高原地區(qū)混凝土樓板抗裂施工技術(shù)*

李一瑋，朱寶君

(1.鄭州市工程質(zhì)量監(jiān)督站，河南 鄭州 450000； 2.中建八局第二建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250014)

0 引言

高原地區(qū)混凝土樓板施工具有海拔高、環(huán)境干燥、紫外線輻射強(qiáng)、晝夜溫差大、凍融循環(huán)強(qiáng)烈、風(fēng)大、含氧量低、腐蝕性強(qiáng)、施工期限短等特點(diǎn)，高原地區(qū)獨(dú)特的氣候特征對(duì)混凝土工作性能和耐久性能提出了更高、更苛刻的要求，從而給工程施工與混凝土樓板裂縫控制帶來(lái)影響。現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)高原地區(qū)混凝土樓板開(kāi)裂原因、裂縫防治技術(shù)與應(yīng)用的研究較少，缺乏系統(tǒng)性深入研究。

高原地區(qū)建設(shè)工程施工條件較差，施工環(huán)境復(fù)雜，環(huán)境保護(hù)要求較高。工程多為多層框架結(jié)構(gòu)，涉及醫(yī)院、學(xué)校、行政辦公樓、住宅樓等，基于氣壓低、干燥、寒冷、氣候復(fù)雜等特點(diǎn)，從原材料合理選擇、混凝土配合比優(yōu)化及混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)等提出樓板裂縫控制措施，通過(guò)摻加有機(jī)纖維提高混凝土耐久性能。進(jìn)行混凝土耐久性能設(shè)計(jì)與施工時(shí)，需詳細(xì)了解場(chǎng)地地質(zhì)條件、環(huán)境保護(hù)要求，深入分析樓板施工特點(diǎn)，綜合考慮多種因素，遵循技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理原則，正確選材，進(jìn)而提高混凝土樓板抗裂性能。

1 混凝土樓板開(kāi)裂機(jī)理分析

大量調(diào)研與實(shí)測(cè)研究結(jié)果表明，高原地區(qū)混凝土樓板裂縫多由收縮變形引起，即收縮引起的約束應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土樓板開(kāi)裂。

樓板混凝土澆筑成型后，在高原地區(qū)特殊的氣候環(huán)境及強(qiáng)烈紫外線照射下，混凝土內(nèi)部與表面散熱條件不同。現(xiàn)澆混凝土樓板在彈性約束狀態(tài)下，特殊的環(huán)境因素加劇了混凝土收縮變形，混凝土因水分蒸發(fā)和溫度應(yīng)力作用而開(kāi)裂，進(jìn)而導(dǎo)致樓板開(kāi)裂。因此，樓板需有一定變形余量。

2 混凝土樓板抗裂措施

2.1 設(shè)計(jì)

1)合理配置構(gòu)造鋼筋，間距150mm配置φ10～φ12 HRB400鋼筋，以提高混凝土樓板抗裂性能。

2)對(duì)于易開(kāi)裂的特殊部位，應(yīng)增設(shè)構(gòu)造鋼筋，構(gòu)造鋼筋可采用角部放射筋和抗裂鋼筋網(wǎng)片。

3)當(dāng)設(shè)計(jì)板厚不足或配筋不當(dāng)使樓板剛度不足時(shí)，樓板整體撓度增大，使樓板下部支撐拆除后四角翹起開(kāi)裂。因此，設(shè)計(jì)時(shí)需確保板厚滿足規(guī)范要求。

4)連續(xù)式樓板不宜采用分離式配筋，應(yīng)采用上下雙層連續(xù)式配筋。在樓板角部四周增設(shè)輻射筋，且輻射筋長(zhǎng)度≥1.5m。

2.2 材料與施工

2.2.1鋼筋、模板工程

1)混凝土澆筑時(shí)，需派專(zhuān)人保護(hù)樓板鋼筋，樓板負(fù)筋不宜被施工人員踩踏，應(yīng)避免發(fā)生負(fù)筋踩彎現(xiàn)象。

2)模板需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確保具有足夠剛度，且支撐牢固，按規(guī)定時(shí)間拆除模板。首層模板支設(shè)時(shí)，重點(diǎn)對(duì)獨(dú)立柱基礎(chǔ)基坑土方進(jìn)行回填，然后搭設(shè)架體，確保掃地桿連續(xù)設(shè)置，以保證支撐穩(wěn)定。

3)根據(jù)工程進(jìn)度，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求并經(jīng)申請(qǐng)同意后方可拆除模板，不能提前拆除模板，避免樓板開(kāi)裂。

2.2.2混凝土工程

通過(guò)摻加抗裂纖維改善混凝土抗拉性能、抗裂性能、抗?jié)B性能、抗沖耐磨性能，增加混凝土韌性，從而延長(zhǎng)樓板使用壽命。嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，選擇級(jí)配良好的石，嚴(yán)格控制砂石含泥量，采用摻加粉煤灰和減水劑的“雙摻”技術(shù)，選用普通硅酸鹽水泥，水灰比≤0.5，水泥用量≥300kg/m3。復(fù)合使用防凍劑、早強(qiáng)劑、高效減水劑，減小混凝土收縮變形，提高混凝土抗拉強(qiáng)度。

嚴(yán)格控制預(yù)拌混凝土砂石含水率變化，及時(shí)調(diào)整配合比，控制攪拌時(shí)間為2～5min，嚴(yán)格控制混凝土運(yùn)輸車(chē)轉(zhuǎn)速，卸料澆筑前按常速再次攪拌。

