外表造成影響，甚至?xí)?dǎo)致鋼筋露在外面被侵蝕致使建筑構(gòu)造承受負(fù)荷的能力下降，對(duì)建筑構(gòu)造的整體性以及剛性產(chǎn)生影響，對(duì)構(gòu)造帶來(lái)威脅。

1 筏板基礎(chǔ)混凝土溫度裂縫機(jī)理分析

1.1 水泥水化放熱產(chǎn)生的溫度收縮

筏板型基礎(chǔ)的大面積的混凝土之所以會(huì)出現(xiàn)裂縫是因?yàn)樗噙M(jìn)行水化的過(guò)程中會(huì)放熱。水化過(guò)程中出現(xiàn)的熱量很大，體積大的混凝土斷面相對(duì)來(lái)說(shuō)較厚，導(dǎo)致熱量滯留其中很難排出，因受熱的時(shí)間較長(zhǎng)，直接導(dǎo)致混凝土的膨脹。隨后的降溫環(huán)節(jié)，混凝土也會(huì)隨著溫度的變化而變化，溫度降低混凝土不斷收縮。這個(gè)時(shí)候，筏板因地基或者另外結(jié)構(gòu)的干擾，使得混凝土的筏板中心部位因溫度的變化帶來(lái)了很大程度的收縮。假如混凝土在收縮過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力高于混凝土本身的拉力，這樣就會(huì)造成混凝土中大面積的裂縫的出現(xiàn)，嚴(yán)重的影響了混凝土的使用壽命、抗?jié)B程度、完整性，造成很嚴(yán)重的后果。此外，筏板型混凝土可能由于其中心的散熱程度慢，使其溫度較高，其表面散熱較快，表面溫度更低，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外的收縮量大幅度增長(zhǎng)，差異增大，出現(xiàn)很大的表面的拉力，因此混凝土?xí)霈F(xiàn)表面的裂縫。

1.2 外界氣溫變化的影響

外部環(huán)境中溫度越高，灌注混凝土?xí)r的溫度也越高，但外部環(huán)境中溫度降低，混凝土表面的溫度也會(huì)大幅下降，尤其是外部溫度降低的速度快，混凝土表面以及內(nèi)部會(huì)形成溫度應(yīng)力，對(duì)于面積較大的筏板型基礎(chǔ)來(lái)講，更是劣勢(shì)。

混凝土內(nèi)部會(huì)因?yàn)樗嗟乃療岙a(chǎn)生大量的熱，灌注溫度以及構(gòu)造物發(fā)揮出的熱量致使各種溫度情況綜合在一起，產(chǎn)生了溫度差異導(dǎo)致溫度應(yīng)力。溫度差異越大，溫度應(yīng)力也會(huì)隨之增大。并且，外部環(huán)境溫度較高的情況下，體型較大的混凝土散熱情況不好，在這種條件下，探索適宜的溫度掌控技術(shù)，避免混凝土因溫度差異形成溫度應(yīng)力，就變得十分重要。

1.3 內(nèi)外約束條件

約束條件一般可概括為兩類：即外約束和內(nèi)約束。外約束是指結(jié)構(gòu)物的邊界條件，一般指支座或其他外界因素對(duì)結(jié)構(gòu)物變形的約束。內(nèi)約束是指較大斷面的結(jié)構(gòu)，由于內(nèi)部非均勻的溫度及收縮分布，各質(zhì)點(diǎn)變形不均勻而產(chǎn)生的相互約束。具有大斷面的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)因斷面尺寸較大，其變形還可能受到其他物體的宏觀約束。

根據(jù)上面所講述的，我們能夠得出，筏板型基礎(chǔ)形成縫隙的主要原因是因?yàn)槭湛s形成的縫隙，威脅大。在筏板型混凝土建筑中，不僅要避免其表面出現(xiàn)縫隙，還要避免其因?yàn)楦煽s出現(xiàn)縫隙。因此，針對(duì)這兩方面的因素，我們進(jìn)行探索研究從中得到掌控避免的方式。

2 筏板基礎(chǔ)混凝土表面裂縫控制的力學(xué)分析

剛灌注完畢混凝土之后，水泥整體會(huì)因?yàn)樗療嵝纬纱罅康臒崃浚偈狗ぐ逍突炷琳w溫度上升。不過(guò)因?yàn)槠浔砻媸窃诳諝庵校崆闆r好，所以表面溫度不會(huì)上升很多；但是因?yàn)閮?nèi)部散熱情況不好，熱量散發(fā)不出去，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升。因此其內(nèi)部以及外部的溫度有了很大的差距，在其內(nèi)部出現(xiàn)壓應(yīng)力，在表面上形成了拉應(yīng)力，當(dāng)這種在表面存在的拉應(yīng)力比強(qiáng)度高時(shí)，再其表面就會(huì)出現(xiàn)縫隙。

