1、高层建筑结构转换层裂缝产生的原因分析【摘 要】工民建施工项目当中，高层建筑结构转换层是施工的难点所在，其中结构转换层的裂缝问题，影响结构转换层的稳定性和安全性。本文将在对高层建筑结构转换层裂缝产生原因分析的基础上，探讨预防和治理的具体方法，以提高结构转换层混凝土的稳定性，对于其他建筑的施工，可供借鉴和参考。 【关键词】高层建筑；结构转换层；混凝土裂缝 一、高层建筑结构转换层裂缝产生的常见原因 关于高层建筑结构转换层施工，裂缝是影响结构转换层稳定性的关键性问题，其产生的原因包括以下几个方面： （一）温度应力 温度的变化，使得钢筋混凝土产生热胀冷缩的效应，从而产生温度变形。而钢筋混凝土结构本身的约
2、束力约束混凝土的变形，因此会产生温度应力，如果混凝土的抗变形能力小于温度的应力，就会出现温差裂缝。通常情况下，与温度应力相关的因素有混凝土的结构模式、气候条件、施工材料等。高层建筑的混凝土结构转换层构建容易产生内外温差，除了环境温度急剧变化原因之外，还有水泥的水化热现象。在混凝土的结构裂缝现象当中，温度应力是主要的原因之一。混凝土结构一旦产生裂缝，就会出现渗水和漏水的现象，对混凝土结构的整体性、耐久性和稳定性产生不利的影响，甚至对整个结构的安全产生恶劣的影响。 （二）混凝土碳化收缩 主要的原因是氢氧化钠的结晶体溶解、碳酸钙沉积、碳反应。混凝土内部的碳化现象缓慢向外扩展。碳化的速度和混凝土湿度、
3、透水性和二氧化碳通读等相关。而混凝土的水灰比和养护水平又决定了混凝土的透水性能，换句话说，如果混凝土的水灰比比较大，或者养护不足，就很容易出现碳化现象。其中中间湿度对碳化的影响最为明显，如果湿度达到 25%，那么混凝土间隙中的水分不足，不能促使二氧化碳形成碳酸，如果混凝土间隙中的水分饱满，则二氧化碳就难以扩散到水泥石当中。 （三）徐变 结构转换层的混凝土新浇筑以后，如果弹性的模量比较小，则徐变会相对较大，这时候温度升高对压应力的影响程度不大。但在混凝土浇筑一段时间之后，表面的散热速度会随着加快，截面的内部和外部会出现温度差，表面所产生的温差收缩变形，会受到内部的约束。混凝土的弹性模量和徐变成反
4、比，在混凝土的表面的拉应力越大，裂缝就越明显。二、高层建筑结构转换层裂缝的控制方法 针对以上提到的高层建筑转换层裂缝问题，笔者认为可以从以下几方面的施工建议进行控制： （一）混凝土配置施工 高层建筑结构转换层的混凝土，通常是强度 C50 的预拌混凝土，混凝土强度的提高，有利于裂缝的控制，但同时施工难度随着增大，因此关于混凝土的特性及配置，我们要进行深入研究，确保混凝土质量的提高。 1.高强度混凝土配合比的确定，我们要对混凝土进行适配，旨在提高混凝土的和易性、强度、凝结水平和耐久性，除了要考虑拌制因素，还要综合运输的条件、气候温度的变化、施工条件差异等因素。关于混凝土的试配，我们需要确保混凝土实
5、际强度高达设计强度要求的 95%左右。2.混凝土含水量的控制，包括砂石含水量的控制，通过测定的方法，确定含水量，然后从水量中扣除掉，在配料的过程中，要使用自动称量的装置，使用自动的含水量检测仪器，对搅拌用水进行自动调节。 3.高强度混凝土的搅拌，使用的是强制式的搅拌机械，在搅拌的时候，要严格按照规定的顺序投放原材料，譬如先倒入砂子，然后依次倒入水泥、石子、外加剂。另外我们还要在混凝土实际施工的过程中，严格控制混凝土坍落度造成的损失，包括出料、运输、浇筑的坍落度，以保证混凝土的质量。 （二）混凝土浇筑的裂缝控制 混凝土浇筑的过程，关于裂缝的控制措施包括原材料预冷却、预埋水管道、保温、分层施工、叠
