工業(yè)地坪混凝土裂縫成因分析及控制

黃文嘉

摘要：在一些需嚴(yán)格控制地坪沉降、裂縫的項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)地坪常成為不錯(cuò)的選擇?；炷两Y(jié)構(gòu)地坪的設(shè)計(jì)需特別關(guān)注地坪裂縫的出現(xiàn)，本文重點(diǎn)從設(shè)計(jì)角度分析混凝土結(jié)構(gòu)地坪裂縫出現(xiàn)的原因及相關(guān)控制措施，供各位設(shè)計(jì)人員參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)地坪;混凝土裂縫;拉應(yīng)力

1概述

在進(jìn)行工業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，地坪設(shè)計(jì)是需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，尤其一些外資項(xiàng)目業(yè)主方常對地坪設(shè)計(jì)提出更高的要求，希望嚴(yán)格控制混凝土地坪的設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量，盡可能避免不均勻沉降、地坪開裂等問題。結(jié)構(gòu)地坪因地坪剛度承載力可控、施工技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠成為不錯(cuò)的選擇。在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)地坪設(shè)計(jì)時(shí)施工時(shí)，地坪裂縫的控制尤為關(guān)鍵，也是難點(diǎn)之一。本文從混凝土地坪裂縫成因分析入手，深入探討地坪裂縫的控制措施。

2工業(yè)地坪混凝土裂縫成因分析

混凝土結(jié)構(gòu)地坪出現(xiàn)裂縫的原因有很多種，其最根本的原因是混凝土變形過程中所承受的拉應(yīng)力超出了混凝土的抗拉強(qiáng)度，混凝土被拉裂，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生[1]。在實(shí)際項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)地坪出現(xiàn)裂縫的原因主要有以下幾種：a）由混凝土收縮及溫度變化導(dǎo)致的裂縫，這種裂縫也是結(jié)構(gòu)地坪常見原因。地坪混凝土澆筑過程中，因地坪板厚度較大，在混凝土早起澆筑時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土自身性質(zhì)的不均勻性，大量的水化熱在內(nèi)部聚集不易散發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度的升高、且大于地坪板外部的溫度，內(nèi)外之間的溫度差導(dǎo)致溫度應(yīng)力的出現(xiàn)，在混凝土凝固初期產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大于混凝土自身抗拉強(qiáng)度時(shí)，就導(dǎo)致混凝土地坪板被拉裂。混凝土收縮的裂縫主要有干燥性收縮和塑性收縮兩種?；炷猎谀Y(jié)硬化過程中，由于內(nèi)部水分的不斷蒸發(fā)，引起混凝土地坪板產(chǎn)生干燥性收縮變形?；炷劣不^程后期，由于內(nèi)部泌水的減少且蒸發(fā)掉的水分得不到及時(shí)補(bǔ)充，此時(shí)混凝土處于塑性臨界狀態(tài)，一點(diǎn)點(diǎn)的外部拉力就會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，而裂縫的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致水分蒸發(fā)加快、裂縫也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展。b）地坪實(shí)際承受的荷載超出原設(shè)計(jì)限值，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)因受力引起的裂縫;混凝土結(jié)構(gòu)地坪設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)際允許承受的荷載大小已經(jīng)是確定的。部分業(yè)主在確定荷載時(shí)，由于考慮并不充分或者對荷載情況認(rèn)識(shí)不足，提供的荷載數(shù)據(jù)偏小，在使用時(shí)存在地坪超載的情況。如某項(xiàng)目在進(jìn)行廠房設(shè)計(jì)時(shí)，業(yè)主要求一層結(jié)構(gòu)地坪能允許3T的叉車正常運(yùn)行，正常使用時(shí)地坪完好、未出現(xiàn)裂縫;后期業(yè)主因生產(chǎn)工藝調(diào)整，生產(chǎn)線升級(jí)后需要使用5T叉車，在未經(jīng)過設(shè)計(jì)復(fù)核的情況下就批準(zhǔn)5T的叉車在地坪上工作，后期發(fā)現(xiàn)混凝土地坪出現(xiàn)多處不規(guī)則的裂縫。c）混凝土地坪結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不均勻性導(dǎo)致的裂縫。工業(yè)地坪經(jīng)常會(huì)設(shè)置各種各項(xiàng)的設(shè)備基礎(chǔ)，一些設(shè)備基礎(chǔ)采用與現(xiàn)有地坪完全脫開的方案，也有采用與現(xiàn)有地坪連在一起的方案。無論何種方案，在設(shè)備基礎(chǔ)平面轉(zhuǎn)折處就會(huì)有各種“陰陽角”，設(shè)備基坑、地溝、排水坑等處也會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，這些部位常由于設(shè)計(jì)不夠重視，未配置防裂鋼筋，混凝土收縮時(shí)導(dǎo)致地坪裂縫的出現(xiàn)。

3工業(yè)地坪混凝土裂縫控制措施

針對工業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)地坪裂縫出現(xiàn)的特點(diǎn)，常規(guī)需從以下幾個(gè)方面考慮控制措施：

3.1選擇合適的材料、注重養(yǎng)護(hù)

