現(xiàn)澆混凝土墻體接縫開裂控制措施分析

楊永星 張 督 張丹丹

（陜西建工第四建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 渭南 714000）

0 引言

現(xiàn)澆混凝土墻板具有較好的整體性，能夠在一定程度上避免預(yù)制墻板接縫的開裂問題，因此現(xiàn)澆混凝土在工程中的應(yīng)用越來越廣泛[1]。但現(xiàn)澆混凝土墻體由于受混凝土自身的收縮以及溫差等因素的影響，容易在墻體接縫處發(fā)生開裂的情況。本文結(jié)合實(shí)際工程案例提出了現(xiàn)澆混凝土中墻體接縫開裂的控制措施，為推動現(xiàn)澆混凝土施工技術(shù)發(fā)展提供參考[2]。

1 工程概況

案例工程由5棟22～30層的商業(yè)、住宅樓和地下室組成，建筑總高度在88～114m之間，建筑總面積達(dá)到101035.89m2，其中主樓3層地庫，裙樓2層地庫。由于工程所在地勢條件為市波狀臺地地貌，地面標(biāo)高存在一定的起伏，建筑規(guī)模較大，工期較短，不同區(qū)域的樓體地基開挖深度存在差異性，施工場地狹窄，現(xiàn)澆混凝土樓板與其他構(gòu)件相比，其表面積更大，在施工過程中容易出現(xiàn)墻體接縫開裂的現(xiàn)象，為了在合同工期內(nèi)保證現(xiàn)澆混凝土的施工質(zhì)量，需對墻體接縫的開裂進(jìn)行有效預(yù)防和控制。

2 現(xiàn)澆混凝土施工中墻體接縫開裂控制措施

2.1 墻板接縫處理與防裂設(shè)計(jì)優(yōu)化

為了控制墻體接縫的開裂，首先對墻體接縫的連接構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化，要求墻體接縫灌漿充分；為了保證接縫處的強(qiáng)度能夠適應(yīng)墻體應(yīng)力要求，需進(jìn)一步粘接密封材料避免出現(xiàn)通縫等[3]。在防裂優(yōu)化設(shè)計(jì)中，在內(nèi)墻板上端用管卡固定，用木楔在內(nèi)墻板下端進(jìn)行臨時固定，在隔墻轉(zhuǎn)角和拼裝墻板切成平口的墻板根部用管卡連接，其余根部用水泥砂漿進(jìn)行填充。外墻板與墻體的防開裂連接構(gòu)造設(shè)計(jì)中，以鋼筋固定接縫，并在外墻板C型槽對應(yīng)的墻頂和底板處打入膨脹頭，在槽內(nèi)進(jìn)行混凝土灌注，使槽內(nèi)鋼筋，墻板與砂漿形成一體。在墻板防裂連接中，對于現(xiàn)澆混凝土板墻的頂部底部與路面存在的縫隙灌注水泥砂漿，并保證填充的密實(shí)度；在混凝土施工材料凝結(jié)后將事先用于固定的木楔取出，在原木楔位置同樣進(jìn)行砂漿的填充，隔墻與其他墻的連接處縫隙則用巖棉填充，粘接密封材料。

由圖1可知，在墻板施工過程中，用耐堿玻纖維網(wǎng)格布處理墻板接縫，避免企口處有開裂問題發(fā)生。由于該工程的墻體過長，因此設(shè)置3mm的伸縮縫，使墻體施工完成2周后自然收縮。控制墻板齡期在28d以上，并在墻板頂部設(shè)置彈性縫，避免斜裂縫的產(chǎn)生。

圖1 墻板安裝施工圖

2.2 合理選擇混凝土材料與配合比

在現(xiàn)澆混凝土施工過程中，要嚴(yán)格控制混凝土材料以及調(diào)配比例，尤其要合理選擇水泥及配比。為了確保能夠滿足工程的施工要求，需選擇收縮性較小的水泥。因此該工程選擇具有泌水性的低熱水泥，并在材料中加入適宜的減水劑，以提高混凝土抗剪性能[4]。水泥存放需采取科學(xué)的存儲方法和防潮措施，以保證水泥存儲安全。按照混凝土的耐久性和抗?jié)B性能要求進(jìn)行骨料的選取，并在水泥凈漿中摻入適量粉煤灰，在混凝土材料中摻入20mm左右無裂縫的塊石，計(jì)算混凝土的收縮變形量，計(jì)算公式為：

式中：δi——水泥石的收縮變形量；

a——骨料用量，n表示a與δi的關(guān)系。

避免墻體接縫出現(xiàn)開裂問題，需計(jì)算墻板的干燥收縮值，具體公式為：

式中：l1、l2——分別為墻板長度的最初值和干燥后的最終值；

λ1+λ2——部分測頭在墻板外的總長度。

嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)比例進(jìn)行混凝土的配比，合理調(diào)配用水量，控制混凝土的需水量和骨料含泥率，保證混凝土材料的配比滿足施工要求。在混凝土運(yùn)輸階段，遵循先到先用的原則，避免水泥存儲周期較長而影響使用效果。

