某高層住宅項目混凝土結(jié)構(gòu)防裂控制技術(shù)

邱文偉

（福建　福州　350000）

某高層住宅項目混凝土結(jié)構(gòu)防裂控制技術(shù)

邱文偉

（福建福州350000）

住宅項目是目前國內(nèi)建筑市場開發(fā)建設(shè)的主流，而在消費者對產(chǎn)品施工質(zhì)量和使用功能的高追求下，建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位等各方更是加大力度嚴格控制，以確保工程滿足消費者要求，順利交房。但就目前而言，產(chǎn)品出現(xiàn)的質(zhì)量問題以混凝土結(jié)構(gòu)裂縫最為普遍，這不僅阻礙了交房進度，同時也可能給消費者和建設(shè)單位雙方造成損失。因此，裂縫控制措施成為了當前建筑行業(yè)急需掌握和落實的一項技術(shù)手段。本文結(jié)合實際工程，對出現(xiàn)裂縫問題的混凝土結(jié)構(gòu)做出分析，結(jié)果表明：強化結(jié)構(gòu)板配筋，科學(xué)設(shè)置支撐體系，合理選擇原材料，優(yōu)化配合比，采用雙摻技術(shù)，控制堆載時間及堆載位置，保溫保濕養(yǎng)護等都能有效控制裂縫出現(xiàn)。最終制定出相應(yīng)的技術(shù)措施，防止裂縫出現(xiàn)，提高結(jié)構(gòu)耐久性能，該技術(shù)對目前住宅項目的混凝土裂縫控制有著重要意義。

住宅；混凝土；裂縫；技術(shù)措施

1　工程概況

福建省福州市某住宅項目，占地面積約77畝，建設(shè)面積19.5 萬m2，地上高層9棟32層，別墅6棟4層，幼兒園1棟3層，地下一層（局部二層），總投資5億元。該項目位于江邊，地質(zhì)條件主要為砂層，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁，持力層為卵石層。

因目前國內(nèi)地產(chǎn)公司為縮短資金回籠時間，住宅開發(fā)項目均盡可能壓縮工期，導(dǎo)致項目裂縫控制必須有整體性、針對性地控制。該工程前期因趕工造成局部樓板出現(xiàn)滲漏，經(jīng)檢查為通縫，后期經(jīng)調(diào)整和采取有效措施，較好地得到控制。

2　裂縫產(chǎn)生的原因

導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂的因素很多，除了由靜、動荷載等產(chǎn)生的應(yīng)力引起的裂縫外，混凝土早期裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面：

2.1外部荷載產(chǎn)生的應(yīng)力

在混凝土澆筑完成后，強度未達到1.2N/mm2，上一層結(jié)構(gòu)即開始施工，材料集中堆載造成的靜載、或者材料放置過程中產(chǎn)生的豎向或橫向動載。

2.2混凝土收縮引起的裂縫

夏季白天混凝土澆筑完成后，表面未及時覆蓋養(yǎng)護，表面游離水分蒸發(fā)過快，導(dǎo)致混凝土收縮加快，其中結(jié)構(gòu)板遠大于結(jié)構(gòu)梁收縮值，附加了熱收縮差，從而加大板面拉應(yīng)力，而因混凝土早期強度較低（目前較多采用單摻粉煤灰的混凝土，早期強度低、吸水率大），超過抵抗變形而導(dǎo)致開裂。

2.3樁基對結(jié)構(gòu)附加約束

施工現(xiàn)場布有樁基，樁頂標高-6.800m，在混凝土內(nèi)的錨固長度為700mm，對基礎(chǔ)的變形增加了阻力作用，不能自由變形，導(dǎo)致產(chǎn)生溫度應(yīng)力當該溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，則從約束面開裂形成溫度裂縫。