在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)地坪設(shè)計(jì)時(shí)，由于混凝土地坪厚度一般較大，伸縮縫區(qū)格面積較大，強(qiáng)度等級(jí)高的混凝土水化熱和收縮量都相對較大，體積穩(wěn)定性差，宜選用強(qiáng)度等級(jí)較低的混凝土，常規(guī)建議采用強(qiáng)度等級(jí)為C25～C35混凝土在選擇混凝土材料時(shí)，在不影響水泥活性的前提下，可適當(dāng)降低水泥的細(xì)度并降低用量，并摻加適量粉煤灰可減少水泥用量，從而達(dá)到降低水化熱的目的。為了提高水泥的水化率，有效的增大澆筑混凝土的流動(dòng)性，以達(dá)到減少水化熱、降低溫度應(yīng)力的目的，混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)可添加適量的減水劑。粗骨料可選用級(jí)配良好、質(zhì)量優(yōu)異、粒徑相對較大的骨料;細(xì)骨料可選用平均粒徑相對較大的中粗砂，嚴(yán)格控制其中的含泥量，進(jìn)而減輕混凝土干縮性變形[2]?；炷翝仓院螅枰⒅鼗炷恋酿B(yǎng)護(hù)工作，地坪板表面可覆蓋一層薄膜或者草席，指派專人進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，以降混凝土表面水分的蒸發(fā)，及時(shí)補(bǔ)充混凝土硬化過程中的需要的水分。

3.2合理確定結(jié)構(gòu)地坪板荷載

在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)地坪板設(shè)計(jì)時(shí)，需要向業(yè)主明確說明結(jié)構(gòu)地坪板與傳統(tǒng)建筑地坪板的區(qū)別，使業(yè)主從根本上認(rèn)識(shí)超出地坪荷載的嚴(yán)重性。加強(qiáng)與業(yè)主方前期的溝通，特別是使用方技術(shù)人員的溝通，明確正常使用期間地坪上荷載的種類、數(shù)量、大小及使用頻率，并了解后期升級(jí)改造的可能性及可能引起地坪荷載變化，從專業(yè)角度、經(jīng)濟(jì)又合理的協(xié)助幫助業(yè)主確定地坪使用荷載大小。

3.3重視混凝土后澆帶、伸縮縫的設(shè)置

在混凝土凝結(jié)硬化過程中，會(huì)不可避免的產(chǎn)生收縮和溫度變化，為此需要合理的設(shè)置后澆帶或者伸縮縫。對于要求地坪完整、不允許設(shè)置伸縮縫的地坪，可設(shè)置混凝土后澆帶或者膨脹加強(qiáng)帶[3]。對于允許設(shè)置伸縮縫的結(jié)構(gòu)地坪，伸縮縫間距控制可參考《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.1.1條規(guī)定，控制間距為

30～50m之間，建議按30m控制。伸縮縫和后澆帶的設(shè)置同時(shí)需要考慮現(xiàn)場實(shí)際混凝土澆筑情況，避免混凝土伸縮縫區(qū)格過大，導(dǎo)致混凝土地坪不能連續(xù)澆筑，進(jìn)而出現(xiàn)混凝土施工縫，影響地坪美觀且?guī)黹_裂風(fēng)險(xiǎn)。

3.4構(gòu)造措施進(jìn)行加強(qiáng)

對于設(shè)備基礎(chǔ)與現(xiàn)有地坪整體連接、未完全脫開的方案，地坪板需設(shè)置有效的放坡面，以便地坪板厚度圓滑過渡;若設(shè)備基礎(chǔ)均攤荷載大于周邊結(jié)構(gòu)地坪板，設(shè)備基礎(chǔ)下方可單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ)或者基礎(chǔ)加強(qiáng)，避免基礎(chǔ)與地坪交界面被拉斷。對于設(shè)備基礎(chǔ)與現(xiàn)有地坪完全脫開的方案，若設(shè)備基礎(chǔ)與地坪的均布荷載相差較大，地坪與設(shè)備基礎(chǔ)之前可設(shè)置單獨(dú)的伸縮縫或者沉降縫，縫內(nèi)填筑柔性材料，使兩者的混凝土板可以自由伸縮變形。對于結(jié)構(gòu)地坪上部的各種“陰陽角”、設(shè)備基坑、地溝、排水溝周邊的轉(zhuǎn)角角，容易出現(xiàn)沿轉(zhuǎn)角部位45度延伸的裂縫，可在此處設(shè)置地坪板上部設(shè)置防裂鋼筋網(wǎng)片，或者設(shè)置垂直裂縫開展方向的、均勻布置的鋼筋，以抵抗此處的集中應(yīng)力。

4結(jié)語

工業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)地坪設(shè)計(jì)的好壞，不僅會(huì)影響地坪的美觀，同時(shí)也會(huì)影響結(jié)構(gòu)地坪的受力、耐久性等。地坪設(shè)計(jì)需要充分認(rèn)清裂縫出現(xiàn)的原因，選擇合適的材料、注重養(yǎng)護(hù)，合理確定結(jié)構(gòu)地坪板荷載、避免超載使用，重視混凝土后澆帶、伸縮縫的設(shè)置，進(jìn)行構(gòu)造措施地坪板加強(qiáng)，以求盡可能的減少地坪開裂風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]JGJ.T317-2014《建筑工程裂縫防治技術(shù)規(guī)程》[S].

[2]阮建鑫，工業(yè)廠房混凝土地坪裂縫控制的探討[J]，山西建筑，2009（35）：33

[3]王振國，大型工業(yè)廠房地坪裂縫整體解決方案[J]，工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018-0006-05