由于高原地區(qū)有效施工期短，且混凝土溫度散失快。為此，需優(yōu)化施工工藝，加強(qiáng)施工管理，加快施工速度?，F(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土?xí)r盡量避開(kāi)高溫時(shí)段，避免混凝土水分大量蒸發(fā)，混凝土澆筑前需灑水濕潤(rùn)模板。

澆筑頂板混凝土?xí)r，如果溫度較高，現(xiàn)場(chǎng)需及時(shí)測(cè)試混凝土坍落度，坍落度需控制為180～200mm，防止收面不及時(shí)造成混凝土水分大量蒸發(fā)。使用平板振搗器振搗混凝土，避免碰撞鋼筋。

樓板混凝土施工過(guò)程中，需嚴(yán)格控制樓板厚度。現(xiàn)場(chǎng)制作若干個(gè)水泥板塊厚度量測(cè)器，用于預(yù)控樓板厚度。按擬澆筑樓板厚度配置若干澆筑厚度控制器(見(jiàn)圖1)，將套筒支架固定在主立桿上，使支腿端部與主立桿下端平齊，按擬澆筑樓板厚度控制澆筑高度控制盤(pán)，旋進(jìn)主立桿。配置1個(gè)僅安裝澆筑高度控制盤(pán)的可移動(dòng)澆筑厚度控制器(見(jiàn)圖2)，每隔36m2在樓板上布設(shè)1個(gè)澆筑厚度控制器，然后澆筑樓板混凝土。以澆筑高度控制盤(pán)標(biāo)高為依據(jù)，使用刮桿刮平混凝土表面?；炷帘砻婀纹胶?，對(duì)于距澆筑厚度控制器較遠(yuǎn)或澆筑厚度不確定的位置，使用可移動(dòng)澆筑厚度控制器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)直接將可移動(dòng)澆筑厚度控制器插入混凝土中，如果檢測(cè)到混凝土表面超過(guò)澆筑高度控制盤(pán)標(biāo)高，表明混凝土過(guò)厚，反之混凝土厚度不滿足要求。使用刮桿刮平混凝土表面并進(jìn)行第1遍收光后，再次對(duì)混凝土厚度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)混凝土厚度滿足要求時(shí)，可拔出澆筑厚度控制器，如果一次性澆筑面積較大，可將拔出的澆筑厚度控制器繼續(xù)設(shè)置在其他混凝土澆筑區(qū)域。

圖1 澆筑厚度控制器

圖2 可移動(dòng)澆筑厚度控制器

改善混凝土養(yǎng)護(hù)工藝，加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)工作，減少混凝土自身收縮。基于高原地區(qū)氣候條件，采用合理的混凝土收面及養(yǎng)護(hù)方式，保證混凝土強(qiáng)度和耐久性能。澆筑頂板混凝土?xí)r，首先使用平板振動(dòng)器收面1～2次，然后使用磨光機(jī)機(jī)械收面，收面次數(shù)≥3次，最后完成人工收面，收面結(jié)束后使用掃帚進(jìn)行拉毛處理。干燥、寒冷的特殊環(huán)境，對(duì)混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)提出了新要求，為此，采用新型保溫保濕養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，如圖3所示。支設(shè)樓板底模時(shí)采用木模板，并加鋪30mm厚擠塑板進(jìn)行板底保溫養(yǎng)護(hù)。樓板混凝土收面后依次鋪設(shè)0.5mm厚塑料薄膜、50mm厚擠塑板、0.8mm厚塑料薄膜、棉氈。

圖3 新型保溫保濕養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

在柱頭處首先覆蓋塑料薄膜，然后使用保溫板填塞，保溫板四周根據(jù)柱筋間距鋸口，最后覆蓋塑料薄膜和棉氈，增加保水性，防止水分蒸發(fā)。在保溫板空腔層縫隙處每隔1.5m×1.5m留設(shè)注水孔，間隔一段時(shí)間注水，保證混凝土表面濕潤(rùn)。天氣晴朗時(shí)將棉氈掀開(kāi)，利用上層塑料薄膜吸收熱量，傍晚時(shí)將棉氈復(fù)原。

通過(guò)使用新型保溫保濕養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)提高混凝土早期強(qiáng)度，降低磨耗量，抑制微裂縫的產(chǎn)生，延長(zhǎng)混凝土使用壽命，且節(jié)約大量水資源，省工節(jié)能，大幅度提高施工效率，降低養(yǎng)護(hù)成本。塑料薄膜在吸收儲(chǔ)存水分的同時(shí)吸收混凝土水化熱釋放的熱量，即在高效保濕的同時(shí)達(dá)到良好保溫效果。塑料薄膜內(nèi)溫度變化均勻，可有效減小晝夜溫差造成的影響。利用上下層塑料薄膜形成的空腔層及棉氈層達(dá)到更好的保溫效果，具有一定社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

高原地區(qū)現(xiàn)澆混凝土樓板開(kāi)裂原因復(fù)雜，需基于高原地區(qū)氣候特點(diǎn)，對(duì)混凝土樓板開(kāi)裂機(jī)理進(jìn)行分析，以提出抗裂措施。通過(guò)優(yōu)化混凝土配合比、加強(qiáng)混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)等，達(dá)到良好成型質(zhì)量，進(jìn)而達(dá)到控制混凝土樓板開(kāi)裂的目的，保證結(jié)構(gòu)安全，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命，取得一定社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。