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摘要:地下室外墻混凝土裂縫是常見的施工問題,會導致建筑的使用性能和壽命下降,是監理工作需要控制的重要部分。本文分析了地下室外墻混凝土裂縫常見類型,說明了地下室外墻混凝土裂縫影響因素及主要原因分析,然后結合工程實例,對監理控制措施進行了研究,得出了有效的結論,可以給相類似的建筑工程監理工作提供一定的參考和借鑒。
關鍵詞:地下室外墻;質量通?。换炷亮芽p;監理;控制措施
引言
隨著我國經濟的不斷增長,建筑工程建設項目越來越多,用地緊張問題突出,地下室的采用受到了人們的青睞。但是在地下室的施工當中,混凝土外墻容易出現裂縫等施工問題,嚴重影響了施工質量。因此如何做好施工監理工作,保證地下室結構安全是施工人員需要解決的問題,下面就此進行討論分析。
1 地下室外墻混凝土裂縫常見類型
地下室外墻在施工階段特別是在混凝土澆筑后3d~28d常常會出現不同程度、不同數量的開裂,裂縫多為豎向裂縫,主要包括塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、干燥收縮裂縫、溫度裂縫、化學反應裂縫、凍脹裂縫等。國內外調查研究資料表明,約80%的地下室外墻混凝土結構的裂縫是由變形引起的,包括溫度變形、收縮變形和沉降變形,約20%是在外界荷載的作用下產生的。
1.1 塑性收縮裂縫
塑性收縮裂縫一般在混凝土澆筑后2h~4h尚處于塑性階段時產生,主要是因為混凝土流動性不足而造成的,多表現為表面龜裂。由于水分蒸發,混凝土初凝前內部水分不斷向表面遷移,在塑性階段混凝土體積收縮,一般混凝土的塑性收縮約為1%,坍落度大的混凝土則可達到2%。在施工溫度高、相對濕度低的情況下,混凝土內部水分遷移量就會小于表面蒸發量,內部混凝土約束表面失水干縮,出現不規則塑性收縮裂縫。在混凝土初凝前,如果及時處理,通過二次振搗塑性收縮裂縫是可以愈合的。
1.2 干燥收縮裂縫
干燥收縮裂縫主要是由于混凝土在硬化以后,內部的游離水由表及里逐漸蒸發失水,混凝土由表及里逐漸產生干燥收縮變形,由于周圍存在約束,當收縮變形量導致的收縮應力超過混凝土的抗拉強度時,混凝土就會產生由表及里的干燥收縮開裂。干燥收縮裂縫包括不可逆收縮和可逆收縮,其中不可逆收縮發生在開始階段,可逆收縮則表現為再潮濕后的膨脹,后期干燥時發生的收縮。水灰比、水化程度、養護溫度、含水量、水泥含量、構件厚度與體積和表面積之比、相對濕度、干燥速率、干燥時間等是影響混凝土干燥收縮裂縫的主要因素。
1.3 溫度裂縫
溫度裂縫通常是由水泥水化溫度及晝夜溫差引起的。混凝土澆筑后,在夏季高溫、暴雨等溫度變化較大的環境下,溫度差在短時間內會形成較大的溫度應力,當溫降產生的收縮應力超過混凝土抗拉應力時,混凝土無法及時地調整應力分布,極易形成混凝土裂縫。在標準環境下,混凝土溫度和環境溫差大于25℃時,即出現肉眼可見的溫差收縮裂縫。
2 地下室外墻混凝土裂縫影響因素及原因分析
2.1 影響因素分析
(1)人員因素。
(2)材料因素。
(3)機械因素。
(4)設計因素。
(5)環境因素。
2.2 施工過程中主要原因分析
(1)澆筑過程管控難度大,力度小,質量差。混凝土澆筑過程屬于監理旁站項目,由于各類人員配備少、澆筑時間長等原因,施工方、監理方等管控難度大,力度小。
(2)鋼筋保護層過大,水泥水化熱過高。
(3)混凝土養護不充分。
3 應用實踐
3.1 工程概況
某商辦綜合樓項目地下兩層,地下部分總建筑面積31393m2,地上兩幢17層建筑,為大底盤地下室。地下室外墻南北向長86.8m,東西向長184.8m,地下室外墻設計概況如表1所示。
表1 地下室外墻設計概況
地下室南北向設置兩條寬2m膨脹加強帶,混凝土中HEA摻量12%,東西向主樓外側各設置一條800寬沉降后澆帶,將主樓與裙房結構斷開。地下室外墻混凝土等級為地下二層C35P8,地下一層C35P6,均摻加抗裂纖維,摻量為1kg/m3,代表性配合比如表2所示。
表2 代表性混凝土配合比表
3.2 地下室外墻混凝土裂縫現象調查
在監理過程中成立地下室外墻混凝土裂縫控制QC小組,專門針對裂縫進行質量控制。先期施工的地下室外墻裂縫以豎向直裂縫居多,每跨裂縫約4~5條,寬度介于0.1mm~0.6mm之間,多出現在扶壁柱兩側3m范圍內及墻中段位置,從下部水平施工縫向上延展,間距1.5m~2m,最長可到墻頂,現場采用開槽觀測2處,裂縫深度約0.5cm~1.5cm。隨著工程進展,裂縫寬度增大趨勢不明顯,其中8#、17#裂縫發展趨勢如圖1和圖2所示,但相對數量較多,裂縫寬度大,存在滲漏水隱患。
圖1 8#裂縫變化趨勢圖
圖2 17#裂縫變化趨勢圖
