高层建筑混凝土施工裂缝控制

目录TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc111458123"一、高层建筑混凝土施工裂缝综述1HYPERLINK\l"_Toc111458124"二、基础底板大体积混凝土裂缝控制技术3HYPERLINK\l"_Toc111458125"1.设计方面的措施3HYPERLINK\l"_Toc111458126"2.混凝土原材料和配合比方面的措施4HYPERLINK\l"_Toc111458127"3.施工方面的措施5HYPERLINK\l"_Toc111458128"4.小结6HYPERLINK\l"_Toc111458129"三、地下室墙体混凝土施工裂缝控制7HYPERLINK\l"_Toc111458130"1.设计方面措施7HYPERLINK\l"_Toc111458131"2.混凝土原材料和配合比方面7HYPERLINK\l"_Toc111458132"3．施工方面的技术措施8HYPERLINK\l"_Toc111458133"4．小结9HYPERLINK\l"_Toc111458134"四、楼板混凝土施工裂缝的控制技术10HYPERLINK\l"_Toc111458135"1.设计方面措施10HYPERLINK\l"_Toc111458136"2.混凝土原材料和配合比方面10HYPERLINK\l"_Toc111458137"3.施工方面的技术措施11HYPERLINK\l"_Toc111458138"4.小结12HYPERLINK\l"_Toc111458139"五、总结13高层建筑混凝土施工裂缝控制摘要：在近十多年来，我国社会经济迅速发展，高层建筑日趋增多，混凝土所用材料及施工工艺也发生了巨大变化，大量的使用预拌泵送的高标混凝土，在高层建筑混凝土施工中常常有裂缝出现，产生裂缝的原因比较复杂，根据高层建筑混凝土施工时不同部位的特点，从设计、混凝土搅拌站的配比、施工工艺三方面的措施进行混凝土施工裂缝的控制，提高施工中控制混凝土裂缝的水平，达到提高工程质量目的。关键词：裂缝、控制一、高层建筑混凝土施工裂缝综述在近十多年来，我国社会经济迅速发展，高层建筑日趋增多，混凝土所用材料及施工工艺也发生了巨大变化，而人们对工程质量的要求日益提高，大量的使用预拌泵送的高标混凝土，与过去现场拌制的塑性混凝土相比有坍落度大、砂率大、水泥用量多、标号高等特点，使泵送混凝土拌合物在经历化学收缩、塑性收缩、碳化收缩及干燥收缩后总比过去现场拌制的混凝土自生体收缩增加很大，这是高层建筑混凝土施工出现裂缝的根本原因所在。裂缝是砼工程中最常见的一种缺陷。[1]这里所说的裂缝是指肉眼可见的宏观裂缝，而不是微观裂缝，其宽度应在0.05mm以上。砼出现宏观裂缝的原因多种多样，通常是因砼发生体积变化时受到约束，或因受到荷载作用时在混凝土内引起过大拉应力（或拉应变）而产生裂缝。混凝土的微观裂缝则为一般砼所固有的，因为砼是由水泥浆体水化硬化后的水泥石与砂、石骨料组成，它们的物理力学性能并不一致，水泥浆体硬化后的干缩值最大，而砼中的骨料与水泥浆体的粘结面上出现了微裂缝，也就是说，即使没有外部荷载作用或者即使混凝土发生体积变化时没有受到外部的约束，混凝土内部已经有了微裂缝，但是这些微裂缝在不大的外力或变形作用下是稳定的；当外力或变形作用较大时，这些粘结面上微裂缝就会发展；当外力或变形作用更大时，微裂缝就会扩展穿过硬化后的水泥石，逐渐发展成可见的宏观裂缝。多数轻微细小的宏观裂缝对工程结构的承载能力、使用功能和耐久性不会有大的影响，只是有损结构的外观，引起对工程质量的疑虑。当可见的宏观裂缝较宽较深时，会影响结构的抗渗性能，导致水分及有害物质渗入，诱发钢筋锈蚀或加速混凝土的自然老化，从而损害工程结构的承载能力、使用功能和耐久性。