超長混凝土結(jié)構(gòu)無裂縫施工技術(shù)分析

1 混凝土存在裂紋的原因探究

當(dāng)約束發(fā)生的時(shí)候，熱漲冷縮原理使得混凝土相應(yīng)漲縮，由于外力的約束作用，溫度應(yīng)力在里面產(chǎn)生，加之混凝土不容易抗拉，會讓溫度引起產(chǎn)生的拉應(yīng)力拉破，最終導(dǎo)致溫度出現(xiàn)裂紋。構(gòu)件超過原有承載量所發(fā)生的裂紋現(xiàn)象，比如:構(gòu)件在高出原有計(jì)劃的均布荷載以及統(tǒng)一荷載影響下發(fā)生內(nèi)力彎矩問題，最終導(dǎo)致與構(gòu)件相互垂直時(shí)縱軸所產(chǎn)生的裂紋，構(gòu)件在遭受比較多的剪力作用的時(shí)候，發(fā)生斜裂紋現(xiàn)象，最終導(dǎo)致往上、下兩個(gè)方向延續(xù)。如果結(jié)構(gòu)的發(fā)生非均勻塌陷時(shí)，往往就發(fā)生裂紋問題，當(dāng)塌陷問題逐步加重時(shí)，裂縫問題會同步加重。

大體上來說，如果混凝土產(chǎn)生收縮問題，在此基礎(chǔ)上被外內(nèi)兩方面同時(shí)制約時(shí)，就有可能產(chǎn)生拉問題，最終導(dǎo)致開裂問題的發(fā)生。一般來說，鋼筋混凝土的抗拉強(qiáng)度可能會比其他方面強(qiáng)，但與此同時(shí)我們應(yīng)該注意的是，其彈性模量更是相當(dāng)之高，收縮變形的情形如果相同，就會使得拉應(yīng)力變高，與此同時(shí)，鑒于鋼筋混凝土的緩慢變化的能力不高，應(yīng)力松弛量不大，因此其抗裂性能不好。

一般而言，人們對此種裂縫的應(yīng)對方法是“抗放皆有，以抗為主”，以施加給混凝土預(yù)壓應(yīng)力的方式，和混凝土防止伸縮不規(guī)則而發(fā)生的拉應(yīng)力現(xiàn)象同時(shí)做到補(bǔ)償平衡，此為重點(diǎn)所在。

2 詳細(xì)的施工細(xì)節(jié)和辦法

以一個(gè)地方的剛蓋好的綜合樓建筑為例，主要建筑上面十六層、下面一層、最大的檐高度為74m，總共蓋的面積約為52500m2。主要建筑普通層平面長度為:A×B=120m×29.8m，樓板的厚度為120～150mm，混凝土型號以C30最佳。屋下和頂端結(jié)構(gòu)的長度比標(biāo)準(zhǔn)分縫的具體要求要長得多，然而如若想到長時(shí)間段的分縫嚴(yán)重制約了建筑的實(shí)用性，考慮結(jié)構(gòu)時(shí)以樁基礎(chǔ)的形式，采取合適的結(jié)構(gòu)辦法與開工對策，保證屋下與頂層結(jié)構(gòu)全都不考慮永久縫的設(shè)置。該建筑在施工的時(shí)候通常采用了下面幾種制約辦法。

2.1 超長混凝土結(jié)構(gòu)

通過鋼筋進(jìn)行施工的時(shí)候必須想到混凝土澆灌板層受力時(shí)想到既受制于樓板層的應(yīng)力改變(比如通過彎矩設(shè)置抗拒正、負(fù)彎矩的受力鋼筋)、樓板層受剪后形式發(fā)生變化，同時(shí)樓板層端嵌固端節(jié)點(diǎn)發(fā)生彎矩現(xiàn)象，表面不直以及屈曲發(fā)生的應(yīng)力作用。我們實(shí)施全部樓板層面受力的解析時(shí)，更要想到現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)構(gòu)件在三維空間內(nèi)部怎樣配置內(nèi)力、調(diào)整變形問題。所以說，當(dāng)人們施工涉及到超長鋼筋混凝土板層時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到下面幾方面的問題:(1)上網(wǎng)上鐵、下網(wǎng)下鐵鋼筋采用通常設(shè)置，機(jī)械接頭等級為Ⅱ級，在同一連接區(qū)段內(nèi)，接頭百分率不大于50%。(2)板的底部鋼筋伸入支座長度應(yīng)≥10d，且應(yīng)伸入到支座中心線。一層要求伸至梁墻外皮。(3)板的中間支座上部鋼筋(負(fù)筋)兩端直鉤的長度為板厚減負(fù)筋的保護(hù)層厚度。板的邊支座負(fù)筋在梁或墻內(nèi)的錨固長度滿足受拉鋼筋的最小錨固長度La。(4)雙向板的底部鋼筋，短跨鋼筋置于下排，長跨鋼筋置于上排。(5)當(dāng)板底與梁底平時(shí)，板的下部鋼筋伸入梁內(nèi)須彎折后置于梁的下部縱向鋼筋之上。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的板底鋼筋不得在跨中搭接，且應(yīng)伸至梁中心線。板頂鋼筋不得在支座搭接，在非支座處板頂鋼筋的下彎長度比板厚小15，在邊支座的錨固長度為La，見圖1。

