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超长混凝土结构裂缝控制技术研究
摘要:近年来人们对建筑物功能和布局的要求越来越高。一些商场和大型建筑物以及标准化工厂和其他建筑物已开始使用超长的钢筋混凝土结构。考虑到建筑物和结构的完整性要求,这些建筑物通常没有温度膨胀接头或温度膨胀接头,但间距超过了规格要求。对于超长结构体系,如果不采取相关措施,材料的收缩和流动的影响、建筑的水合热、季节温差和日照差等。结构变形约束将成为施工和使用过程中的变形载荷,最终导致结构大规模断裂,影响建筑的正常使用。
关键词:超长钢筋混凝土;裂缝控制技术;施工技术;
城市化进程也在加快,因此建筑业发展极为迅速。为了保证人民的生命财产安全,施工安全越来越受到重视,控制超长钢筋混凝土裂缝是施工工程中最重要的问题之一。此外,在过去20年中,商用混凝土泵送在建筑行业得到广泛应用,混凝土的不均匀性得到了显着改善,但这也增加了控制超长钢筋混凝土结构裂缝的难度。
新建教育用房工程施工总承包项目位于苏州市相城区高铁新城相城大道东、富翔路北,占地面积74887㎡,总建筑面积118510㎡,包括幼儿园(3层)、小学(4层)、中学(5层)、演艺中心(4层)、体育中心(4层)、宿舍楼(17层)、地库(1层,游泳池局部二层)7个单体及东西门卫室、辅助用房,其中地下建筑面积34039㎡,地上建筑面积84471㎡。地库为混凝土框架结构,边长约182~269m,周长约900m。
一、超长钢筋混凝土结构裂缝的成因
1.水化热的去除和增加。中国的钢筋混凝土施工技术取得了长足的进步,即商业混凝土泵送技术得到了发展,其优势在于从过去的硬流动性低的混凝土浇筑转变为流动性高的泵送浇筑,从混凝土现场搅拌转变为混凝土集中搅拌。经过这种改造后,水泥用量、水-水泥比和沙比将会大幅度增加,但同时聚集颗粒的大小将会减小,从而增加水合物的热量并造成裂缝。
2.结构应力增加。如今,建筑物越来越大,建筑形式也越来越多样化,因此钢筋混凝土的结构规模也越来越大,结构形式也比以往更加复杂,大部分都必须采用就地施工的方法。建筑施工现场出现越来越多的超长钢筋混凝土结构,增加了施工难度,使这种结构形式对各种变形造成更大的压力。
3.增编的不利影响。现在,为了满足不同建筑结构的需要,在施工过程中,会将一些附件和附件添加到钢筋混凝土中。副件和副件有很多类型但是,在检查过程中,只有具体的强度指标,但缺乏关于水合热和收缩变形影响的实验数据。虽然有些提供了实验数据,但实验过程和资格不够严格,导致一些附件严重增加了退出变形,有些甚至降低了可持续性。
4.忽略结构约束。目前,建筑企业在建筑内外结构设计过程中往往忽视结构钢筋混凝土的重要性,这是结构裂缝产生的重要原因之一。
5.日常维护方法不当。目前,尽管钢筋混凝土施工技术不断改进和创新,但施工中使用的维护方法尚未更新。他们基本上遵循了过去的简单方法。这种方法不能满足泵送混凝土大收缩、大温度变形的要求,也不能满足施工中钢筋混凝土的日常养护。
二、混凝土内部温度的监控
超长混凝土结构要求高施工质量,不仅控制原材料选择和质量控制,优化混凝土级配,加强对混凝土施工过程的控制,还加强混凝土内部温度的监测。添加膨胀剂将增加混凝土早期水合热。为防止或减少混凝土温度裂缝,内外温差控制在20.C以下。使用JDC-2混凝土温度计,四个代表性温度监测点在浇筑底板的对角线上对称排列。每个点为上下两个温度测量探头均为混凝土板底面50 mm,中间距表面400 mm,用于监测混凝土表面温度和内部温度变化,以便及时输入。混凝土早期水合热很高,头3天约60%的水合热释放,7天约90%。因此,1 ~ 3天内每2小时试验一次温度变化,4 ~ 7天内每6小时试验一次,然后每天测量两次,直至混凝土温度稳定且接近大气温度。通过现场温度监测,昼夜温差较大,白天最高温度13℃,晚上最低温度6℃。在混凝土最终验收后24小时内,内部温度迅速上升,温度达到24 ~ 72小时峰值,中心最高温度为35.5℃, 顶面层最高温度为26.8℃,底面最高温度为31.6℃。实测温度接近计算温度,混凝土内外及表面与环境之间的温差小于200C 测量点1处混凝土内外的温度曲线如图1所示。