形成縫隙的溫度應(yīng)力是由兩個(gè)方面造成的：升溫過(guò)程，因?yàn)榛炷羶?nèi)部和外部存在溫度差異形成的相對(duì)來(lái)說(shuō)的形狀改變因遭到限制出現(xiàn)的溫度應(yīng)力；降溫過(guò)程，因?yàn)榛炷林行臏囟葟谋容^高的溫度下降到和外部環(huán)境差不多時(shí)形成收縮遭到外部條件的限制導(dǎo)致溫度應(yīng)力。因此，在預(yù)防筏板型混凝土出現(xiàn)縫隙的重要步驟是把其表面溫度掌控在一定溫度，使混凝土中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力比混凝土自身的抗拉性小。綜合現(xiàn)在的技術(shù)以及建筑，國(guó)內(nèi)頒發(fā)的技術(shù)規(guī)范中把混凝土內(nèi)外部溫度差異的值最大為二十五攝氏度。

3 筏板基礎(chǔ)混凝土收縮裂縫控制的力學(xué)分析

筏板基礎(chǔ)混凝土收縮裂縫產(chǎn)生在混凝土的降溫階段，即當(dāng)混凝土降溫時(shí)，由于逐漸散熱而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過(guò)程中，由于混凝土內(nèi)部拌和的水化和蒸發(fā)，以及膠質(zhì)體的膠凝作用，促使混凝土硬化時(shí)收縮。這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力（拉應(yīng)力），如果產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)齡期的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫，它會(huì)貫穿全斷面，成為結(jié)構(gòu)性裂縫，給住宅工程帶來(lái)嚴(yán)重危害。

施工項(xiàng)目的高度要比另兩個(gè)方向的高度低很多。如果底板的高度和長(zhǎng)度比在零點(diǎn)二以及零點(diǎn)二之下，底板在溫度下降產(chǎn)生收縮時(shí)的影響下，脫離兩側(cè)部分，靠近中心位置全截面受力勻稱。因此針對(duì)這種情況產(chǎn)生的縫隙，我們?cè)陧?xiàng)目建筑以及理論探索中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)掌控溫度產(chǎn)生的應(yīng)力，將溫度產(chǎn)生的收縮應(yīng)力掌控在混凝土自身的抗拉強(qiáng)度之下。詳細(xì)的各個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式要按照詳細(xì)的施工形式，混凝土所需的齡期時(shí)間決定，對(duì)于這方面的結(jié)果很多文獻(xiàn)都有講述到，進(jìn)而有比較好的成果。

4 結(jié)束語(yǔ)

在建筑工程筏板基礎(chǔ)混凝土施工中，溫度與溫度應(yīng)力的發(fā)展規(guī)律對(duì)混凝土的裂縫控制是至關(guān)重要的。溫度應(yīng)力的計(jì)算要充分考慮施工條件、環(huán)境溫度、混凝土彈性模量、徐變、干縮及應(yīng)力松弛的影響。

影響筏板基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力因素很多，其中混凝土的配合比、澆注環(huán)境及邊界散熱條件是主要因素，所以基于前文分析論證，在今后的工程實(shí)踐中應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手來(lái)控制溫度裂縫。

（1）改進(jìn)混凝土配合比，在混凝土中摻入混合材料（如減水劑和粉煤灰等），降低水泥水化熱，減少單位體積水泥用量。

（2）在混凝土中加入一定的膨脹劑，利用混凝土的補(bǔ)償收縮原理提高混凝土的抗裂性，這種已“抗”為主，“抗”與“放”相結(jié)合的方法能較好的解決筏板基礎(chǔ)混凝土的裂縫控制問(wèn)題。

（3）降低混凝土的澆注溫度，可以降低混凝土的最高溫度，從而可減少基礎(chǔ)溫度和內(nèi)外溫差。控制澆注溫度應(yīng)盡量避免在高溫季節(jié)施工或采用與骨料預(yù)冷等辦法降低入模溫度。

（4）改善邊界散熱條件和約束條件，采取保溫保濕的養(yǎng)護(hù)措施，不使表面混凝土散熱太快，使混凝土表面保持較高的溫度，降低混凝土的內(nèi)外溫差。

言而總之，施工項(xiàng)目筏板型混凝土出現(xiàn)縫隙的重要原因是上面所說(shuō)的兩個(gè)原因，我們?cè)谝院蟮捻?xiàng)目建筑中要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和匯總的經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展，就能夠把這種現(xiàn)象消滅，進(jìn)而促進(jìn)我們的品質(zhì)在很大程度上有所提升，促進(jìn)我們?cè)诮?jīng)濟(jì)、社會(huì)以及環(huán)境方面的利益有所提升。

參考文獻(xiàn)

[1]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.

[2]混凝土施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3]混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].