綜合上述分析,認定該裂縫類型為:在水化熱溫升回降速度過快、內外溫差過大和混凝土表面失水收縮等多種作用下引發的溫差收縮裂縫。
3.3 地下室外墻混凝土裂縫監理控制措施
3.3.1 地下室外墻混凝土施工監理控制措施
混凝土澆筑前,施工方需對現場管理人員、振搗班組等重新交底,監理方全程參與,澆筑前潤濕模板,墻底及施工縫清理干凈,雜物清除。
混凝土澆筑過程中,嚴格監控澆搗過程,分層厚度按規范嚴格實施,嚴禁現場加水;由施工方和監理方共同派人赴攪拌站現場檢查拌制情況,主要是對外摻劑使用、攪拌時間及現場發車的控制,要求攪拌站混凝土配合比嚴格控制,計量準確。塌落度抽檢工作須加強,不能流于形式,對進場的每車混凝土,監理方必測一次坍落度。加強對混凝土配置原材料的檢查,對主要材料進行平行檢測,嚴格控制砂石含泥量等主要指標。針對混凝土入模溫度控制,施工方及時調整澆筑時間,澆筑安排在早晨或傍晚,氣溫相對較低、施工人員精力相對充沛的時間段。
3.3.2 混凝土內部與表面溫差過大的控制措施
在配制混凝土時,采用了低水化熱水泥,摻入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥,并摻入緩凝劑,降低了單方混凝土水泥用量,從而降低了水泥水化熱,并延緩了水泥水化熱的釋放。進行合理的分段和分層施工,采用斜面分層法施工,每層厚度不宜超過400mm~500mm,以利于水化熱的散發并減少約束作用,外墻澆筑期間全程旁站檢查,對于分層過厚、漏振等現象及時指出立即整改。控制混凝土的入模溫度,拌制時溫度低于25℃,澆筑時低于30℃,澆筑后按要求養護,澆筑1d后松動模板螺絲離縫2mm~3mm,然后從上澆水不少于14d濕潤帶模養護時間,外墻外側防水施工及基坑回填盡量提前進行,以便充分養護。外墻混凝土采用C35標號,各方同意采用45d強度作為驗收標準,適當降低水泥用量,減少水化熱。
3.3.3 鋼筋及底板等邊界對混凝土的約束控制措施
地下室外墻外側混凝土保護層內設置6@150雙向抗裂鋼筋網片,并在扶壁柱兩側1/3跨內增加附加抗裂鋼筋。同時,外墻水平筋移至豎向筋外側,依據設計文件鋼筋規格變細,間距變密,布置間距≤120mm。督促抗裂鋼筋網片增加綁扎密度,避免由于澆筑過程中振動導致漏筋從而引發漏水現象。澆筑前先在模底澆厚50~100mm的與混凝土同配合比且除去石子后的水泥砂漿,減少底板對外墻的應力約束。
3.3.4 塑性收縮裂縫控制措施
為了解決由于混凝土流動性不足而造成的塑性收縮裂縫,采用了補償收縮混凝土,從而減少用水量、延長混凝土的凝結時間、增強抗裂能力,從一定程度上減緩地下室超長外墻混凝土水化熱釋放。
3.4 監理控制效果總結
通過上述控制措施及QC活動的實施,保證了地下室外墻施工質量達到驗收規范及設計的要求,無貫穿及深層裂縫,表面裂縫寬度均≤0.3mm,且數量大幅減少,未發現外墻滲漏水及出現水漬的現象,具體如表3所示,達到了預期目標。
(1)由于工藝、造價等各種條件制約,地下室外墻混凝土表面出現裂縫的概率較大,分為有害和無害兩種。據相關研究及經驗表明,地下室外墻混凝土表面裂縫寬度在0.2mm~0.3mm,無貫穿滲水裂縫,為可接受的無害裂縫;有害裂縫則是需要盡力避免和減少的。
(2)根據實際監理經驗,加強控制措施后,裂縫控制效果要好于先期,但不能從根本上杜絕裂縫的產生,所產生的裂縫主要以干縮裂縫為主,另外疊加一部分溫差裂縫。
表3 裂縫控制效果前后對比表
(3)從根本上控制裂縫產生有效的方法為縮短外墻長度,額外設置伸縮縫、分倉縫等,但從設計及施工角度考慮,可行性尚待商榷。
(4)對混凝土材料的問題,監理方赴攪拌站對重要原材料進行平行檢測,重點是要求攪拌站重視本工程混凝土拌制質量,同時也檢查出原材料的一些問題。強度設計采用45d或者更長的60d強度作為驗收標準,客觀上降低了水泥用量。
(5)現場施工質量保證情況,現場分層澆筑、振搗及時、混凝土到場塌落度控制、現場不同部位混凝土嚴禁混用、澆筑時間的選擇、養護措施及時間的長短等均是需要重點考慮和精心組織的。通過監理工程師的全程旁站和對養護措施的督促加強,對外墻混凝土裂縫控制及混凝土澆筑質量的提高起到了重要的促進作用。
4 結語
綜上所述,上文結合實際情況給出了地下室外墻混凝土裂縫問題的控制措施,經過實踐證明是有效可行的。我們要做好施工現場的監理工作,各方共同努力,重視施工質量問題,嚴格按照規范進行管理,不斷改進施工技術,按要求規范施工,嚴格控制好每一個環節,才能有效控制地下室外墻混凝土裂縫,提高施工質量。
參考文獻:
[1] 袁景文.地下室外墻混凝土裂縫產生原因及預防措施[J].建筑與發展,2010(8).
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