混凝土结构产生宏观裂缝不外乎是由于混凝土原材料质量低劣，配合比选定不当；或是由于施工过程的施工方法有误或工艺欠佳；或者由于设计有误；或对温度变化和混凝土收缩产生的拉应力估计不足；或混凝土已遭受腐蚀或重大损伤；结构存在严重薄弱环节，成为结构面临破坏的前兆。所以必须采取各种措施预防或减少产生宏观裂缝，一旦出现宏观裂缝就须分析其原因，并采取适当修补措施。在高层建筑混凝土施工中裂缝出现的部位不同，并且出现的时间比较早，甚至施工荷载作用前，拆模后不久就出现了裂缝，这种现象出现的比例很大，[2]同济大学的黄士元教授认为：1、使用高早强、高标号的混凝土易开裂。2、过去只在大体积混凝土被重视的水化热问题在表面系数大的普通尺寸混凝土构件中也成了早期开裂的一个因素，要予以重视。3、不仅要重视混凝土收缩值和混凝土内部温度的大小，还要重视混凝土表面层的温度和湿度的分布梯度，因此要注意最早期的保湿和保温措施。在施工过程中产生裂缝的原因不同且比较复杂，需经施工单位的广大工程技术人员和设计人员、商品混凝土厂家共同探索研究，根据高层建筑混凝土施工时不同部位的特点，制定各种不同的施工方案，制定不同的混凝土施工裂缝的控制措施，提高施工中控制混凝土裂缝的水平，达到提高工程质量的目的。二、基础底板大体积混凝土裂缝控制技术一般情况下高层建筑物地基深度大，基础底板体量大，均有地下室，能够很好地解决停车及楼宇设备噪音问题，北京地区高层建筑基础多为筏片基础，砼标高等级在C30以上，抗渗等级在P8以上，基础厚度在800mm以上，由于有电梯和集水坑，局部厚度可达5-6m，基础底板砼施工时多采用一次连续浇筑成型的施工方案，给底板的裂缝控制带来了很大难度。1.设计方面的措施1.1设计时除应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定外，还应根据当地地震裂度等级、当地气候条件、使用功能需要、施工技术条件、建筑物的规模、体量、体形、平面尺寸等因素，采取有效设计措施，控制混凝土收缩，温度变化，地基基础不均匀沉降等原因产生的裂缝。1.2对大体积混凝土底板基础施工时，对较长的工程可设置温度的后浇带（每隔30-50m设置一道）。为解决高层建筑与裙房之间沉降差异过大而设置的“沉降后浇带”应在相邻两侧结构满足设计允许的沉降差异值后，方可浇筑后浇带内的混凝土。2.混凝土原材料和配合比方面的措施2.1混凝土原材料2.1.1水泥选用北京市建委备案的普通硅酸盐水泥，控制水泥中发热量和发热速度最快的CзA的含量在7%以下，水泥的水化热不大于250kj/kg。2.1.2选用质地坚硬，级配良好的B类低碱活性天然中粗砂，含泥量不大于1%，细度模数为2.5-3.2。能够有效的减少用水量，水泥用量也可相应减少，降低了混凝土的温升和减少了混凝土的收缩。2.1.3石子选用5-25mm的低碱活性的自然连续级配的机碎石或卵石，空隙率较少。含泥量不大于1%，针状和片状颗粒含量不大于15%。2.1.4混凝土掺合料和外加剂选用绿色环保型的，无污染、无毒害、无氨类的，并经法定检测机构检测的，由北京市建委备案的生产厂家生产的优质产品。粉煤灰选用A级粉煤灰，矿粉，高效减水剂，微膨胀剂等。2.2合理的配合比设计在混凝土配合比设计上，要求水泥总量在420kg/m³以下；混凝土初凝时间在12h以上。为了降低水化热峰值，延迟峰温发生时间，砼选用掺有粉煤灰和矿碴粉的配合比。为了满足施工操作时间需要防止出现冷缝，并有利延缓温升速度，泵送剂掺加缓凝成份的配比。3.施工方面的技术措施3.1科学合理的施工安排，保证混凝土浇筑的连续性，一般高层建筑体量大，基底浇筑时，在北京地区多采用泵送混凝土施工技术。现场运输道路通畅平坦，设专人加强现场指挥和调度，避免拥挤堵塞造成混凝土供应不连续。3.2采用斜面分层的浇筑方法一般基础底板比较落后厚，应按500mm厚分几步浇筑到顶，保证斜面层浇筑厚度不超过500mm，并要保证上层混凝土覆盖已浇混凝土的时间不得超过混凝土初凝时间。通过将基础底板进行分段、分条、分层使混凝土以同一坡度[（1：6）-（1：10）]薄层浇筑，循序推进，一次到顶。