2.4較大跨度樓板鋼筋單層配筋

為節(jié)約成本，樓板跨度<3.900m均采用單面配筋，未從施工過程考慮，因此在荷載作用下，造成核心筒部分樓板鋼筋幾無裂縫，而較大跨度板較為常見。

2.5現(xiàn)場布置不合，地下室頂板作為施工道路

為節(jié)約開挖成本和地下施工工程量，目前住宅項目大多設(shè)置單層大體積地下室，地下室邊線臨近用地紅線，導(dǎo)致施工道路設(shè)置困難，不得已采取頂板行車，而即使將消防通道作為主要施工道路，但涉及頂板材料堆放等問題，未有可靠措施進行加固。

2.6支撐體系設(shè)置不合理

支撐體系廣泛采用扣件式腳手架支撐，立桿自由端或頂托較長，在荷載作用下，容易產(chǎn)生細微彎曲變形，特別是在梁板混撐的支撐體系，造成局部拉應(yīng)力不均勻，引起混凝土變形產(chǎn)生裂縫。

3　控制裂縫的主要措施

3.1優(yōu)選原材料

3.1.1水泥

在混凝土拌制和澆筑以及初凝過程中，水泥水化時釋放熱量，在這個過程中最容易引起混凝土開裂，其原因是水泥水化熱引起的混凝土膠合物溫度升高，溫差過大就會引起混凝土溫度裂縫，因此，在水泥選擇問題上就會考慮選用水化熱小的水泥，并減少其用量，本工程C40混凝土選用42.5級萬年青普通硅酸鹽水泥，水泥用量為380kg/m3。

3.1.2砂、石料的含泥量控制

考慮到砂、石的含泥量過大會對混凝土的收縮產(chǎn)生影響，同事降低混凝土的抗拉強度，因此，砂、石料的含泥量控制必須嚴格控制在小于2％，對于含泥量大于2％的砂、石料不予采用。同時，砂不得采用雜質(zhì)較多的海砂。

3.1.3粗、細骨料

在配置混凝土?xí)r，增強混凝土抗裂性能的一個重要方法是合理選擇骨料，骨料的選擇對混凝土密實性、孔隙率、混凝土的強度有很大的影響。骨料選擇的好，混凝土的密實性高，孔隙率就低，混凝土的強度高。細骨料宜采河砂；粗骨料宜選用粒徑5～31.5mm，并連續(xù)級配；應(yīng)選用非堿活性的粗骨料，摻入粒徑大的骨料同樣能夠減少水泥用量。

3.1.4水

采用自來水公司供應(yīng)的自來水。

3.2混凝土雙摻技術(shù)、減水劑和膨脹劑

3.2.1雙摻技術(shù)

這里雙摻技術(shù)指的是粉煤灰和礦粉雙摻。由于礦粉和粉煤灰的早期物理填充作用和后期活性填充作用等特性，一方面混凝土的后期強度可以滿足強度要求，另一方面混凝土的耐久性將得到提高。在利用粉煤灰和礦粉取代水泥的同時，在混凝土中適量摻加高效減水劑，降低了水膠比，減少了水泥用量，從而大大降低了混凝土水化熱，延緩了水化熱峰值出現(xiàn)的時間，對控制混凝土的溫度裂縫和收縮裂縫極為有利。

3.2.2減水劑

高效減水劑有效地減少了混凝土的的塌落度損失，改善混凝土的工作度，提高流動性，在混凝土中發(fā)揮重要的作用。

3.2.3膨脹劑

U型膨脹劑（UEA膨脹劑）以硫酸鋁、氧化鋁、硫酸鋁鉀等為主要多種膨脹源。早期主要以無水硫酸鋁鈣作為膨脹源，中期主要以明礬石為膨脹源，具有穩(wěn)定的膨脹作用。普通混凝土由于收縮開裂，往往會發(fā)生滲漏，因而降低它的使用功能和耐久性，在普通混凝土中加入一定量的UEA，膨脹性結(jié)晶水化物產(chǎn)生的壓應(yīng)力擠壓水泥水化物鈣礬石等形成微膨脹混凝土，使凝固時產(chǎn)生的膨脹力密實膨脹混凝土。

