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摘 要:本文分析了大體積砼產生裂縫的原因;概括介紹了防止裂縫發生的措施,可在工程實踐中參考應用。
關鍵詞:大體積砼 裂縫 防裂措施
近年來,隨著國民經濟和建筑技術的發展,建筑規模不斷擴大,大型現代化技術設施或構筑物不斷增多,基礎設施建設中大體積砼越來越多,工程實踐證明,大體積砼施工難度比較大,砼產生裂縫的機率較大,稍有差錯,將會造成無法估量的損失。為了降低經濟損失,我們要減少和控制裂縫的的出現。
從裂縫的形成過程可以看到,砼特別是大體積砼之所以開裂,主要是砼所承受的拉應力和砼本身的抗拉強度之間的矛盾發展的結果。因而為了控制大體積砼裂縫,就必須從盡最大可能提高砼本身抗拉強度性能和降低拉應力(特別是溫度應力)這兩方面綜合考慮??估瓘姸戎饕獩Q定于砼的強度等級及組成材料,要保證抗拉強度關鍵在于原材料的優選和配合比的優化(砼強度等級設計已經確定),由于砼選用地材,從經濟角度來考慮,原材料優化的空間相對較小,所以降低拉應力是控制砼裂縫的有效途徑,而降低拉應力主要通過減少溫度應力和沉縮應力來控制溫度裂縫和沉縮裂縫。
一、 大體積砼裂縫形成的原因
1.溫度裂縫
溫度裂縫產生的主要原因:一是由于溫差較大引起的,砼結構在硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,使砼表面和內部溫差較大,砼內部膨脹高于外部,此時砼表面將受到很大的拉應力,而砼的早期抗拉強度很低,因而出現裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大,離開表面就很快減弱,因此裂縫只在接近表面的范圍內發生,表面層以下結構仍保持完整。二是由結構溫差較大,受到外界的約束引起的,當大體積砼澆筑在約束地基(例如樁基)上時,又沒有采取特殊措施降低,放松或取消約束,或根本無法消除約束,易發生深進,直至貫穿的溫度裂縫。
2.沉縮裂縫
砼沉縮裂縫在大體積砼(特別是泵送大流態砼)施工中也是非常多的。主要原因是振搗不密實,沉實不足,或者骨料下沉,表層浮漿過多,砼澆筑后,沒有及時抹壓實(特別是初凝前的二次抹壓),且表面覆蓋不及時,受風吹日曬,表面水份散失快,產生干縮,砼早期強度又低,不能抵抗這種變形而導致開裂。
二、保證大體積砼質量防止裂縫出現的措施
下面介紹我項目部在邯鄲金都飯店工程基礎筏板大體積砼施工中的幾點做法。
邯鄲金都飯店工程B座寫字樓建筑面積31013m2,基礎筏板長度為75.8m,寬度為24.3m,筏板厚度為1.65m(主樓)、0.9m(裙樓),基礎筏板砼強度等級為C35,抗滲等級為P6,砼澆筑量達3000m3左右。項目部在大體積砼施工中,嚴格抓好溫度及沉縮裂縫的防治,主要采取了以下措施:
1.嚴格把好材料選定關:
本工程采用太行山牌32.5#礦渣硅酸鹽水泥,其特點是水化熱較低;在泵送允許的情況下,選擇粒徑10-31.5mm碎石,石子含泥量小于1%;砂子為含泥量小于2%的中粗砂,細度模數在2.3以上。為了滿足和易性,減緩水泥早期水化熱和推遲并降低溫度峰值的要求,采用高效緩凝型減水劑,要求砼初凝時間為12小時。為抵消溫度應力計算中的收縮當量溫差,防止砼收縮和溫度裂縫,在砼中摻加微膨脹劑,通過微膨脹劑的膨脹作用,使砼受到鋼筋的約束,產生預壓應力,從而抵消砼降溫過程中產生的拉應力,控制砼結構裂縫的產生。摻加的微膨脹劑或復合型膨脹材料,一般膨脹率在0.03%-0.05%之間,另外摻加活性粉煤灰替代部分水泥,以減少水泥用量,從而減少砼水化熱總量和最高溫度峰值,提高砼和易性和保水性,達到降低砼內、外溫差的目的。
2.優化砼配合比設計:
選用良好級配的骨料,嚴格控制砂石質量,降低水灰比,并在砼中摻加粉煤灰和外加劑等,以降低水泥用量,減少水化熱,以降低砼溫升,從而可以降低砼所受的拉應力。