2.3 混凝土澆筑與振搗過程控制

2.3.1 澆筑過程控制

為了控制墻體接縫發(fā)生開裂，以整體灌漿技術(shù)進(jìn)行墻體接縫施工。在混凝土澆筑施工前，清理澆筑施工作業(yè)面，為了保證連續(xù)性的混凝土澆筑施工，計(jì)算布料機(jī)的最大水平工作距離，合理劃分作業(yè)區(qū)域，具體公式為：

式中：Pmax——混凝土泵送產(chǎn)生的最大壓力；

ΔPs——管道單位長度的壓力損失。

根據(jù)混凝土泵的實(shí)際平均輸出量共分6次澆筑完成，混凝土的澆筑施工如圖2所示。

圖2 混凝土的澆筑施工

由圖2可知，由于該工程選擇推移澆筑的方式進(jìn)行連續(xù)澆筑，各承臺的澆筑施工需在上次澆筑的混凝土未終凝前進(jìn)行。計(jì)算混凝土絕熱溫升的具體公式為：

式中：Q——每立方米混凝土施工用量；

S——混凝土水化熱總量；

C——施工材料的比熱容；

ρ——施工材料的密度；

t——混凝土齡期；

r——凝膠材料對應(yīng)系數(shù)。

不同齡期的混凝土中心最高溫度值計(jì)算公式為：

式中：T0——混凝土澆筑入模溫度；

Td——不同齡期條件下，混凝土施工材料的絕熱溫升；

γt——不同澆筑塊厚度的降溫系數(shù)。

2.3.2 振搗過程控制

混凝土振搗質(zhì)量影響著混凝土的密實(shí)性，混凝土的密實(shí)性影響著混凝土的抗壓強(qiáng)度，因此混凝土振搗質(zhì)量需要嚴(yán)格控制?？紤]到混凝土施工的作業(yè)面面積，該工程采用5臺插入式振搗器，確定振搗插點(diǎn)順序，均勻排列各振搗插點(diǎn)，控制插點(diǎn)間距為50cm左右，下插深度6cm左右，振搗時間15~35s之間，避免出現(xiàn)過振問題。對于抗?jié)B性能較強(qiáng)的混凝土采用高頻振搗棒，保證振搗施工滿足工程要求。對混凝土初凝階段進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，避免施工中出現(xiàn)冷接縫[5]。在側(cè)模區(qū)域設(shè)置孔洞，便于施工人員對施工過程和施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督與檢查。

3 試驗(yàn)論證分析

為驗(yàn)證該工程所用方法的控制效果，對現(xiàn)澆墻體進(jìn)行平面受力性能試驗(yàn)，通過荷載試驗(yàn)得到各階段荷載的墻體位移變化。一般情況下，墻體豎向連接鋼筋處的混凝土開裂寬度較小，由于前述現(xiàn)澆混凝土施工墻體水平接縫處坐漿層與混凝土層中豎向連接鋼筋距離較遠(yuǎn)，因此將水平接縫處寬度0.18mm作為實(shí)際正常使用的限值?，F(xiàn)將有無采取控制措施的現(xiàn)澆混凝土墻體進(jìn)行對比，各階段荷載值如表1所示。

表1 各墻體各階段荷載值

由表1可知，1號墻為未經(jīng)上述方法控制施工的墻體，2~4號墻為上述方法控制施工的墻體，控制施工后墻體的墻面與地梁間水平接縫的開裂荷載較為接近，在8～15kN之間，1號墻在荷載等級為18kN時，墻面與地梁連接處開裂，荷載等級為20kN時，墻面開裂，而此時其他墻體均未出現(xiàn)開裂情況，墻面開裂荷載最大的是3號墻，4號墻的屈服荷載最大，2~4號墻體的各階段荷載均高于1號墻，證明采取控制措施的墻體在平面外荷載作用下具有較好的延性性能。在荷載施加各階段的墻體剛度退化曲線如圖3所示。

圖3 各墻體剛度退化曲線

由圖3可知，各墻體的剛度退化曲線具有相似的特征，但2～4號墻體的初始剛度均明顯高于1號墻體，在達(dá)到屈服荷載后，剛度退化速度逐漸變緩，從整體上看，2～4號墻體的剛度退化速度低于1號墻體的剛度退化速度。各墻體在荷載作用下的位移值如表2所示。

表2 各墻體位移值

由表2可知，在荷載最大值施加階段，1號墻的各項(xiàng)位移更大，2～4號墻的各項(xiàng)位移值均較小，且平面外位移延性系數(shù)更高，墻體的整體性保持完好，在平面外受力時具有較好的傳力性能，證明本文施工控制方法能夠有效控制墻體接縫的開裂。由此可見，上述方法在現(xiàn)澆混凝土施工中的墻體接縫開裂控制是可行的。

4 結(jié)束語

通過墻板接縫處理與防裂設(shè)計(jì)優(yōu)化，混凝土材料與配比的合理選擇，混凝土澆筑與振搗過程的有效控制，改善了現(xiàn)澆混凝土施工中的墻體接縫開裂情況。本文研究中尚未涉及對現(xiàn)澆混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的控制，在實(shí)際工程應(yīng)用中需不斷優(yōu)化混凝土施工材料的配比，加強(qiáng)對混凝土施工溫度的控制，從而增強(qiáng)本文施工控制方法的有效性。