基于温度裂缝控制的特大超厚混凝土施工 印涛

发表时间:2020/6/18   来源:《建筑模拟》2020年第5期   作者:印涛
[导读] 经济在快速发展,社会在不断进步,我国经济的快速发展,建筑行业也是蒸蒸日上。居民区的建设和基础设施的完善给建筑行业提出了更高的要求,建设速度和建设质量都在不断的提高。现浇特大超厚混凝土如今广泛应用于建筑行业,对现浇特大超厚混凝土构件的裂缝控制也慢慢受到人们的关注。
        北京六建集团有限责任公司  100143
        摘要:经济在快速发展,社会在不断进步,我国经济的快速发展,建筑行业也是蒸蒸日上。居民区的建设和基础设施的完善给建筑行业提出了更高的要求,建设速度和建设质量都在不断的提高。现浇特大超厚混凝土如今广泛应用于建筑行业,对现浇特大超厚混凝土构件的裂缝控制也慢慢受到人们的关注。
        关键词:大体积特大超厚混凝土;机理;温度裂缝控制
       
        引言
        随着当前房建行业的不断增大,下穿式的箱涵越来越多,为了减小对既有线路正常运行的影响,通常选用预制框架桥涵顶进式施工。箱涵的预制一般分为拼装式和整体式,由于拼装式的预制框架桥整体性较差,各节之间衔接处止水带老化容易引起漏水的病害,因此对于小规模的箱涵通常选用整体式浇筑施工。但整体式箱涵浇筑施工属于大体积腔体式特大超厚混凝土施工,由于腔体结构的特殊性、长度较长以及桥涵特大超厚混凝土体积较大,浇筑过程中所产生的大量水化热会在箱涵内外产生不同的温度,但由于特大超厚混凝土中间温度始终高于内外表面,因此箱涵中间与内外两侧表面均会产生温差,较大的温差会在特大超厚混凝土内外表面均产生较大的表面张力,从而引起不规则的温度裂缝,对其使用功能及安全运营造成较大的隐患。
        1大体积特大超厚混凝土开裂控制机理
        造成特大超厚混凝土结构开裂的原因主要可分两类:第一类是结构性裂缝,这类裂缝是由外荷载或作用所引起的;第二类是材料性裂缝,主要是由温度应力和特大超厚混凝土的收缩引起的。对大体积特大超厚混凝土而言,施工阶段的裂缝控制主要针对第二类裂缝,也即特大超厚混凝土早期裂缝。产生温度裂缝的主要原因是由温度梯度而引起温度应力造成的,在这方面有很多论著,这里不作赘述。
        2基于温度控制的大体积特大超厚混凝土一次连续浇捣技术
        2.1超厚墙体裂缝检查
        根据实地调查,该房建的裂缝主要有桥面板横向裂缝、桥台特大超厚混凝土脱落、腹板裂缝、横隔梁破损等现象。上述这些病害现象的存在对于超厚墙体运营阶段的安全性以及耐久性有着极大的影响。除了前文提到的温度变化、水化热因素、腐蚀性会产生裂缝外,超厚墙体下部结构基础的变形、冻胀作用、荷载作用也会导致上述现象的产生。例如桥台混凝土的脱落主要是由于钢筋的锈蚀以及施工工艺的原因造成的。首先特大超厚混凝土超厚墙体直接暴露在外界环境下,一旦特大超厚混凝土碳化后,钢筋表面的钝化膜也会被氧化破坏,在条件适宜的情况下,钢筋极易发生锈蚀,最终引起特大超厚混凝土保护层开裂。其次,特大超厚混凝土材料中的外加剂、水泥、骨料中的活性成分以及水中的氧化钾、氧化钠等成分会逐步发生反应,产生具有吸水膨胀的生成物,从而导致特大超厚混凝土开裂破坏。一般来说,此时的病害在特大超厚混凝土表面呈现锥形破坏和脱落的现象。最后,如果在超厚墙体施工阶段,特大超厚混凝土保护层厚度太大,未预留充分的伸缩缝等,梁体在受到膨胀作用后,防撞护栏会在桥墩处受到挤压作用,引起特大超厚混凝土脱落。
        2.2设计之前的充分准备
        房屋结构中设计的特大超厚混凝土构件参数是确定的,其本身的正常使用承载能力和极限承载能力是在设计之初就确定下来的,后面的措施都是保证这个参数的最终实现,因此,在设计之初就对裂缝进行控制最有效。各类建筑对裂缝的要求不同:严格要求不出现裂缝,一般要求不出现裂缝,可出现少数微小裂缝。这一点在设计时就要清楚明白,设计时所要浇筑的构件应承受的荷载是确定的,再应对此确立一个波动的范围作为构件设计的参照。特大超厚混凝土虽然受力钢筋的面积是确定的,但是应以直径较小间距较密为原则,受力钢筋的配置要尽量合理,可适当提高构件的配筋率,较长的构件箍筋和弯起钢筋不能缺少。

