超长混凝土结构裂缝成因及防治.doc

1、1超长混凝土结构裂缝成因及防治摘要：本文以超长混凝土工程实例的分析为切入点，对产生裂缝的原因的宏观、微观等方面进行分析，提出解决的意见，总结出一些切实可行的方法，可以有效的对超长混凝土结构裂缝进行处理，进而来保证结构的安全和施工的顺利进行。 关键词：超长混凝土工程 成因 防治 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 随着我国经济的不断发展，我国大型及超大型的公用建筑的建设得到蓬勃发展，随之而来的是建筑师的一种新的设计趋势，即缝混凝土结构的长度越来越长，且不设温度缝，于是大量的超长、超大的结构出现了，这类结构大部分都应业主要求不设或者少设伸缩缝。而目前国内规范没有明确规定考虑温度荷载的

2、作用，而对结构只作构造上的要求。但是温度应力对结构的影响是客观存在的，为了了解温度对超长混凝土结构影响的程度，本文对超长结构的温度应力进行了必要基础性研究。 工程实例：温州市龙湾城市中心区 D-04 地块，金属大厦：地下室共两层 129.7 米，上部结构 107.3 米，主楼平面长度 81.8 米，框架剪力墙结构，上部结构裙房设伸缩缝，主楼设两道后浇带，二层由于有中空大厅层高 10 米后浇带不好支撑，用膨胀带代替后浇带。 一、超长混凝土结构裂缝成因 超长混凝土结构的结构筏板和侧墙的裂缝形成不是单一原因形成的，2是各种影响因素综合作用，产生复合的多向收缩应力所导致的。从前文所提及的工程实例来看，

3、超长筏板的收缩裂缝的分布基本上有如下规律：裂缝一般与结构较大尺寸方向垂直，沿其长边方向等间距分布。下面从力学角度分析超长地下室底板裂缝产生的理论原因。 超长地下室底板在收缩变形作用下，底板混凝土由两端向中心做应力收缩，进而产生结构同方向收缩变形的趋势，地基土与底板相互作用，影响这一趋势的发生。造成筏板基础的每个截面的主应力均为拉应力，即水平法向应力从工程实践可知，是设计主要控制应力，是造成混凝土筏板内垂直裂缝的主要应力。而地基土所产生的约束是沿结构长向的连续式约束，这样造成从两端向中心，每个截面上的水平法向应力将由于这种约束的存在而不断积累而逐渐增大，而该应力的极值出现在板截面的中点处。从以上

4、分析我们便可较为清晰的判断出 二、设计阶段对裂缝的控制 2.1 混凝土配合比的设计 通过以上的分析，金属大厦的设计，在收缩应力集中的处设置膨胀加强带，带内设计者采用高膨胀混凝土，加强带外采用微膨胀混凝土。此外，在主副楼连接处设置后浇膨胀加强带。 作为超长结构混凝土，为了控制或减少混凝土的徐变、干缩和施工期间的水泥水化热应力，即控制结构裂缝的产生和发展，应优化混凝土配比，进行合理的配比设计。混凝土配比材料的选择有如下原则： 应严格控制水泥用量，尽量降低水灰比，水灰比决定了水泥石和截面区空隙的大小，水灰比小可减少混凝土的收缩，进而避免了裂缝的产3生。 设计时要严格控制粗骨料的体积比例、比例越大混凝

5、土的强度就越高，进而形成的收缩的约束就越大，因此设计过程中，要重视配合比，充分考虑粗骨料所占比例。 2.2 结构后浇带的设计 由于本文所举实例中的地下室结构长度过大，由于混凝土温度应力及后期徐变都会使结构产生不同程度的裂缝，所以有必要设置施工缝，即为施工过程中的温度后浇带，待后浇带两侧的结构施工完毕后，且上部主体结构完工后三十日后，采用比原结构混凝土标号高一个标号且掺加百分之十左右的微膨胀剂的混凝土，完成该处后浇带的浇筑工作。 地下水的水压力对于底板后浇带的影响很大，所以要充分考虑到该因素，对该位置后浇带的下部的混凝土垫层采取必要的补强措施，该处垂直方向加深 100mm，用 100mm 厚的钢

