淺談高層建筑的混凝土裂縫

邵海根 陳巍林

摘要本文針對(duì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題進(jìn)行分析,并在實(shí)際建筑過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提出解決和預(yù)防方案。

關(guān)鍵詞建筑混凝土裂縫預(yù)防

中圖分類號(hào):TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),帶動(dòng)了建筑業(yè)的快速、持續(xù)的發(fā)展。現(xiàn)代高層與超高層建筑如雨后春筍般拔地而起,混凝土因其取材廣泛,價(jià)格低廉,抗壓強(qiáng)度高,可澆注成各種形狀,并且耐火性好,不易風(fēng)化,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低,成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料之一?；炷潦且环N由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題,硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫,正是由于這些初始缺陷的存在,使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。本文就現(xiàn)代建筑混凝土裂縫的問題進(jìn)行了探討。

1混凝土裂縫的種類及其成因

1.1地基變形

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況,由于地

基變形的應(yīng)力相對(duì)較大,使得裂縫一般是貫穿性的。

1.2材料質(zhì)量

水泥、砂、石等等材料的質(zhì)量問題引起的裂縫較為常見原因。若工程上用了不合格的材料,就會(huì)導(dǎo)致“豆腐渣工程”,材料質(zhì)量的優(yōu)劣是工程質(zhì)量的根本保證。

1.3施工工藝

水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常也是導(dǎo)致混凝土裂縫的一大原因?；炷潦且环N人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。因此混凝土的攪拌運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。

1.4施工方面

由于施工造成裂縫出現(xiàn)的原因很多:如混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)不良或養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠;水灰比過大、水泥或外加劑加入量過大;攪拌時(shí)間不夠、振搗不實(shí);鋼筋表面污染、保護(hù)層過小或過大;任意留置施工縫且不按規(guī)定處理;后期施工擾動(dòng)前期混凝土;構(gòu)件內(nèi)外溫差大,未采取有效措施;在不宜施工的氣候條件下,勉強(qiáng)施工;冬季施工未采取防凍措施等。

1.5結(jié)構(gòu)受荷

結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多,施工和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。

2常見混凝土的處理方法

2.1表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見的修補(bǔ)方法,它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。

2.2灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ),它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體,從而起到封堵加固的目的。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達(dá)到封閉裂縫的目的。

2.3結(jié)構(gòu)加固法

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí),就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積,在構(gòu)件的角部外包型鋼,采用預(yù)應(yīng)力法加固或粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

2.4混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。

2.5電化學(xué)防護(hù)法

電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài),鈍化鋼筋,以達(dá)到防腐的目的。電化學(xué)防護(hù)法的優(yōu)點(diǎn)是受環(huán)境因素的影響較小,適用于鋼筋混凝土的長(zhǎng)期防腐,既可用于已裂結(jié)構(gòu),也可用于新建結(jié)構(gòu)。

2.6仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法,它模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì),而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能,在混凝土的傳統(tǒng)成分中加入某些特殊成分(如含粘結(jié)劑的液芯纖維膠囊),在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

3混凝土裂縫的預(yù)防措施

嚴(yán)格控制混凝土的水灰比?？刂扑液退嘤昧?選擇級(jí)配良好的石子,減小空隙率和砂率以減少收縮量,提高混凝土的抗裂強(qiáng)度。

在混凝土澆搗前,應(yīng)先將基層和模板澆水濕透,避免過量吸收混凝土水分。澆搗應(yīng)盡量振搗充分又避免過度。

混凝土澆筑完畢后,表面刮抹應(yīng)限制在最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹。并加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)。

施工后澆帶時(shí)應(yīng)認(rèn)真領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖,制定施工方案。杜絕后澆帶處混凝土不密實(shí),不留企口縫以及施工中鋼筋被踩彎等現(xiàn)象。同時(shí)避免混凝土的支撐或模板未到設(shè)計(jì)強(qiáng)度就拆除。

摻UEA膨脹劑,在最初14天潮濕養(yǎng)護(hù)中,使混凝土體積微膨脹,補(bǔ)償混凝土早期失水收縮產(chǎn)生的收縮裂縫。

采用二次壓抹技術(shù),混凝土振搗、刮平抹壓1至2小時(shí)后,即在混凝土初凝前在混凝土表面進(jìn)行二次抹壓,消除混凝土干縮、沉縮和塑性收縮產(chǎn)生的表面裂縫,增加混凝土內(nèi)部的密實(shí)度。