超長混凝土紻構(gòu)伸縮絿問題討論

葛慶慶

（江蘇省啟東市政府投資項目工程建設(shè)中心，江蘇，啟東）

超長混凝土紻構(gòu)伸縮絿問題討論

葛慶慶

（江蘇省啟東市政府投資項目工程建設(shè)中心，江蘇，啟東）

建筑工程中，許多混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程、使用過程中均出現(xiàn)不同程度和不同形式的裂縫，這是相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。按其成因，基本上可歸結(jié)為由外荷和變形引起的兩大類裂縫。工程實踐中的許多裂縫現(xiàn)象往往無法用荷載原因解釋，而是變形引起的裂縫。這種變形作用中，由混凝工收縮和溫度變形引起的收縮裂縫和溫度裂縫以及由這兩種變形共同引起的溫度收縮裂縫則是最常見的裂縫。雖然這類裂縫屬于非結(jié)構(gòu)性裂縫，是變形作用引起的裂縫，一般不致于影響構(gòu)件承載力和結(jié)構(gòu)安全，但卻會影響結(jié)構(gòu)的耐久性和整體性，同時也會給使用者在感官和心理上造成不良影響。隨著建筑向大型化和多功能化發(fā)展，超長結(jié)構(gòu)(即超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》所規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距的結(jié)構(gòu))建筑不斷出現(xiàn)，混凝工強度等級的提高，施工中泵送商品混凝土的應(yīng)用，使超長混凝土結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)的溫度收縮裂縫有逐漸增多的趨勢。我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》僅對鋼筋混凝土伸縮縫最大間距控制和解決混凝土收縮和熱脹冷縮問題，顯然具有一定的局限性。

一、超長混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

超長混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)因地制宜，區(qū)別對待。對不同地區(qū)的抗震設(shè)防烈度、環(huán)境溫度、材料、施工條件、建筑物的不同使用性質(zhì)、平面布置、立面體形等，根據(jù)伸縮內(nèi)應(yīng)力特點，為減小或防止超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫，應(yīng)遵循以下?放?、?防?、?抗?相結(jié)合設(shè)計原則和相應(yīng)的處理措施。

放的方法：減少約束體與被約束體之間的相互制約，以設(shè)置永久性伸縮的方法。將超長的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)分成若干段，以釋放大部分變形，減少約束應(yīng)力。

抗的方法：采取措施減少被約束體與約束體之間的相對溫差，改善配筋，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強度。

設(shè)置后澆帶。?以放為主?，為了消減溫度應(yīng)力，取消伸縮縫，在施工期間設(shè)置臨時伸縮的后澆帶，把結(jié)構(gòu)分成若干段，這樣可以有效地削弱溫度收縮應(yīng)力。在施工后期，將若干段澆筑成一個整體，以承受約束力。這就是利用?后澆帶?辦法控制裂縫，達到不設(shè)置永久伸縮縫的目的。有效設(shè)置后澆帶是目前列入高規(guī)中的一種常用方法，它利用了混凝土早期收縮量大的特性，其主要作用是釋放早期混凝土收縮應(yīng)力，減小以收縮為主的變形。高規(guī)對后澆帶的間距、寬度、鋼筋處理、澆筑時間有較明確要求，不少資料對此也有所介紹。具體工程應(yīng)結(jié)合建筑物長度、氣候環(huán)境特點綜合考慮采取用相應(yīng)具體做法。

采用UEA補償收縮混凝土。?以抗為主?利用超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計新技術(shù)，運用中國建筑材料科學(xué)研究院的專利產(chǎn)品 UEA膨脹劑，補償收縮混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的膨脹作用。在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生少量預(yù)壓應(yīng)力來補償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的溫度和收縮拉應(yīng)力，從而防止收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫范圍內(nèi)。近年來為了減少堿含量，UEA—H膨脹劑代替了UEA膨脹劑。該新技術(shù)日趨成熟在多項工程中實施應(yīng)用，為不設(shè)置永久伸縮縫開創(chuàng)了新局面。

采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。對結(jié)構(gòu)施加相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力可以減小因溫度變化和混凝土收縮而在混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而達到擴大溫度伸縮縫間距目的。用預(yù)應(yīng)力抵抗溫度變形裂縫無疑效果很好，但預(yù)應(yīng)力成本高，技術(shù)復(fù)雜，當(dāng)為滿足建筑層高、大跨度等特殊需要時采用該技術(shù)才能更顯現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢和效能。

工程結(jié)構(gòu)中由變形作用引起的裂縫，為保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，除從結(jié)構(gòu)控制外，還可只考慮在裂縫部分表面封閉處理即可。

超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫的預(yù)防首先應(yīng)采用設(shè)置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應(yīng)力的綜合措施，就是說不能僅靠設(shè)置后澆帶來解決問題，必須采取上述?放? ?防? ?抗?相結(jié)合的設(shè)計措施及相應(yīng)的綜合措施。上述措施很多結(jié)構(gòu)設(shè)計實例證明比較有效。

二、基礎(chǔ)底板及地下室部分

基礎(chǔ)底板及地下室部分不設(shè)永久性伸縮縫，避免了高層建筑整體穩(wěn)定、埋深嵌固和地下室的防水等一系列的更加難處理的問題。地下基礎(chǔ)厚度往往是較大的大體積混凝工，它的凝結(jié)收縮是最突出的問題。地下室鋼筋混凝土墻受溫度影響較大，養(yǎng)護困難，溫度脹縮、開縮開裂問題容易出現(xiàn)。結(jié)合具體情況做具體分析從而采用可靠措施是必要的?？刂苹A(chǔ)底板及地下室部分的混凝土裂縫問題常采取下列措施：