6、合梁施工等内容。 1.原材料的预冷却，混凝土浇筑的时候，水泥水化热的程度和温度成正比关系，一般情况下，混凝土浇筑的温度提高 10，混凝土内部的温度就会增加 5左右。在混凝土刚开始浇筑的时候，浇筑的温度和内部的温度相差很大，大约相差 20左右，但随着浇筑的进行，内部的温度不断的增高，因此，我们有必要预冷却混凝土的原材料，以降低混凝土浇筑的温度。关于混凝土原材料的预冷却，最常见的方法是采用冷却拌合水，关于水在混凝土当中所占热容量的百分比比较低，因此冷却拌合水还不能够全面降低混凝土浇筑的温度。我们可以先用冰块对拌合水进行预冷，然后拌合冰和水，并在搅拌混凝土的时候，适量加入冰块。 2.预埋水管通道。为
7、了确保冷却水能够进入混凝土的内部并降低温度，我们需要在混凝土的内部预埋水管通道，以便在混凝浇筑过程中和浇筑完毕后，将冷却水通入混凝土的内部，减少混凝土水泥早期的水化热程度。 3.保温措施的加强。结构转换层的混凝土产生温度裂缝，最主要的原因是混凝土内部存在温度梯度，特别是在混凝土接近冷却水平的时候，混凝土表面和内部的温差就会形成温度梯度，由此产生的拉应力，远远大于混凝土最大的抗拉强度，从而造成混凝土裂缝产生。因此我们可以采用表面保温的方式，降低混凝土内外的温度差异。 4.混凝土分层施工。这种施工方法需要将每一层的混凝土厚度控制在 450mm 左右，并提高每一层混凝土浇筑的连续性，譬如在第一层混凝
8、土初凝之前，确保第二层混凝土刚好浇筑完毕。 5.结构转换层的叠合构件施工。结构转换层采用叠合梁的原理，旨在降低混凝土中水泥的水化热程度，以及控制较大的温度应力导致混凝土裂缝的产生。 （三）结构转换层的养护 高层建筑结构转换层混凝土浇筑之后需要进行养护，需要利用施工现场的条件，灵活采用具体的养护方法。 1.结构转换层的混凝土在浇筑之后，要尽量避免混凝土暴露在空气当中，采取措施保护混凝土的表面，以防止内外的温度差异太大，控制裂缝的出现。比较常用的养护方法有保温法和蓄水法。保温法是利用湿砂、草袋、锯末等保温材料，覆盖在混凝土结构物的表面上，或者覆挂在混凝土结构物周边的模板上。蓄水法主要功能是防止混凝
9、土表面出现龟裂，适用于面积比较小的梁式结构转换层，蓄水的深度，可以按照温度控制的具体需求进行确定。 2.高层建筑结构转换层的混凝土采用保温法进行养护，包括选择保温材料和计算保温材料温度，一方面是防止冬季寒冷气温冻坏混凝土，另一方面是延缓春秋季节混凝土的收缩和散热。以上的保温养护方法，需要在混凝土的表面覆盖 2 层草袋或者草垫，上下的草袋要相互错开，并压紧，以形成良好的保温层，促进水泥水化作用的实现和弹性模量的增加。笔者在通过大量的工程实践，证明混凝土采用保温养护，能够有效防止大体积混凝土出现温度收缩裂缝。 三、结束语 综上所述，高层建筑转换层裂缝的产生，主要原因有三方面，一是温度应力，混凝土的
10、抗变形能力小于温度的应力，就会出现温差裂缝；二是混凝土碳化收缩，混凝土的水灰比比较大，或者养护不足，就很容易出现碳化现象；三是混凝土浇筑后散热速度会加快，造成截面的内部和外部出现温度差，产生徐变。针对这些问题，一方面要提高混凝混凝土配置施工的水平，确定混凝土配合比和含水率，并提高混凝土搅拌的质量，另一方面是控制混凝土浇筑时的裂缝，并做好浇筑后的养护措施，提高转换层裂缝产生的控制水平。 参考文献 1郑礼安.高层建筑粱式钢筋混凝土转换层施工技术J.四川建材，2007 年 04 期：195-196. 2陆燕.浅谈高层建筑结构梁式转换层的设计与施工J.建筑与发展，2010 年 05 期：50-51. 3李世哲.超高层建筑转换层主体结构施工技术J.建筑技术，2007 年 11 期：806-808.
