某大楼地下室框架梁裂纹形因及对策

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简介： 框架梁浇灌到三分之一时,拆模四天后即发现竖向裂纹,当即由施工,监理,设计,质监等单位组织专班,对裂缝进行观察,分析,研究,并从设计,材料,施工三个方面认真查找原因,认为裂缝不是强度裂缝,而是温度收缩裂缝.一方面对裂缝继续观察,研究,另一方面严格按设计和《规范 》继续组织施工.但浇灌的砼拆模后仍出现纵向裂缝,因此,决定停止施工,查找原因.
关键字：地下室 裂纹

一.  工程概况

三峡库区某迁建行政大楼工程结构采用现浇钢筋框结构.结构安全等级二级,抗震设防裂度为6度.层数为11层.该工程室内标高 ±0.000相当于决对高236.45m,建筑面积为18792.2平方米,建筑主体高度为40.04m,基本采用人工挖孔灌注桩,桩端支撑于中等风化的岩砂.岩石饱和单轴抗压标准为fyc=39.435mpa..桩护壁砼强度等级为c20,纵向钢筋用Ⅱ级钢筋,@250.φ.8,地梁砼c30,外墙及水池砼为c35.抗渗等级不得小于0.6mpa,现浇梁,柱,楼梯均为C35.
　　已浇筑工程采用普通硅酸盐425号水泥,砂为本地长江特细砂,细数模度为1.5-0.7,石子采用5-40河床;卵石,水为自来水公司供给的饮用水,设计配给比为 C35为1:0.47:3.27:0.34,坍落度为30-50mm..C30配合比为1:1.12:3.17:0.38, 坍落度为30-50mm(水泥用量每立方米485kg,气温大于28.℃)配料严格过磅,采用机械搅拌,搅拌时间不少于60-120秒.采用插入振捣,每次浇灌厚度250-300mm,砼捣完24t后拆模.
　　该楼地下室顶板框架梁在施工后第七天左右出现裂缝,裂缝大多产生在距柱三分之一跨度范围内,均为纵向裂缝,裂缝宽度最大处达0.5mm一般在0.3mm之内 (朝阳面居多）.                 
二  .裂纹原因分析
　　框架梁浇灌到三分之一时,拆模四天后即发现竖向裂纹,当即由施工,监理,设计,质监等单位组织专班,对裂缝进行观察,分析,研究,并从设计,材料,施工三个方面认真查找原因,认为裂缝不是强度裂缝,而是温度收缩裂缝.一方面对裂缝继续观察,研究,另一方面严格按设计和《规范 》继续组织施工.但浇灌的砼拆模后仍出现纵向裂缝,因此,决定停止施工,查找原因.
　　从设计图纸,取用材料(水泥,卵石,砂,水),施工程序和操作程序上均认为没有直接问题,但根据我国(硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥(GB175-85)第4.4.17条:在浇大体积混凝土时,由于混凝土的温度高,凝结加快.(一般混凝土达到30℃比20℃要快1-3h):第4.5.3条还规定:大体积混凝土在硬化过程中,产生的水化热不易散发,施工中如不采取措施,会由于混凝土内外温差过大而出现裂缝.因此,必须使温差控制在设计要求以内.当设计无要求时,温度以不超过25℃为宜.从国外一些施工规范来看,对混凝土浇筑温度也作了规定,如日本暑期混凝土的搅拌温度为30℃以下,浇筑混凝土温度应低于35℃;而美国,法国规定不得超过30℃.我国水土混凝土规范(SDJ207-82)中规定:高温季节施工时,混凝土最高温度不得超过28℃.大楼地下室框架梁施工时间为2000年8月,此期间三峡库区正是天旱高温,中旬一周平均气温达33℃以上.
　　从施工现场观测,分析,认为裂缝的主要原因是夏季气温较高,砼成形后早期膨胀最大,导致后期砼收缩应变大造成的.由于长期高温,长江边气候变化异常,昼夜温差较大,白天最高可达42C℃,混凝土表面可达54℃,夜间室外最低气温28℃,该建筑物所处的位置相对较高,四周空旷,受高温气候影响,半地下室四周设置600柱与300厚剪刀墙相连,突出地面3.5-4.0m高对梁形成附加约束较大,加之通风不良对砼的收缩影响,结构温度不均.因此,在砼的变形受到约束的情况下,膨胀不能自由进行,砼的拉应力超过了砼的抗拉强度,是梁产生有规律裂纹的根本原因.另外,采用特细砂,水泥用量偏大(水泥水化热反应),拆模过早,结构限制(剪力墙和半地下室)约束力较大,用单层麻袋覆盖,水管浇水不均等,也是不可排除的间接原因.                 
三 .技术措施
　　根据工程实际情况,采取了以下综合措施,有效的控制了裂缝.
　1设计
　①构件内钢筋设置:梁高大于或等于600mm,增设腰筋一道,即2φ.12,大于或等于900mm的梁,增设腰筋二道,即2φ.12,以减少收缩对结构的影响.
　②在后浇带处应有可靠支撑,并在后浇带处上下各增加2φ.20的纵径,箍径加为  8@100.
　2 建筑材料
　①减少砼拌合物的水灰比.在拌合物中掺高效缓凝减水剂,降低热峰值及推迟热峰值出现时间以保证砼强度,满足砼拌合物的工作性能.
　②改用525号水泥,减少水泥用量.水泥用量减少,骨料含量相对增加,由于骨料的体积稳定性比砂浆好,故以此减少水泥凝胶体所引起的收缩.
　③ 在已选用的5-40mm的卵石中掺入15-20%的5-15mm的碎石.改善骨料的结构.增加砼的骨架钢度.
　④降低砼用水温度.供水管埋入土中,避免太阳直接暴晒.
　3 搅拌设备
　①搅拌机为避免直接暴晒,设遮荫棚(包括料石)
　②采用两台搅拌机同时拌制砼.多利用夜间进行施工.
　③ 严格砼拌制工艺,适当延长拌制时间,增加砼拌制物的均质性.
　4模板
　①做到几何尺寸正确,严密不漏浆,强度,钢度稳定性,性能满足要求,支撑牢固.
　② 浇筑前充分将模板淋湿.尽量延缓拆除侧模时间.

　5 浇筑
　①进一步强化工艺过程控制.避免直接暴晒.安排夜里施工,计算好当班浇筑量,按规范定施工缝位置.
　② 浇筑前用冷水将模板和钢筋降温,浇筑时提高振捣砼的振捣质量.
　6 养护
　①在浇筑完毕后的砼立即用双层湿麻袋覆盖,防止因高温使水份蒸发,并保持湿润状态,待砼终凝后,再直接浇水保持湿润,实施专人负责,多人日夜值班养护..
　②砼的养护时间一般不少于14天,对浇筑的砼和试块应同样对待.             

参考文献
　1 叶天松《 砼梁裂缝问题的探讨 》 第七届现代结构论文集.
　2《建筑施工工程手册》 .中国建筑工业出版社.
　3《 建筑材料》武汉大学出版社.