圖1

2.2 采用混凝土后澆帶

(1)后澆帶采用比相應(yīng)結(jié)構(gòu)部位高一級的微膨脹混凝土(摻10%UAE)澆筑。(2)沉降后澆帶的澆筑時(shí)間須在主樓封頂后根據(jù)沉降觀測結(jié)果確定，沉降穩(wěn)定一個(gè)月后澆筑。(3)伸縮后澆帶的澆注時(shí)間是在其相鄰構(gòu)件澆注2個(gè)月后進(jìn)行。施工期間后澆帶兩側(cè)構(gòu)件模板支撐架不拆除，以確保構(gòu)件和結(jié)構(gòu)整體在施工階段的承載力和穩(wěn)定性。

2.3 在混凝土內(nèi)摻加抗裂纖維

防止裂變的纖維材料能夠以大幅度吸納的方式，保證水泥基體內(nèi)部裂變的發(fā)生和推進(jìn)，全面提升混凝土抗裂本領(lǐng)并改變抵制沖擊能力，在此基礎(chǔ)上全面提升混凝土防變強(qiáng)度，與此同時(shí)增強(qiáng)其堅(jiān)固性。防止裂變的纖維材料可以在混凝土里面產(chǎn)生均衡的亂向支撐系統(tǒng)，最終合理抵制混凝土內(nèi)原生裂紋的產(chǎn)生與惡化，減少裂縫的數(shù)量和尺寸，有效阻礙骨料的離析，保證泌水均勻，阻礙沉降裂縫的形成。施工技術(shù)措施:(1)本工程采用聚丙烯纖維，要求:直徑18um;抗拉強(qiáng)度＞360Mpa;彈性模量＞3300Mpa。極限延伸率＞25%;纖維長度19mm。其他指標(biāo)應(yīng)滿足《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS38∶2004)。(2)纖維摻量:每立方混凝土0.6kg，后澆帶處每立方混凝土1.0kg。(3)根據(jù)配合比摻量，將適量纖維加入料斗中的骨料一同送入攪拌機(jī)加水?dāng)嚢杓纯伞＞郾├w維完全為物理性配筋，同混凝土骨料及外加劑不起任何化學(xué)反應(yīng)，故不需改變混凝土或砂漿的其他配合比，對坍落度影響很小，初凝、終凝時(shí)間變化甚微，粘聚性增強(qiáng)，泵送性能可以改善，施工及養(yǎng)護(hù)工藝無需特殊要求。

3 結(jié)語

通過本工程的實(shí)施，我們可以得出以下結(jié)論:在超長混凝土結(jié)構(gòu)中，通過優(yōu)化鋼筋構(gòu)造，能有效約束超長結(jié)構(gòu)的變形，從而有效地減少結(jié)構(gòu)因溫度和收縮引起的變形，明顯地抑制結(jié)構(gòu)的開裂。在超長混凝土結(jié)構(gòu)中，通過合理設(shè)置后澆帶，能有效釋放混凝土產(chǎn)生的溫度應(yīng)力

及沉降不均勻產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，提高了混凝土結(jié)構(gòu)抵抗溫度變化的能力。通過鋼筋進(jìn)行施工的時(shí)候必須想到混凝土澆灌板層受力時(shí)想到既受制于樓板層的應(yīng)力改變(比如通過彎矩設(shè)置抗拒正、負(fù)彎矩的受力鋼筋)、樓板層受剪后形式發(fā)生變化，同時(shí)樓板層端嵌固端節(jié)點(diǎn)發(fā)生彎矩現(xiàn)象，表面不直以及屈曲發(fā)生的應(yīng)力作用。防止裂變的纖維材料能夠以大幅度吸納的方式，保證水泥基體內(nèi)部裂變的發(fā)生和推進(jìn)，全面提升混凝土抗裂本領(lǐng)并改變抵制沖擊能力，在此基礎(chǔ)上全面提升混凝土防變強(qiáng)度，與此同時(shí)增強(qiáng)其堅(jiān)固性。過對溫差較大的樓板施加預(yù)應(yīng)力，使混凝土始終處于壓應(yīng)力狀態(tài)，能夠有效地控制溫度應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，確保建筑物在溫度變化環(huán)境下，不出現(xiàn)有害裂紋，可以達(dá)到控制樓板裂縫的效果。

[1]黃志鋒，陳建忠.超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的施工技術(shù)探討[J].科技信息(科學(xué)教研)，2008(08).

[2]張乃榮.超長混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[J].西安建筑科技大學(xué)，2007(06).