（1）混凝土強度等級不宜高，在滿足承載力和防水要求的條件下，宜在C30～C35的范圍選用。

（2）水泥應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低的品種，如礦渣硅酸鹽水泥。

（3）為減少硬化過程中的收縮應(yīng)力，設(shè)后澆帶。

（4）采用膨脹劑配制混凝土，利用UEA膨脹劑等新技術(shù)的補償收縮功能解決混凝土收縮開裂。

（5）基礎(chǔ)底板大體積混凝土，采用分層澆筑、階梯式推進，每層混凝土在初凝前完成上層澆筑，應(yīng)避免出現(xiàn)冷縫。

（6）對混凝土凝結(jié)收縮，基礎(chǔ)底板僅受到地基的摩擦約束，可以通過增設(shè)滑移層減小摩擦約束。具體做法是設(shè)沙層、防水層、塑料布等兼作滑移層。

（7）地下室墻體的水平分布鋼筋不宜小于0.5%，并采用變形鋼筋，鋼筋間距不宜大于150mm。

（8）地下室外墻地平以上的部分，應(yīng)設(shè)置保溫隔熱層，，避免直接暴露。

三、樓蓋結(jié)構(gòu)

控制樓蓋結(jié)構(gòu)混凝土裂縫，可采取下列措施：

（1）控制現(xiàn)澆板混凝土強度等級不宜大于C35，設(shè)置后澆帶。

（2）采用摻膨脹劑配制的補償收縮混凝土。

（3）樓板宜增加分布鋼筋配筋配筋率。樓板厚度≥200mm時，跨中上部應(yīng)將支座縱向鋼筋的1／2拉通。屋面板、外廊板、陽臺板等外露室外現(xiàn)澆板(板跨＞4m，挑板≥1.5m)時，以及采用泵送混凝土的雙向連續(xù)板等溫度、收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板，配筋更應(yīng)加強，板面鋼筋間距宜150～200mm，并應(yīng)在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋。板面的上、下面沿縱、橫兩個方向的配筋率不宜<01%，板在有受力鋼筋處，實配鋼筋還應(yīng)予以適當(dāng)增大。

（4）檐口板，外露欄板應(yīng)雙面雙向配筋，上下端頭各配≥2Φ10溫度抵抗筋，并每隔15～20m設(shè)置一道20mm溫度伸縮縫，宜在柱子處設(shè)縫，縫寬l0mm。

（5）框架梁及所有現(xiàn)澆梁凡高度≥600者(外露梁高度≥ 500)均設(shè)置≮2Φ12腰筋。腰筋宜細(xì)而密，間距≯200mm，每側(cè)腰筋配筋率≮0.1%。外側(cè)邊粱不宜外露，宜設(shè)保溫隔熱面層。

（6）板鋼筋斷開，梁鋼筋直通不斷。在樓蓋面板必要的位置僅將混凝土板斷開，梁不斷開，在該跨粱中增加溫度鋼筋。因梁所處環(huán)境比板較好，伸縮溫差不顯著，截面積也小得多，且梁在結(jié)構(gòu)中的作用比板重要，板斷開，樓蓋面伸縮混凝土截面積減小了70— 80%，伸縮自內(nèi)力也就減少了 70～80%，因此，只要梁不斷，結(jié)構(gòu)上矛盾就幾乎就沒有了。該方法目前工程采用較多，但由于有的工程梁較多截面積較大時，鋼筋全部不斷會約束混凝土收縮，也有達不到預(yù)期效果的。此時建議，梁上部鋼筋、腰筋及板鋼筋斷后錯開搭接或必要時先搭后補焊；粱下部鋼筋不斷，適當(dāng)加大配筋。這樣既可大大減小梁鋼筋全部不斷對混凝土收縮形成的約束，又可避免梁鋼筋全部斷后造成的鋼筋搭、焊接困難。

（7）根據(jù)工程具體情況和需要，樓蓋采用部分預(yù)應(yīng)力，使混凝土預(yù)壓應(yīng)力有0.2～0.7MPa。

（8）加強屋面保溫隔熱措施，加厚保溫層、設(shè)隔熱通風(fēng)層、采用高效保溫材料、或在屋頂安裝太陽能板，將溫差能源轉(zhuǎn)變成有益能源，嚴(yán)格滿足建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

隨著新技術(shù)和新型建筑材料在工程上的實施應(yīng)用，伴隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，建筑規(guī)模越來越大，超長結(jié)構(gòu)越來越多，溫度收縮裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中較常見且日趨增多的裂縫，由于該裂縫的危害性及相關(guān)規(guī)范的局限性，無縫或少縫單體建筑設(shè)計的追求等問題，設(shè)計人員應(yīng)予以足夠重視。對超長混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)混凝土收縮和溫度變形的特性、溫度收縮裂縫的成因和基本特點，建立最基本的概念，采取?放??防??抗?相結(jié)合的設(shè)計原則，針對性地采取減少或防止溫度收縮裂縫的具體行之有效的措施。

TU881

A

1674-3954（2011）02-0045-01