晉江萬達(dá)廣場鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)裂縫控制

駱偉強(qiáng)

(廈門路橋工程投資發(fā)展有限公司 福建廈門 361000 )

晉江萬達(dá)廣場鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)裂縫控制

駱偉強(qiáng)

(廈門路橋工程投資發(fā)展有限公司 福建廈門 361000 )

晉江萬達(dá)廣場商業(yè)綜合體為一不設(shè)縫的超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力分析，合理設(shè)置后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶及溫度誘導(dǎo)縫，構(gòu)造上適當(dāng)加強(qiáng)梁板通長筋及外圍豎向構(gòu)件的配筋，施工中采用合理的施工方案，控制混凝土結(jié)構(gòu)的合攏溫度、外加劑的摻比及后期的澆水養(yǎng)護(hù)等措施對該超長結(jié)構(gòu)進(jìn)行裂縫控制。工程主體完成至今已5年，結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全或使用的裂縫或大面積的滲漏點(diǎn)，表明上述措施對超長結(jié)構(gòu)的裂縫控制有較好的效果。

超長混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫控制；溫度應(yīng)力分析；膨脹加強(qiáng)帶；后澆帶

1 工程概況

晉江萬達(dá)廣場位于晉江市城市主干道世紀(jì)大道東側(cè)，商業(yè)綜合體東西方向長約120m，南北方向長約300m。超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般采用設(shè)置伸縮縫來消化結(jié)構(gòu)伸縮變形，以達(dá)到對混凝土裂縫的控制。但該工程取消設(shè)置伸縮縫做法，通過溫度應(yīng)力分析，合理布置后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶和使用補(bǔ)償收縮混凝土及加強(qiáng)構(gòu)造等措施實現(xiàn)對裂縫控制。工程主體施工完成至今已5年，項目未出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全或使用裂縫和大面積的滲漏點(diǎn)，表明了該工程的混凝土超長結(jié)構(gòu)設(shè)計合理和施工控制較好。

2 設(shè)計措施

設(shè)計思路是“抗放兼?zhèn)?，以抗為主”的原則，通過溫度應(yīng)力分析和裂縫驗算設(shè)計后召開設(shè)計專家論證會，確保設(shè)計方案的規(guī)范性、完整性、可行性，使該工程超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫在理論上得以控制。專家組認(rèn)同不設(shè)伸縮縫原則可行，建議完善：①對結(jié)構(gòu)進(jìn)行溫度應(yīng)力分析，需特別加強(qiáng)外圍梁柱應(yīng)力分析；②屋面采用雙梁結(jié)構(gòu)以劃分板塊并結(jié)合膨脹帶等措施；③與剛度較大的豎向構(gòu)件連結(jié)的水平構(gòu)件，應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造措施；④膨脹帶、后澆帶應(yīng)取合適的膨脹劑；⑤ktv、影城板及屋面部分，應(yīng)采用膨脹帶做法，連續(xù)澆筑等。最終結(jié)合專家意見主要采取以下兩個措施。

2.1 樓板的應(yīng)力分析及構(gòu)造加強(qiáng)措施

建立結(jié)構(gòu)的整體模型，結(jié)構(gòu)的合攏溫度一般在20℃～25℃，使用階段室外的最高氣溫設(shè)定為40℃，最低氣溫設(shè)定為5℃，因此，最大的溫升溫降分別為±20℃，將此溫差按“節(jié)點(diǎn)溫差”加于結(jié)構(gòu)的外圍結(jié)構(gòu)及屋面層，所有樓板均設(shè)置為“膜單元”進(jìn)行樓板應(yīng)力分析。

(1)根據(jù)樓板的應(yīng)力分析結(jié)果，在樓板應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值且不影響建筑使用的位置設(shè)置溫度誘導(dǎo)縫，以釋放溫度產(chǎn)生的較大拉應(yīng)力。屋面板因溫差變化大，溫度變形大等因素，設(shè)計結(jié)合專家意見對屋面板采用雙梁結(jié)構(gòu)的溫度誘導(dǎo)縫和膨脹加強(qiáng)帶等措施，以達(dá)到釋放、補(bǔ)償屋面溫度應(yīng)力，雙梁構(gòu)造做法如圖1所示。

圖1 雙梁構(gòu)造做法圖

(2)在樓板應(yīng)力較大但不超過混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的位置設(shè)置混凝土膨脹加強(qiáng)帶，通過膨脹混凝土相互間產(chǎn)生的“預(yù)應(yīng)力”來抵消部分拉應(yīng)力；同時加強(qiáng)該區(qū)域各構(gòu)件的配筋率，即滿足膨脹作用下，鋼筋的拉應(yīng)力與膨脹混凝土的自應(yīng)力平衡。膨脹加強(qiáng)帶寬度為2m，梁、板筋貫通不斷。膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)的混凝土應(yīng)采用無收縮砼或微膨脹砼，內(nèi)摻水泥原始用量12%～15%的UEA膨脹劑，摻適量聚丙稀纖維，其強(qiáng)度等級比原設(shè)計強(qiáng)度等級提高一級，做法如圖2所示。

