論高層建筑中樓板裂縫的原因分析及預防措施論文

建筑畢業論文 時間:2019-01-08 我要投稿

  [論文關鍵詞]高層建筑裂縫原因預防

  [論文摘要]隨著社會生產和科學技術的進一步發展,一大批先進的儀器和施工工藝越來越廣泛地應用到高層建筑的施工中,這對設計、施工、監理也提出了越來越高的要求。我們要嚴把質量關,從而有效控制高層建筑中樓板裂縫的產生。

  隨著我國社會經濟的蓬勃發展,建筑科學和建筑技術也有了高速發展。高層建筑猶如雨后春筍般在各地發展起來。針對高層建筑住宅樓現澆樓板裂縫越來越嚴重這一現象,本文從材料、施工和設計三方面分析其成因,并提出一些相應控制措施,以供相關人員參考。

  一、樓板裂縫的形式及現象

  出現最多的是開間墻角處的450斜裂縫,還有部分是樓板跨中的通長裂縫,負彎距鋼筋端頭處的裂縫以及一些其他位置的裂縫。裂縫大多貫穿樓板,少部分為表層裂縫,寬度一般在0.3mm以內,肉眼可見,灌水可滲至下層。出現時間一般在樓板混凝土澆搗后1~6個月,后期也會產生一些裂縫,但最少。裂縫板塊采用荷載試驗,承載力滿足設計要求,少數會產生較大撓度。

  二、原因分析

  (一)收縮引起的裂縫

  收縮裂縫最為常見,主要為塑性收縮、干燥收縮和自生收縮。

  塑性收縮發生在混凝土凝固階段,尤其是初凝階段,此時水泥水化反應較強烈,混凝土中水分蒸發很快,可塑性也同時失去。塑性收縮量很大,尤其是水灰比大的混凝土。

  干燥收縮發生在混凝土凝固后,隨著混凝土表面的干燥,表層混凝土體積縮小,而內部混凝土失水較慢,體積變化小,因內外變形的差異,使表面混凝土產生拉應力,而此時混凝土強度較低,便產生干縮裂縫。

  自生收縮發生在混凝土的后期硬化過程中,由于水泥的水化反應,體積會縮小,尤其是硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土。

  (二)設計因素引起的裂縫

  高層住宅柱網較密,柱尺寸大,多數設置剪力墻,因此結構豎向剛度大。而樓板因跨度大,板較薄,其剛度較小,當混凝土發生變形時,在剛度突變部位容易產生應力集中現象,造成板角開裂;基礎設計往往是一致的,而每根柱的荷載不一定相同,必然產生不均勻沉降,尤其是角柱和核心筒剪力墻,與其他柱有較大的沉降差,樓板容易開裂;設計時按承載力計算,忽略了變形驗算和構造要求,配置鋼筋直徑大,間距也偏大,當采用冷軋帶肋鋼筋代替熱軋圓鋼時最容易發生此類問題;樓板角部未設計放射筋,當角部彎距較大時出現角部裂縫;當樓板中埋置直徑較大的水、電管,甚至管子重疊、交叉,造成樓板局部混凝土厚度太小,很容易出現裂縫。

  (三)施工因素引起的裂縫

  模板支撐系統剛度不足或穩定性不良,造成局部變形過大,易產生平行于板邊的跨中裂縫。拆模時間過早,結構無法承受自重而出現跨中裂縫;鋼筋綁扎不規范,最常見的是負彎距筋未設置足夠的馬凳筋,承載力降低。負筋綁扎不牢,施工中無法保證鋼筋間距均勻,不滿足構造要求。角部施工時省略了構造筋,造成配筋不足;混凝土配比不正確;混凝土澆搗時振搗不密實,壓光時間不當,或振搗時間過長,使粗骨料下沉,面層浮漿多;混凝土澆搗后養護不及時、不充分、表層失水太快,里層混凝土水化不足;混凝土攪拌時間不足導致混凝土中各成分不能均勻混合,影響強度。施工荷載的過早施加、超載也是造成混凝土早期裂縫的主要原因。