其次是保护层的设置,保护层不能够过厚,若保护层过厚,在构件受到较大荷载作用时一侧混凝土会被压坏,另一侧会容易被拉坏。再者要选用合适的特大超厚混凝土强度等级,特大超厚混凝土强度等级越高,水泥用量就会越多,水灰比越大,出现裂缝的可能性更大。现浇板的尺寸一般较大,其强度等级不宜大于C30。而各个结构构件之间因为相互接触传递荷载等原因,它们的特大超厚混凝土强度等级应尽量接近。最后是放眼整体的结构设计,建筑平面应尽量规则,在结构变化较大的地方应适当增加配筋,同时按照规范要求控制房屋的长度,当房屋长度超出规范规定的数值之后,设置变形缝和温度缝。
        2.3温度裂缝的控制措施
        在进行特大超厚混凝土超厚墙体的施工过程中可以采取一些相对应措施来预防温度裂缝的产生。在冬季施工时,最重要的是要做好特大超厚混凝土表面的保温措施,特别是需要长期暴露在外的特大超厚混凝土;拆模板时间的长短与否也直接决定着温度裂缝出现的概率大小,当外界温度骤降时应做好特大超厚混凝土结构的保温处理措施;在夏季施工时,特大超厚混凝土的厚度应适度,保证其可以通过自身的浇筑层面达到散热的目的;采用冷水管埋入特大超厚混凝土结构的方法可以实现有效的降温。
        2.4支模和浇筑
        确保模具刚度足够,在设计底模和支架时应提前计算好施工时需承受的荷载,特大超厚混凝土浇筑后必须留有足够长的时间来养护,在没有达到拆模强度时,不得减少模板的支架。若要加快施工速度,可在特大超厚混凝土配料上做文章,加入减水剂等加快特大超厚混凝土的凝固。施工速度必须有科学的组织和安排,不可一味追求速度。根据现场的实际认真编制浇筑方案,科学确定浇筑的顺序和方向,按照规范要求留置施工缝,在条件允许的情况下掺入减水剂,减少水泥用量和用水量,采用低水灰比的特大超厚混凝土减少混凝土的收缩,同时能够减少水化热防止内部产生细微裂缝。浇筑完成后注重抱养,保证特大超厚混凝土表面的湿润,维持较好的温度湿度条件,确保养护质量。
        2.5腐蚀裂缝的控制措施
        在施工的过程中,特大超厚混凝土水灰比的重要性不言而喻,不仅要控制好水灰比,还要保证振捣的程度,使特大超厚混凝土结构达到密实完好,避免高碱和有害离子对特大超厚混凝土结构的腐蚀;在使用外加剂时,应控制含氯材料的使用,同时也可使用阻锈剂避免材料的锈蚀;在特大超厚混凝土超厚墙体的运营阶段应做好预防性养护以及确保排水系统良好,一旦发现桥面出现渗水,应及时修复,对于前期的特大超厚混凝土裂缝应第一时间发现并封闭。
        结语
        裂缝的控制对房屋建筑结构的安全性稳定性有着极其重要的作用。在进行结构构件设计和建造时,根据相应的裂缝控制等级做出统筹安排,严格按照建筑规范来进行钢筋的配置、特大超厚混凝土强度等级的选取、水灰比的确定和构件厚度的控制;施工过程中特大超厚混凝土混合均匀,浇筑时尽量振捣密实,保证内部不出现气泡,同时关注水化热的问题。如此,构件的裂缝才能最大程度的得到控制。在建筑工作中要竭力保证建筑的质量,裂缝的控制尤为重要,不能只贪图施工进度。
        参考文献:
        [1]刘秀凤.浅谈建筑施工现浇特大超厚混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施[J].四川水泥,2019(9):233.
        [2]常学东.房屋建筑现浇特大超厚混凝土施工中裂缝原因及技术控制策略[J].城市建设理论研究:电子版,2019(16):107.
        [3]蓝彬彬.浅析房屋建筑结构设计中的现浇特大超厚混凝土裂缝控制策略[J].居舍,2019(15):89.
        [4]景江超.房屋建筑现浇特大超厚混凝土施工中裂缝原因及技术控制策略[J].绿色环保建材,2018(4):121.
        [5]赵毅.特大超厚混凝土输水箱涵变形缝表层止水技术研究[D].天津:天津大学,2016.
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