6、筋混凝土补强，可在一定程度上防止水压力对该处后浇带下部垫层的破坏。 三、施工阶段对裂缝的控制 3.1 后浇带施工 后浇带浇筑前必须进行凿毛、将浮渣清理干净，浇筑前提前洒水湿润，保证新旧混凝土接缝严密，保证不渗漏水。混凝土浇筑顺序应该是由低而高，逐级推进，浇筑完毕后喷水并覆盖薄膜保湿养护，养护时间大于两周，当强度超过设计强度 100%时方可拆模。 3.2 超长混凝土结构施工 本工程混凝土结构属于超长结构、也有清水混凝土的要求，清水混4凝土和超长结构混凝土的施工工艺同普通混凝土基本一致，但应加强施工过程控制和对施工工艺给予改善，以确保其质量。 3.3 混凝土浇筑 振捣棒移动半径不大于 400mm,

7、单次振捣时间控制在 15-30 秒，快插慢拔，振捣标准为：混凝土表面不再明显下沉、不再出现气泡、表面泛浆即可，插入深度控制在混凝土表面以下 50mm 左右，避免层间不密实。浇筑混凝土可采用分层浇筑法，逐层浇筑水平推进，单层浇筑厚度以30cm 左右为佳，浇筑时间间隔不得超过规范允许的初凝时间，普通混凝土的初凝时间一般为 11.5h。如果基础底板混凝土，建议采用斜面式分层浇筑，确定底板混凝土浇筑采用“分两层浇筑、一个坡度、斜薄层浇筑、往返推进、两次到顶”的浇灌方法，使混凝土靠重力自然流淌形成斜坡。在分层浇筑的不同位置即前、中、后各布置一根振捣棒，前面振捣棒布置在底排钢筋处和混凝土形成坡脚处，确保混

8、凝土中下层的密实性；后面振捣棒设置在布料杆出料点，确保上部混凝土的密实度；中间振捣棒主要作用是加快混凝土流动，并参与二次振捣。 如果采用泵送混凝土时，避免在同一位置连续布料，也不得直接向钢筋骨架浇筑，混凝土自御料口的自由倾落高度超过 2 米时,必须使用串筒顺导混凝土，减小混凝土离析现象。 3.4 混凝土养护 混凝土养护情况与后期使用条件下的温度与湿度条件，直接影响混凝土的徐变、收缩的程度。为了使混凝土内水泥加快水化作用，可以增加混凝土养护温度，加大环境湿度，徐变越小，水化作用的最佳条件就5是高温湿养，混凝土中的自由水份减少了，混凝土的收缩自由度也就相应减少了。所以对于超长结构混凝土养护合理与否

9、直接关系到其裂缝的程度，因此应提前作出有效的养护方案。 平面结构构件的混凝土的养护可以采取如下办法，当混凝土浇到板标高后，将混凝土表面找平，不比压光，控制好结构顶面标高。然后用木抹子拍打、抹压两遍，注意保证在混凝土终凝前，进行二次抹压收光。底板混凝土经常由于升降温速度过快，而形成温度收缩裂缝，或是早期脱水形成表面干缩裂缝，施工过程中必须采取保温保湿养护，并有专人负责混凝土养护。在其表面先铺一层塑料薄膜,再覆盖一层草袋保温并洒水养护，每隔五小时撒一次水。 对于竖向结构构件混凝土养护，在模板拆除后，在混凝土表面涂刷养护液，并用采用塑料薄膜覆盖养护。 加荷载时混凝土的龄期对于混凝土的徐变有直接影响，

10、加荷时混凝土龄期越短，后期产生的徐变越大，为此应严格控制楼板结构的荷载，其堆积不超过 1KN/?，以及堆积的时间，避免在较早时间将未达到使用强度的混凝土投入使用。 四、结语 对于超长混凝土结构裂缝的问题，特别是超长地下室的混凝土，一直是设计、施工以及相关行业的从业者面临的一个很棘手的课题。本文结合温州市龙湾城市中心区金属大厦地下室工程，采用了补偿收缩混凝土进行无缝设计，希望本文介绍的设计及施工技术，采用的措施能对将来类似工程的设计及施工提供一些有益的参考。 6参考文献： 1李强，郑振海 ，防止超长混凝土结构温度收缩的措施M；科技创新导报，2008 年第 23 期 2王可，超长混凝土结构温度裂缝控制技术研究M；辽宁工程技术大学 2008-11-01 3肖志 ，超长混凝土结构温度效应分析及裂缝控制研究M；贵州大学学报，2009-06-01