3.3優(yōu)化混凝土配合比

本工程采用的混凝土配合比如表1。

3.4設(shè)計和施工部署結(jié)合，優(yōu)化、強化設(shè)計

3.4.1設(shè)計和施工部署結(jié)合

在方案設(shè)計階段，充分考慮現(xiàn)場施工部署，包括臨建、施工通道、臨時圍墻圍擋等，包括后澆帶的布置，應(yīng)合理結(jié)合設(shè)計和施工部署。盡量避免因施工需求提前封閉后澆帶以及頂板堆載、行車等存在安全隱患的現(xiàn)象。

3.4.2優(yōu)化、強化設(shè)計

板面配筋充分結(jié)合現(xiàn)場實際情況情況，跨度較大的樓板設(shè)置雙層配筋，同時水電管線密集處應(yīng)進行鋼筋補強，避免混凝土沿線管處開裂。

3.5科學(xué)設(shè)置支撐體系

采用扣件式腳手架支撐，支撐立桿自由端需符合受力要求，同時水平桿、立桿間距嚴格按照施工方案執(zhí)行，設(shè)置可靠的支撐體系。同時，梁、板因收縮及受力不同，不宜混撐。在梁、板強度未達到設(shè)計值的75％的情況下，不得拆除支撐，懸挑構(gòu)件混凝土強度需達到100％方可拆除。在任何條件下均不宜提前拆除后恢復(fù)。

3.6控制施工時間、施工質(zhì)量、養(yǎng)護時間

在一般情況下，每層混凝土澆筑間隔時間不宜<5d，澆筑完成后養(yǎng)護時間不宜少于24h，強度達到1.2N/mm2后方可堆載。嚴格控制鋼筋保護層厚度，避免施工過程中板面鋼筋下沉造成保護層厚度不足或者變大而產(chǎn)生裂縫。

3.7后澆帶、膨脹加強帶

結(jié)構(gòu)長度是影響溫度應(yīng)力的因素之一，并且在一定長度內(nèi)對溫度應(yīng)力影響較為顯著。后澆帶、加強帶的設(shè)置能有效減少溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。加強帶在混凝土初凝前澆筑完成，后澆帶則一直保留到主體施工完畢才澆筑。加強帶、后澆帶采用添加UEA膨脹劑的混凝土填充。UEA膨脹劑加入到混凝土中，拌水后生成大量膨脹性結(jié)晶水化物產(chǎn)生的壓應(yīng)力可大致抵消混凝土干縮時產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止或減少混凝土收縮開裂，并使混凝土致密化；同時，由于UEA膨脹劑的膨脹力引起的鋼筋張拉，其反力使混凝土受到壓縮應(yīng)力，能在鋼筋中建立0.2～0.7MPa預(yù)應(yīng)力，發(fā)揮了和預(yù)應(yīng)力法同樣的機械張拉鋼筋的效果；另外，加入膨脹劑的混凝土受到外部完全約束時，UEA的膨脹力在內(nèi)部作用，鈣礬石結(jié)晶不斷填充孔隙，可以得到非常致密的無收縮高強混凝土，發(fā)揮與機械壓力同樣的效果。

4　結(jié)語

通過采用上述綜合抗裂措施，該住宅工程前期出現(xiàn)裂縫，在后期得到良好的控制，目前，該工程已順利交房。混凝土裂縫控制技術(shù)措施還有許多需要改進和完善的地方，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，以及建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，在后續(xù)的施工和管理過程中還有很多等待探索和研究，當提倡科學(xué)創(chuàng)新，開啟建筑行業(yè)質(zhì)量新篇章。

[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[2]鐘世云，袁華，編著.聚合物在混凝土中的應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[3]中國建筑科學(xué)研究院主編.《粉煤灰在砂漿合混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ28-86）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987.

[4]《混凝土膨脹劑》（JC476-2001）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

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1673-0038（2015）27-0076-02

2015-6-10