圖2 膨脹加強(qiáng)帶板做法

通過調(diào)整膨脹劑摻量，可使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力，根據(jù)應(yīng)力分析，在應(yīng)力較大位置施加較大的膨脹應(yīng)力，而在兩側(cè)施加較小的膨脹應(yīng)力，以達(dá)到充分地補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制裂縫的出現(xiàn)。對于現(xiàn)澆超長混凝土結(jié)構(gòu)來說，膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置使混凝土以較大膨脹應(yīng)力補(bǔ)償溫差收縮應(yīng)力。

(3)在樓板應(yīng)力較小的位置結(jié)合上述溫度誘導(dǎo)縫及膨脹加強(qiáng)帶再設(shè)置后澆帶，以釋放施工階段混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力。參建各方根據(jù)應(yīng)力較小的樓板位置、使用功能、現(xiàn)場實施條件共同確定后澆帶設(shè)置的位置，并在藍(lán)圖中明確標(biāo)注。為了減少混凝土硬化期間的收縮，后澆帶封閉時間延長至后澆帶兩側(cè)混凝土澆筑完成后60d或結(jié)構(gòu)主體封頂后30d，且澆筑時的溫度宜低于主體混凝土澆筑時的溫度。后澆帶采用提高一個等級強(qiáng)度的微膨脹混凝土，混凝土內(nèi)摻水泥原始用量10%～12%的UEA膨脹劑和適量聚丙稀纖維。

2.2 其他構(gòu)造加強(qiáng)措施

設(shè)計時注意構(gòu)造配筋十分重要，它對結(jié)構(gòu)抗裂影響很大。對連續(xù)式板不宜采用分離式鋼筋，應(yīng)采用上下兩層(包括受壓區(qū))連續(xù)式配筋；對轉(zhuǎn)角處的樓板(受雙向約束較大)宜配上下兩層放射筋，空洞處配加強(qiáng)筋；對混凝土梁的腰部增配構(gòu)造鋼筋，其直徑為8mm～14mm，間距約200mm[1]。

結(jié)合樓板應(yīng)力分析和上述構(gòu)造配筋要求適當(dāng)加強(qiáng)各中間層的樓板配筋，特別加大屋面層梁板、底層梁板及各層外圍豎向構(gòu)件的縱筋配筋率。

2.2.1 使用補(bǔ)償收縮混凝土

對各層梁、板混凝土均采用無收縮砼或微膨脹砼，內(nèi)摻水泥原始用量10%～12%的UEA膨脹劑和適量聚丙稀纖維。加入的混凝土纖維有阻裂效應(yīng)，能延緩裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，減少細(xì)裂縫。同時，也可以控制裂縫尖端的應(yīng)力集中，防止裂縫的進(jìn)一步發(fā)展。加入的纖維呈現(xiàn)三維無規(guī)則分布，也可以消弱混凝土的塑性收縮[2]。

2.2.2 加強(qiáng)保溫隔熱措施

加強(qiáng)保溫隔熱措施，減少主體結(jié)構(gòu)暴露在自然環(huán)境中，特別是加強(qiáng)屋面的保溫隔熱措施，可以有效地減少結(jié)構(gòu)溫度的變化。該項目屋面建筑保溫隔熱層采用隔熱性能良好的泡沫混凝土材料，并適當(dāng)加大其厚度。

3 施工方案及實施

3.1 施工方案編制

按規(guī)范、設(shè)計圖紙要求編制超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工方案，并召開晉江萬達(dá)廣場超長結(jié)構(gòu)施工方案專家論證會，以確保施工方案的規(guī)范性、完整性、可行性，使該工程超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫在施工上得以控制。專家組認(rèn)同不設(shè)伸縮縫原則可行，建議完善以下11個問題：

(1)應(yīng)針對地下室與上部結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，在材料選用、配合比設(shè)計及施工方法(含混凝土澆筑速度和澆筑走向)等方面采取合適的措施。施工前進(jìn)行技術(shù)交底并落實到施工班組和操作工人，同時要采取措施避免混凝土澆筑過程產(chǎn)生冷縫。