三、裂缝的控制技术
1.钢筋施工裂缝控制技术。钢筋对混凝土有一定的约束作用。合理有效的施工加固措施可以防止混凝土裂缝的形成。除了设计和规范中规定的结构措施外,正确控制钢筋混凝土保护层厚度是控制钢筋施工裂缝最重要但容易被忽视的技术措施。在工程施工中,钢筋混凝土保护层厚度的控制是钢筋施工及验收的关键。本工程中钢筋保护层的控制,采用成品塑料垫块、混凝土保护块、钢筋马凳及型钢马凳等来控制钢筋保护层的厚度,确保钢筋保护层厚度满足设计要求。地面钢筋采用同强度混凝土垫块或者塑料垫块纵横间距@1m×1m设置;柱筋保护层塑料卡卡在外侧箍筋上,间距1.5m梅花型布置;墙体钢筋上纵横安装塑料垫块,间距1.5m梅花形布置。各种垫块尺寸准确,强度足够,固定量大。钢筋强度等级高,不易断裂。
2.模板施工中的裂缝控制技术。(1)模板支撑系统。模板支撑系统的安全性对于控制混凝土裂缝乃至结构安全性具有重要意义。根据核准的工作平面,该项目框架梁、板和柱由厚15 mm的木胶合板模板组成,并由40×40×2.5mm方钢辅以50×100mm木方为支撑,模板支撑体系采用承插型盘扣式脚手架和方钢加固系统。并且剪力墙的特殊形状柱全是钢的。所选模板和支撑系统应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,并能可靠地承受浇筑混凝土的质量、横向压力和施工载荷。在施工过程中严格控制支撑条的纵向距离、水平距离、台阶距离和垂直方向。可调整桁架的超高长度在指定范围内进行控制,且在施工期间不存在表面齐平或裂缝。后铸造带模型和其他零件同时安装,但是独立的。移除梁和腹板的底部壳体时,必须保留且不中断后流带样板,这可用于后流带的后续流道以及后流带两侧已流过的混凝土结构的支撑,以避免梁中出现裂缝拆除墙和柱壳时,只要结构构件没有丢失边缘和角点,且表面没有损坏,就可以拆除墙和柱壳;拆除梁和支撑壳的时间应根据相同条件下的试验强度来确定,并且必须拆除壳构件拆卸模板时,应文明施工,地面不会形成冲击载荷。
3.混凝土施工裂缝控制技术。纤维混凝土的搅拌过程不同于普通混凝土。 投料顺序为:水拌-纤维-细骨料-粗骨料,湿拌1分钟。然后加入水泥和粉煤灰3分钟。浇筑混凝土前应将纤维完全撕裂,搅拌后的断裂纤维应均匀分布在混凝土中。混凝土浇筑。混凝土应连续浇筑。一般采用50mm的振动棒进行振动。混凝土振捣时,振捣棒不得与钢筋、梁板模板接触。在梁、柱等钢筋密集的接头处,用25mm的振动棒进行振动,确保钢筋不损坏或遗漏。梁板混凝土分层浇筑,水坡控制在1:4左右,层厚控制在500mm以内。初凝混凝土不得振捣形成“冷缝”,待其完全固化后,作为施工缝处理。截面高度因梁而异。首先在板底以下20~30mm处浇筑深梁,静置0.15~0.50h。待混凝土表面基本沉降后,浇筑浅板位置,并振捣,使现浇混凝土第二次完成。
参考文献
[1]刘萍.浅谈超长混凝土结构裂缝控制技术研究.2020.
[2]郑晓红.超长钢筋混凝土梁板结构温度收缩裂缝控制研究.2019.

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