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大楼地下室框架梁裂纹成因及对策

信息来源:hunningtu.biz  时间:2009-05-07  浏览次数:119

  在大楼地下室施工中,由于各种原因,框架梁会出现裂纹。本文以某工程为例,简析其形成原因及对策。
  一、工程概况某行政大楼工程结构采用现浇钢筋框结构,高11层。结构安全等级二级,抗震设防烈度为6度。该工程建筑面积为18792平方米,建筑主体高度为40米,基本采用人工挖孔灌注桩,桩端支撑于中等风化的岩砂。岩石饱和单轴抗压标准为fyc=39.435mpa,桩护壁砼强度等级为C20,纵向钢筋用Ⅱ级钢筋,地梁砼C30,外墙及水池砼为C35,抗渗等级不小于0.6mpa,现浇梁、柱、楼梯均为C35。
  已浇筑工程采用普通硅酸盐425号水泥,砂为本地长江特细砂,细数模度为1.5~0.7,石子采用5~40毫米河床卵石,水为自来水公司供给的饮用水,设计C35配给比为1:0.47:3.27:0.34,坍落度为30~50毫米,C30配合比为1:1.12:3.17:0.38,坍落度为30~50毫米(水泥用量每立方米485公斤,气温大于28℃)。配料严格过磅,采用机械搅拌,搅拌时间不少于60~120秒。采用插入振捣,每次浇灌厚度250~300毫米,砼捣完24天后拆模。
  该楼地下室顶板框架梁在施工后第7天左右出现裂缝,裂缝大多产生在距柱三分之一跨度范围内,均为纵向裂缝,裂缝宽度最大处达0.5毫米,一般在0.3毫米之内(朝阳面居多)。
  二、裂纹原因分析框架梁浇灌到三分之一时,拆模4天后即发现竖向裂纹,当即由施工、监理、设计、质监等单位组织专家班子,对裂缝进行观察、分析、研究,并从设计、材料、施工三个方面认真查找原因。
  从设计图纸、取用材料、施工程序和操作程序上看,均没有明显问题。但根据我国混凝土施工有关规定,温差必须控制在设计要求以内。当设计无要求时,温度以不超过25℃为宜。从国外一些施工规范来看,对混凝土浇筑温度也作了规定。我国水工混凝土规范(SDJ207-82)中规定:高温季节施工时,混凝土最高温度不得超过28℃。大楼地下室框架梁施工时间为8月,此期间三峡库区正是天旱高温,中旬一周平均气温达33℃以上。
  从施工现场观测、分析,专家认为裂缝的主要成因是夏季气温较高,砼成形后早期膨胀最大,导致后期砼收缩应变大造成。由于长期高温,长江边气候变化异常,昼夜温差较大,白天最高可达42℃,混凝土表面可达54℃,夜间室外最低气温28℃。该建筑物所处位置相对较高,四周空旷,受高温气候影响,半地下室四周设置600柱与300厚剪刀墙相连,突出地面3.5~4米高,对梁形成附加约束较大,加之通风不良对砼的收缩影响,结构温度不均。因此,在砼的变形受到约束的情况下,膨胀不能自由进行,砼的拉应力超过了砼的抗拉强度,这是梁产生有规律裂纹的根本原因。另外,采用特细砂,水泥用量偏大(水泥水化热反应),拆模过早,结构限制(剪力墙和半地下室)约束力较大,用单层麻袋覆盖,水管浇水不均等,也是间接原因。
  三、技术措施根据工程实际情况,有关单位采取了以下综合措施,有效地控制了裂缝。
  1.设计:①构件内钢筋设置:梁高大于或等于600毫米,增设腰筋一道,大于或等于900毫米的梁,增设腰筋两道,以减少收缩对结构的影响;②在后浇带处应有可靠支撑,并在后浇带处上下各增加纵径。
  2.建筑材料:①减少砼拌合物的水灰比。在拌合物中掺高效缓凝减水剂,降低热峰值及推迟热峰值出现时间以保证砼强度,满足砼拌合物的工作性能。②改用525号水泥,减少水泥用量。水泥用量减少,骨料含量相对增加。③在已选用的5~40毫米的卵石中掺入15%~20%的5~15毫米的碎石。改善骨料结构,增加砼的骨架钢度。④降低砼用水温度。供水管埋入土中,避免太阳直接暴晒。
  3.搅拌设备:①搅拌机为避免直接暴晒,设遮荫棚(包括料石);②采用两台搅拌机同时拌制砼,多利用夜间进行施工;③严格砼拌制工艺,适当延长拌制时间,增加砼拌制物的均质性。
  4.模板:①做到几何尺寸正确,严密不漏浆,强度、钢度稳定性满足要求,支撑牢固;②浇筑前充分将模板淋湿,尽量延缓拆除侧模时间。
  5.浇筑:①进一步强化工艺过程控制。避免直接曝晒。安排夜间施工,计算好当班浇筑量,按规范定施工缝位置。②浇筑前用冷水将模板和钢筋降温,浇筑时提高振捣砼的振捣质量。
  6.养护:①在浇筑完毕后,立即用双层湿麻袋将砼覆盖,防止因高温使水份蒸发,并保持湿润状态。待砼终凝后,再直接浇水保持湿润,实施专人负责,多人日夜值班养护。②砼的养护时间一般不少于14天,对浇筑的砼和试块应同样对待。
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