(2)膨脹加強(qiáng)帶、后澆帶的位置應(yīng)加以明確，方案中應(yīng)有必要的附圖。

(3)地下室屬于大體積混凝土的部位，應(yīng)對下列兩條通過計算和采取有效措施控制溫差不得超過25℃：①混凝土中心最高溫度與表面溫度之差；②混凝土表面溫度與大氣溫度之差。氣溫大于30℃時應(yīng)進(jìn)一步采取相應(yīng)的降低溫差和減少溫度應(yīng)力的措施，同時應(yīng)補(bǔ)充測溫點(diǎn)布置圖。

(4)應(yīng)建立嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護(hù)制度，派專人養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓戤吅髴?yīng)加強(qiáng)前14d保濕養(yǎng)護(hù)(達(dá)到全過程淋水保濕要求)。

(5)應(yīng)補(bǔ)充說明后澆帶封閉的時間。對地下室側(cè)墻施工完成后，應(yīng)及時進(jìn)行土方回填。

(6)混凝土澆筑方案應(yīng)補(bǔ)充完善、細(xì)化。

(7)該工程地處沿海，風(fēng)荷載較大且晝夜溫差較大，在混凝土澆筑期間，要注意當(dāng)?shù)貧夂驐l件，應(yīng)避開臺風(fēng)雨天。

(8)施工時值夏季高溫天氣，澆筑前模板充分灑水沖洗濕潤，達(dá)到降溫的目的?；炷翝仓髴?yīng)及時振搗(特別是加強(qiáng)帶與非加強(qiáng)帶交界處)。

(9)應(yīng)加強(qiáng)對新澆混凝土表面的保護(hù)，及時清除混凝土表面泌水。

(10)應(yīng)補(bǔ)充完善施工應(yīng)急預(yù)案，特別是防抗臺風(fēng)和暴雨的措施。

(11)應(yīng)對原材料，特別是粉煤灰摻量和質(zhì)量，進(jìn)行嚴(yán)格控制。對商品混凝土應(yīng)提出混凝土初凝和終凝的時間要求，并充分考慮混凝土運(yùn)輸?shù)臅r間。

最終方案按上述意見補(bǔ)充完善并報經(jīng)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人及監(jiān)理單位總監(jiān)理工程師審批后，嚴(yán)格按方案組織實施。

3.2 原材料控制

(1)水泥采用水化熱較低的品種。

(2)該工程主體結(jié)構(gòu)施工期間，日平均氣溫超過30℃，因此要嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度，從而降低水化熱溫度峰值。采取措施降低各集料的原始溫度以達(dá)到控制混凝土的入模溫度。具體措施如下：①水泥須在出廠14d以上，方能使用；②對原材料石子、砂子堆放在遮陽棚內(nèi)，必要時澆水冷卻石子；③水池加蓋，必要時加入冰塊使水溫降低等措施。

(3)在混凝土中摻加粉煤灰，以改善混凝土性能。粉煤灰可以降低水化熱等性能，同時具有潤滑、減水作用，可提高混凝土的和易性、體積穩(wěn)定性、密實性、抗化學(xué)侵蝕性，亦具有減少混凝土坍落度損失等性能。

(4)摻加相應(yīng)比例的UEA膨脹劑，補(bǔ)償溫變；摻加一定比例的泵送劑，具有減水、緩凝的作用，提高混凝土的和易性；摻加適量的聚丙稀纖維，提高混凝土的抗裂。

3.3 混凝土施工

3.3.1 混凝土澆筑

(1)澆筑方向

根據(jù)施工段劃分、結(jié)構(gòu)輪廓、后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶留設(shè)及施工現(xiàn)場布置情況，合理安排混凝土澆筑面積、方量、方向及時間等。

澆筑混凝土?xí)r，膨脹加強(qiáng)帶一側(cè)用小膨脹混凝土澆筑至膨脹加強(qiáng)帶時改用大膨脹混凝土澆筑，到膨脹加強(qiáng)帶另一側(cè)時，又改為小膨脹混凝土。

(2)澆筑措施

施工前對施工班組和操作工人進(jìn)行技術(shù)交底，同時要采取措施避免混凝土澆筑過程產(chǎn)生冷縫。

混凝土澆筑前，應(yīng)清除施工區(qū)域垃圾及對模板進(jìn)行潤濕，降低模板表面溫度。混凝土澆筑時，混凝土流入、撒入膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)，將影響膨脹帶的設(shè)計效果，因而應(yīng)該加強(qiáng)對膨脹帶附近的混凝土澆筑嚴(yán)格把控，防止混凝土進(jìn)入膨脹帶內(nèi)。對混凝土散落在尚未澆筑的部位，應(yīng)及時清理，避免形成潛在的冷縫或薄弱點(diǎn)。嚴(yán)禁將拆管倒出的混凝土及潤管漿澆筑在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)，應(yīng)及時將其吊出作業(yè)面。

