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大樓地下室框架梁裂紋成因及對策

作者:衡陽建協 發布時間 15/09/22

在大樓地下室施工中,由于各種原因,框架梁會出現裂紋。本文以某工程為例,簡析其形成原因及對策。
         一、工程概況
       某行政大樓工程結構采用現澆鋼筋框結構,高11層。結構安全等級二級,抗震設防烈度為6度。該工程建筑面積為18792平方米,建筑主體高度為40米,基本采用人工挖孔灌注樁,樁端支撐于中等風化的巖砂。巖石飽和單軸抗壓標準為fyc=39.435mpa,樁護壁砼強度等級為C20,縱向鋼筋用Ⅱ級鋼筋,地梁砼C30,外墻及水池砼為C35,抗滲等級不小于0.6mpa,現澆梁、柱、樓梯均為C35。
       已澆筑工程采用普通硅酸鹽425號水泥,砂為本地長江特細砂,細數模度為1.5~0.7,石子采用5~40毫米河床卵石,水為自來水公司供給的飲用水,設計C35配給比為1:0.47:3.27:0.34,坍落度為30~50毫米,C30配合比為1:1.12:3.17:0.38,坍落度為30~50毫米(水泥用量每立方米485公斤,氣溫大于28℃)。配料嚴格過磅,采用機械攪拌,攪拌時間不少于60~120秒。采用插入振搗,每次澆灌厚度250~300毫米,砼搗完24天后拆模。
       該樓地下室頂板框架梁在施工后第7天左右出現裂縫,裂縫大多產生在距柱三分之一跨度范圍內,均為縱向裂縫,裂縫寬度最大處達0.5毫米,一般在0.3毫米之內(朝陽面居多)。
       二、裂紋原因分析
      框架梁澆灌到三分之一時,拆模4天后即發現豎向裂紋,當即由施工、監理、設計、質監等單位組織專家班子,對裂縫進行觀察、分析、研究,并從設計、材料、施工三個方面認真查找原因。
      從設計圖紙、取用材料、施工程序和操作程序上看,均沒有明顯問題。但根據我國混凝土施工有關規定,溫差必須控制在設計要求以內。當設計無要求時,溫度以不超過25℃為宜。從國外一些施工規范來看,對混凝土澆筑溫度也作了規定。我國水工混凝土規范(SDJ207-82)中規定:高溫季節施工時,混凝土最高溫度不得超過28℃。大樓地下室框架梁施工時間為8月,此期間三峽庫區正是天旱高溫,中旬一周平均氣溫達33℃以上。
        從施工現場觀測、分析,專家認為裂縫的主要成因是夏季氣溫較高,砼成形后早期膨脹最大,導致后期砼收縮應變大造成。由于長期高溫,長江邊氣候變化異常,晝夜溫差較大,白天最高可達42℃,混凝土表面可達54℃,夜間室外最低氣溫28℃。該建筑物所處位置相對較高,四周空曠,受高溫氣候影響,半地下室四周設置600柱與300厚剪刀墻相連,突出地面3.5~4米高,對梁形成附加約束較大,加之通風不良對砼的收縮影響,結構溫度不均。因此,在砼的變形受到約束的情況下,膨脹不能自由進行,砼的拉應力超過了砼的抗拉強度,這是梁產生有規律裂紋的根本原因。另外,采用特細砂,水泥用量偏大(水泥水化熱反應),拆模過早,結構限制(剪力墻和半地下室)約束力較大,用單層麻袋覆蓋,水管澆水不均等,也是間接原因。
        三、技術措施
        根據工程實際情況,有關單位采取了以下綜合措施,有效地控制了裂縫。
        1.設計:①構件內鋼筋設置:梁高大于或等于600毫米,增設腰筋一道,大于或等于900毫米的梁,增設腰筋兩道,以減少收縮對結構的影響;②在后澆帶處應有可靠支撐,并在后澆帶處上下各增加縱徑。
        2.建筑材料:①減少砼拌合物的水灰比。在拌合物中摻高效緩凝減水劑,降低熱峰值及推遲熱峰值出現時間以保證砼強度,滿足砼拌合物的工作性能。②改用525號水泥,減少水泥用量。水泥用量減少,骨料含量相對增加。③在已選用的5~40毫米的卵石中摻入15%~20%的5~15毫米的碎石。改善骨料結構,增加砼的骨架鋼度。④降低砼用水溫度。供水管埋入土中,避免太陽直接暴曬。
       3.攪拌設備:①攪拌機為避免直接暴曬,設遮蔭棚(包括料石);②采用兩臺攪拌機同時拌制砼,多利用夜間進行施工;③嚴格砼拌制工藝,適當延長拌制時間,增加砼拌制物的均質性。
       4.模板:①做到幾何尺寸正確,嚴密不漏漿,強度、鋼度穩定性滿足要求,支撐牢固;②澆筑前充分將模板淋濕,盡量延緩拆除側模時間。
     5.澆筑:①進一步強化工藝過程控制。避免直接曝曬。安排夜間施工,計算好當班澆筑量,按規范定施工縫位置。②澆筑前用冷水將模板和鋼筋降溫,澆筑時提高振搗砼的振搗質量。
 




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