3.3混凝土的保湿控温养护在北京地区，根据季节气候和基础底板的形成和厚度，多采用以下方法进行保湿控温养护。3.3.1如果基础底板平均厚度在2m以内的平板混凝土养护采用一层不透水、气的塑料薄膜和两层保温被进行保温和控温养护，养护期间在左右，在混凝土降温期间采用测温措施，时时监测混凝土的其内外温差，温差应小于25°C，这样才能有效控制有害裂缝的出现。3.3.2如果基础底板平均厚度在2m以上，一般情况下应与设计单位配合，在混凝土内部预设水冷却系统，在混凝土浇筑完毕24h后开始循环冷却，注意混凝土内中心部位的温度的降温速率控制在1.5°C/d-2°C/d，冷却水进出温度的温差<5°C，保证同层混凝土均匀冷却的要求。同时应对混凝土外部采取3.3.1的保温，保温控制混凝内外部温差，表面温度与大气温度温差应控制在25°C之内。3.3.3如果基础底板比较厚，而且上部结构比较复杂，采用保温、保湿方法比较困难。采用冷却水管的方法很不经济，则采用蓄水养护，一般蓄水深度150mm左右，蓄水的时间应控制在混凝土刚刚终凝而且内部中心部位温度还没有开始升温，大约在浇筑完毕后6h左右进行蓄水养护，蓄水时应时时监测水的温度，混凝土表面温度，混凝土内部温度，使温差不大于25°C。4.小结对于高层建筑基础底板大体积泵送混凝土的几年实践中得出上述方法是有效的，并取得了良好的成效。4.1对基础底板设计深刻领会做好与设计单位的沟通。4.2原材料方面采用中低热低碱性水泥，级配良好的骨料，采用合理的混凝土配比，水泥用量低，缓凝型外加剂，掺加粉煤灰和矿粉提高混凝土的品质。4.3根据气候情况，合理地选择保湿控温的措施，时时监控温度，保证温差和降温的速度是基础底板混凝土裂缝控制的关键。三、地下室墙体混凝土施工裂缝控制随着高层建筑增多，泵送砼应用,其地下室外墙墙体裂缝出现也增加很多，并且出现了“裂缝恐惧症”，这些裂缝直接影响着建筑的使用功能，虽然绝对避免墙体裂缝产生是比较困难，但采取一定的措施是能控制和减少裂缝的出现。1.设计方面措施1.1地下室墙体砼强度等级不宜大于C35。1.2根据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003规定，墙体易于出现竖向收缩裂缝，其水平构造筋的配筋率宜大于0.40%，水平筋的间距宜小于150mm，墙体的中部或顶端300-400mm，范围内水平筋间距宜为50-100mm。1.3根据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003规定，地下室墙体与附墙柱连接部位宜插入长度1500-2000mm，φ8-φ10mm的加强钢筋插入柱子200-300mm，插入边墙1200-1600mm，其配筋率应提高10%-15%。2.混凝土原材料和配合比方面2.1水泥应选用中低水化热低碱水泥，不宜采用高强度等级或早强水泥。2.2砂选用质地坚硬，级配良好低碱活性天然中粗砂，含泥量不大于1%，细度模数为2.5-3.2。2.3石子选用5-25mm的低碱活性的自然连续配的机碎石或卵石，空隙率较小，含泥量不大于1%，针状和片状颗粒含量不大于15%。2.4泵送剂选用含有缓凝成份的泵送剂。2.5掺和粉煤灰替代一部分水泥，一般掺量在10%-20%，减少水泥厂用量。3．施工方面的技术措施3.1混凝土浇筑时，要降低混凝土入模温度，特别在夏季施工，首先控制混凝土的出盘温度，其次用草袋或麻袋包裹混凝土输送管道并浇水降温。3.2浇筑速度不宜太快，分层浇筑混凝土，分层厚度小于500mm，混凝土在振动界限以前对砼进行二次振捣，排除砼因泌水在粗集料，水平钢筋下部生成水份或空隙，提高砼与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加砼密实度，使砼的抗压强度提高，从而提高抗裂性。3.3混凝土养护3.3.1养护期间随时观察混凝土表面潮湿度，以便及时采取补救措施。