(1)在征得設計單位和滿足施工荷載要求的前提下,砼配合比設計時盡量利用砼60天或90天的后期強度,以滿足減少水泥用量和水化熱的產生;
(2)砼配合比一般要求水泥用量不宜過小,控制在370kg/m3左右,水灰比≤0.55,砂率控制在35%-45%,坍落度為100-140mm。嚴禁現場隨意加水增大坍落度。
3.選擇切實可行的施工工藝:
鋪設砼管道采用邊澆筑邊拆管的方法,澆筑砼采用斜面式薄層澆搗,即利用自然斜淌形成斜坡,“由遠至近、一個坡度、薄層澆筑、一次到頂”的方法,這種自然流淌形成斜坡砼的方法,能較好地適應泵送工藝,避免砼輸送管道經常拆除、沖洗和接長,從而提高泵送效率,簡化砼的泌水處理,保證上下層砼澆筑間隔不超過初凝時間。根據砼泵送時自然形成一個坡度的實際情況,在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器,第一道布置在砼出料口,主要解決上部砼的振實;由于底層鋼筋間距較密,第二道布置在砼坡腳處,以確保下部砼密實。隨著澆筑的推進,振動器也相應跟上,以確保整個高度上砼的質量。由于大體積泵送砼表面水泥漿較厚,故澆筑結束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數遍,打磨壓實,以閉合砼的收水裂縫。分層厚度不大于振動棒有效長度的1.25倍。砼澆筑使用Ф50振搗棒,振搗時要做到“快插慢拔”,振搗延續時間以砼表面呈現浮漿和不再沉落、氣泡不再上浮來控制,避免振搗時間過短和過長。為使分層澆筑的上下層砼結合為整體,振搗時振搗棒要求插入下一層砼不少于5cm;砼澆筑過程中表面的泌水及時排入電梯井坑或集水坑內,用潛水泵抽走。
4.嚴格控制砼的出機溫度和入模溫度
(1)控制出機溫度。對砼出機溫度影響大的是石子和水的溫度,砂的溫度次之,水泥的溫度影響最小。氣溫較高時,為防止陽光直接照射,砂石堆應設遮陽棚,并噴冷水降溫。砼出機溫度應控制在18-20℃為宜;
(2)控制入模溫度。應調整施工時間,盡量選擇低溫及夜間施工;考慮到冷量損失在澆注過程中影響較大,因此要加快運輸,縮短澆筑時間。
5.加強砼澆筑后的養護:
砼澆筑完畢,按標高找平,用木杠刮平;初凝前,用鐵磙子碾壓兩遍,再用木抹子搓平;表面干硬后,緊貼砼鋪一層塑料布,以防止砼表面水分散失;然后覆蓋保溫材料,并控制砼內、外溫差在25℃范圍內;最后覆蓋一層塑料布,將砼隔風,控制砼的降溫梯度在1.5℃左右。另外砼澆筑后,應盡快將基礎筏板高度范圍內進行土方回填,土是砼最好的養護材料之一。目前這是砼保溫保濕養護的最有效方法,對預防裂縫是非常有益的。
6.砼模板的拆除:
砼模板的拆除當砼冷卻到其內部溫度與室外最低溫差小于25℃后方可拆除模板和保溫層。如拆模后,當砼與外界溫差大于25℃時,砼表面應臨時覆蓋保溫材料,使其緩慢冷卻。
7.加強技術管理:
加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴格按照方案及交底的要求指導施工,明確分工,責任到人。加強計量監測工作,定時檢查并做好詳細記錄,認真對待澆筑過程中可能出現的冷縫,并采取措施加以杜絕。在變截面施工前,一定要加強預測,并保證預測的科學性。同時在實施過程中,要切實落實施工方案。
8. 加強砼的測溫工作
為及時掌握砼內部溫升與表面溫度的變化值,在基礎筏板內埋設17處測溫點,每個測溫點出垂直方向沿板面、板中設溫管2板中一根管底埋置于基礎筏板砼的中心位置,測量砼中心的最高溫升,板面一根管底距基礎上表面100 mm,測量砼的表面溫度,測溫管均露出砼表面100 mm。用100℃的紅色水銀溫度計測溫,以方便讀數。第l -- 5d每2h測溫1次,第6d后每4h測溫1次,測至溫度穩定為止。測溫點的布置詳見下
大體積砼裂縫控制涉及到施工、設計、環境等多方面因素,應首先控制材料的質量和砼配比,重點控制施工各階段的溫度。由于在施工中切實采取了措施,該工程施工完畢至今未產生有害裂縫。