  (四)材料因素引起的裂縫

  水泥安定性不合格;粗、細骨料(砂、石)級配不良,造成骨料間孔隙率大,混凝土中游離水隱藏量多,密實度下降,從而導致強度下降。砂、石中含泥量高,不但會降低混凝土強度,而且抗裂性、防滲性受到明顯的影響。砂、石顆粒偏細也將增加水泥用量和耗水量而影響強度;外加劑選擇不當,其減水或膨脹效果不明顯,未能達到預期效果。

  (五)溫度變化引起的裂縫

  當環境溫度發生變化時,混凝土將發生變形,變形遭受剛度、強度較大的構件約束時,構件將產生拉應力,應力超過混凝土的抗拉強度時就會產生溫度裂縫。

  三、裂縫防止措施

  (一)優化工程設計

  工程開工前,認真組織審圖,及時做好圖紙會審工作,根據工程實際情況,提出合理化建議,達到防止樓板裂縫的目的。

  提高樓板的強度和剛度是防止樓板開裂的有效措施,因此應適當增加樓板厚度和配筋率;合理調整建筑物“重心”和“形心”的位置,盡量讓其重合,減少偏心傾斜。基礎設計應與上部結構荷載相協調,確保建筑物均勻沉降;樓板筋設計應采用細徑密排,最好采用雙層雙向鋼筋,角部設置放射筋,預留洞口等薄弱部位應設置加強筋。水、電管線避免重疊、交叉。

  (二)優化配合比設計

  選用高性能混凝土。比如采用補償性混凝土、在混凝土中摻入適量的膨脹劑,使混凝土產生微量膨脹來補償其產生收縮。

  嚴格控制水灰比。混凝土水灰比盡量控制在0.50以下,同時應控制水的總量,若采用泵送混凝土,水的用應控制在190Kg/m3以內,如果坍落度不能滿足要求,應采用高效減水劑解決。水灰比的降低,將會提高混凝土的彈性模量,提高其抗裂性能;在保證混凝土強度的前提下,盡量降低水泥、砂含量,提高石子用量;一般民用建筑的梁板不做抗裂設計,施工單位在做混凝土配合比的試配過程中,也多對強度、和易性、是否泵送、早強等方面提出要求(除非大體積混凝土),對施工過程中的溫度收縮考慮較少,當外界數種不利因素同時發生時,配比方面的潛在影響就暴露出來了,所以,對重要建筑物,無論是否做抗裂設計,混凝土試配時應考慮這種因素。

  (三)合理選用原材料

  水泥。選用水化熱較低的水泥;強度較高的水泥能減少水泥用量,有利于防裂;外加劑。選用減水率較高的高效減水劑以及性能優越的膨脹劑,泵送混凝土還摻入緩凝劑,最好選用復合型外加劑,既滿足多種性能要求,又方便施工;摻合料。泵送混凝土宜選用優質的Ⅰ級粉煤灰。摻入量在水泥用量的12%~15%為宜;砂、石骨料。應選用中、粗砂,且砂中含泥量嚴格控制在3%以內。應根據泵送能力,盡量選用粒徑較大的碎石,有條件時選用5~40mm粒徑的級配石,采用非泵送方法澆搗混凝土有利于抗裂。

  (四)加強施工過程控制

  模板支撐系統應有足夠的強度、剛度和穩定性。澆搗混凝土時應留置同條件的拆模試塊,滿足設計和施工要求時方可拆除模板。早拆體系應有獨立的穩定系統,不得先拆后撐。后澆帶部位的支撐不得提前拆除,防止改變梁、板的受力狀態;應設置支撐筋來托起負彎距筋,使其具有足夠的有效高度和保護層。角部放射筋的位置應嚴格綁扎到位,嚴禁踩踏。同時不得遺漏角部的構造筋;混凝土攪拌時嚴格計量,攪拌時間應保證在120s以上,確保拌制的混凝土均勻。混凝土采用二次復振和二次抹壓;嚴格控制樓層標高,保證樓板的設計厚度;加強混凝土的養護。

  四、總結

  現代高層建筑隨著社會生產和科學技術的進一步發展,一大批先進的儀器和施工工藝越來越廣泛地應用到施工中,這對設計、施工、監理也提出了越來越高的要求。我們要嚴把質量關,從而有效控制高層建筑中樓板裂縫的產生。

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