3.3.2保湿和保温应兼顾考虑，要综合考虑水化热温升、施工季节、模板等因素，适时变换养护方法。夏季施工，缩短带模养护时间；春秋季施工，白天保湿夜间保温；冬季施工，前期以保温为主，拆模后不宜直接向混凝土表面浇水，改为喷雾或挂上草包、麻袋后洒水。3.4控温措施3.4.1降低水化热温升，具体措施同大体积混凝土施工。3.4.2保温措施：优选胶合板或竹胶板作模板，以利保温，带模养护，适宜的拆模时间为5-7d。钢模外侧包裹草包或麻袋，拆模后，仍要注意采取保温措施，对于大于400mm厚的混凝土墙体，宜进行温度测试，根据墙体温度变化情况及时增补保温材料，使其缓慢降温，降温速度不宜大于1-3°C/d，养护14d后，应及时将基坑回填，利用回填土保温保湿，掌握气温变化规律，如昼夜温差，季节温差及时了解气象预报，在气温骤降前采取预防措施。4．小结4.1混凝土高强度、高抗渗等级的要求必然带来过大水泥用量，对控制裂缝极为不利，因此在设计时尽量降低混凝土强度等级。4.2地下墙体或与附墙柱部位增加抗裂钢筋。4.3地下墙体产生竖向裂缝的主要原因是温度变形裂缝，因此在优化配合比时，因选用水化热低的水泥，适当加大粗骨料料径，掺入粉煤灰，减少水泥用量，保证混凝土早期强度不宜增加过快，防止出现早期裂缝。4.4重点是墙体养护和控温，加强温度监测，采用各种措施保证混凝土中心与外表面的最大温差不高于25°C-30°C，降温速度不宜大于1-3°C/d。特别注意加强早期混凝土的养护，充分发挥混凝土内部外加剂（UBA等）的补偿收缩作用。四、楼板混凝土施工裂缝的控制技术高层建筑混凝土楼板裂缝产生主要与混凝土配料的组成，混凝土施工工艺有很大关系，楼板混凝土产生的裂缝主要原因是混凝土因收缩变形而产生的。1.设计方面措施1.1楼板、屋面板应采用普通砼，其强度等级不宜大于C35。1.2根据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003规定，楼板宜配置细而密的构造配筋网，钢筋间距宜小于150mm，配筋率宜为0.6%左右；现浇补偿收缩钢筋混凝土防水屋面应配双层钢筋网，构造筋间距宜小于150mm，配筋率宜大于0.5%。楼面和屋面后浇缝最大间距不宜超过50m。1.3当楼板内需要埋置管线时，现浇楼板的设计厚度不宜小于110mm。管线必须布置在上下钢筋网片之间，管线不宜立体交叉穿越，并沿管线方向在板的上下表面一定宽度范围内采取防裂措施。1.4在楼板的角部配置放射筋。2.混凝土原材料和配合比方面2.1水泥选用水化热较低的水泥，强度较高的水泥减少水泥用量，有利于防裂。2.2外加剂选用高效的减水剂、膨胀剂和在有缓凝成份的泵送剂。2.3掺合料泵送混凝土加入A级粉煤灰，掺入量在水泥用量的12%-15%较适宜。2.4砂、石骨料应选用中粗砂，砂中的含泥量控制在3%内，应根据泵送能力尽量选用粒径较大的碎石。2.5严格控制水灰比，混凝土水灰化尽量控制在0.50以下，同时应控制水的总量，水的用量控制在190kg/m³,如果坍落度达不到泵送要求，应采用高效减水剂解决。2.6在保证混凝土强度的前提下，尽量降低水泥砂含量，提高石子用量。3.施工方面的技术措施3.1混凝土的振捣和养护3.1.1在浇筑混凝土之前，应浇水湿润模板，防止模板吸水，引起楼板混凝土塑性收缩裂缝。3.1.2浇筑混凝土时应避免过度振捣，混凝土捣后不要过度抹平压光，避免细骨料过多地浮在表面形成含水量很大水泥浆层，以防混凝土表面碳水化收缩，楼板表面龟裂。3.1.3应对混凝土楼板进行二次振捣，二次振捣的时间一般在浇筑混凝土还未达到初凝之前，同时对混凝土表面进行二次抹压，这样有利于减少混凝土早期塑性裂缝。3.1.4对混凝土表面泌水，必须设法排除吸干，严禁撒干水泥抹压或任由泌水溢面。3.1.5楼板混凝土终凝后就需要浇水养护，保持楼板表面湿润不小于7-14d，在气温高或风速大的情况下，应覆盖草帘避免暴晒，冬期施工时应覆盖塑料薄膜和草帘蓄热养护。3.2施工荷载楼板应控制拆模时间，并且防止堆放工具材料过多而超