3.3.2 混凝土振搗

遵循“同時澆搗、分層推進(jìn)、一次到頂、循序漸進(jìn)”的施工工藝。同時采用二次振搗技術(shù)，即當(dāng)混凝土即將凝結(jié)時，進(jìn)行再次振搗，能有效地提高混凝土的密實度，使混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性能提高，且減少混凝土的微裂縫。在二次振搗后終凝前，用磨光機(jī)進(jìn)行抹壓，有效地防止混凝土表面裂縫出現(xiàn)。

膨脹加強(qiáng)帶附近混凝土的振搗，應(yīng)注意振動棒插搗點(diǎn)與密目快易收口網(wǎng)的距離不小于300mm，且不得過振，只有保證密目快易收口網(wǎng)的完整，才能確?；炷敛贿M(jìn)入膨脹加強(qiáng)帶。膨脹帶混凝土澆筑，振動棒插搗點(diǎn)可靠近密目快易收口網(wǎng)，但不得碰撞[3]。

針對超長結(jié)構(gòu)板面較粗鋼筋處，容易出現(xiàn)的早期塑性裂縫和混凝土沉降裂縫，應(yīng)加強(qiáng)對混凝土下料的控制和二次振搗予以消除裂縫，可以有效地避免混凝土的缺陷導(dǎo)致應(yīng)力集中，達(dá)到溫度收縮裂縫的防治效果。

3.3.3 養(yǎng)護(hù)及環(huán)境

設(shè)立專職管理和養(yǎng)護(hù)人員，建立嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護(hù)人員責(zé)任制、管理人員巡查制度，并定期對管理和養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，以提高養(yǎng)護(hù)意識。膨脹混凝土養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)為28d，并確保養(yǎng)護(hù)期間混凝土始終處于濕潤狀態(tài)，因膨脹混凝土只有在充分濕養(yǎng)條件下才能發(fā)揮最佳的膨脹效能。

3.3.4 混凝土澆筑應(yīng)急預(yù)案

根據(jù)工期安排，及時了解天氣狀況，避免在惡劣天氣施工，并做好突降大雨的防范措施。

現(xiàn)場配備5臺以上能正常運(yùn)行的150kW柴油發(fā)電機(jī)，確保不因臨時停電導(dǎo)致混凝土澆筑停止，保證混凝土澆筑的連續(xù)性。

確定5家商品混凝土供應(yīng)站，確保不會因供應(yīng)站故障而出現(xiàn)混凝土供應(yīng)終止，造成混凝土澆筑停止。

4 結(jié)論

為充分滿足建筑造型，避免因伸縮縫影響商場裝修效果和滲漏隱患等要求，該工程取消設(shè)計伸縮縫做法，并通過結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力分析，合理地設(shè)置后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶及溫度誘導(dǎo)縫，構(gòu)造上適當(dāng)加強(qiáng)梁板通長筋及外圍豎向構(gòu)件的配筋，加強(qiáng)保溫隔熱等措施，施工中采用合理的施工方案，控制混凝土結(jié)構(gòu)的合攏溫度、外加劑的摻比及后期的澆水養(yǎng)護(hù)等措施對該超長結(jié)構(gòu)進(jìn)行裂縫控制。工程主體完成至今已5年，結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全、或使用的裂縫、或大面積的滲漏點(diǎn)，表明上述措施對超長結(jié)構(gòu)的裂縫控制有較好的效果，對類似工程有一定的參考意義。

[1] 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合方法[J].施工技術(shù)，2000，29(5)：5-9.

[2] 葛軍，張新培.鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計研究綜述[J].四川建筑科學(xué)研究，2005，31(2):12-15.

[3] 鄺穗春.超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工實踐[J].山西建筑，2008，34(21):117-118.

Brief discussion on crack control of super long reinforced concrete structure in Jinjiang Wanda Plaza

LUOWeiqiang

(Xiamen road &bridge construction investment development co.,Ltd, Xiamen 361000)

Jinjiang wanda plaza commercial complex as one without seam of super-long reinforced concrete structure, through the analysis of the temperature stress structure, reasonable, expansion reinforcing band, and setting post-cast strip temperature induced joints, structure strengthening beam slab tong long tendons and appropriately on the vertical component of the outer reinforcement, adopting reasonable construction scheme in construction and strengthening of concrete structure temperature control and admixture mixing ratio and water conservation measures in the late of the super-long structure crack control.The main completed project has five years, the structure does not appear and the safety of the structure or the use of cracks or the leakage point of large area, show that these measures for crack control has good effect of the structure of large.

Super long reinforced concrete structures；Crack control；Analysis of temperature stress；Expansion reinforcing band；The latter pouring belt

駱偉強(qiáng)(1982.2- ) ，工程師。

E-mail:403593560@qq.com

2017-02-06

TU37

A

1004-6135(2017)06-0072-04