超長結(jié)構(gòu)裂縫控制及跳倉法施工原理概述

摘 要：總結(jié)超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制現(xiàn)狀，分析裂縫產(chǎn)生原因，評(píng)述混凝土裂縫常見的控制方法，以及采用跳倉法控制裂縫的優(yōu)點(diǎn)及施工原理并給出具體工程實(shí)例，最后提出研究超長結(jié)構(gòu)裂縫控制及跳倉法施工原理的意義。 

　　關(guān)鍵詞：混凝土 超長結(jié)構(gòu) 裂縫 跳倉法 

　　中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2012）012-003-02 

　　1概述 

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，近年來在各地不斷地涌現(xiàn)出大量的高層建筑。其中的很大一部分建筑屬于超長結(jié)構(gòu)。而隨著建筑物使用功能向著多元化發(fā)展，建筑師們對(duì)不設(shè)伸縮縫的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長度的要求也越來越高。目前，世界上一些發(fā)達(dá)的國家的混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范對(duì)伸縮縫的間距并沒有嚴(yán)格的規(guī)定，只是要求當(dāng)結(jié)構(gòu)的長度超過一定值時(shí)，要求計(jì)算溫度引起的應(yīng)力并且采取必要的措施加以解決。而在我國，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程》第3.4.12條規(guī)定了伸縮縫的最大間距，同時(shí)也規(guī)定了只要采取恰當(dāng)?shù)拇胧�，伸縮縫的間距可以適當(dāng)?shù)脑黾�。國�?nèi)目前己經(jīng)出現(xiàn)了不設(shè)縫的長度超過200m的混凝土結(jié)構(gòu)。然而，隨著混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸的增加，由于結(jié)構(gòu)中溫度變化引起的溫差和由混凝土水化熱反應(yīng)引起的收縮變形所造成的應(yīng)力問題也突顯了出來。由結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度引起的變形和收縮變形所引起的結(jié)構(gòu)的開裂直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用。而目前，在國內(nèi)規(guī)范中，并沒有考慮溫度變化所引起的荷載作用，對(duì)結(jié)構(gòu)也只作構(gòu)造上的要求；溫度應(yīng)力的計(jì)算模型以及對(duì)其的計(jì)算理論也尚不成熟。以上這些問題使得“超長超大”建筑物的裂縫控制問題成為許多急需解決的技術(shù)課題之一。 

　　2裂縫產(chǎn)生的機(jī)理 

　　混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫主要有以下兩種：（1）由外荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，即由在常規(guī)計(jì)算中的主要應(yīng)力所引起的裂縫；（2）由結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形變化引起的裂縫。也就是結(jié)構(gòu)由于溫度變化、構(gòu)件收縮和膨脹、以及結(jié)構(gòu)不均勻沉降等因素所引起的裂縫。 

　　根據(jù)國內(nèi)外的工程實(shí)踐表明，混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫絕大多數(shù)都是由于變形變化引起的。其中，對(duì)于鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)，由于環(huán)境溫度變化引起的應(yīng)力往往超過荷載引起的應(yīng)力，使得混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。 

　　3常見裂縫控制措施 

　　目前對(duì)于裂縫的控制手段主要可以分為“抗”與“放”兩種類型。 

　　采用“抗”的手段，就是在混凝土結(jié)構(gòu)中加入一定的壓應(yīng)力，以此來抵抗結(jié)構(gòu)溫度變化帶來的拉應(yīng)力，就是使結(jié)構(gòu)材料具有足夠的抗拉強(qiáng)度來抵抗約束內(nèi)力。典型的方法是采用預(yù)應(yīng)力的方法。具體做法是，在對(duì)結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算以后，在需要的部位設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋，通過張拉，在樓板中預(yù)先引入一定程度的壓應(yīng)力并以此來抵消因混凝土收縮變化而引起的拉應(yīng)力，此方法對(duì)解決平均溫度應(yīng)力比較有效，能夠達(dá)到限制裂縫寬度的目的。另外，其他的方法還有選用高強(qiáng)材料、摻加纖維、使用膨脹劑、選用組合結(jié)構(gòu)（如鋼管混凝土）等等。 

　　采用“放”的手段，就是使結(jié)構(gòu)和材料具有比較大的變形能力，并且減小構(gòu)件間的相互約束，也就是說通過減少或減弱結(jié)構(gòu)的約束條件來達(dá)到釋放溫度應(yīng)力的方法。主要方法有設(shè)置伸縮縫、設(shè)置滑動(dòng)層、安裝橡膠支座、減小構(gòu)件尺寸等等。 

　　4 跳倉法施工原理 

　　跳倉法是解決超長混凝土結(jié)構(gòu)不設(shè)縫的一種有效方法，是在傳統(tǒng)的留置伸縮縫方法和后澆帶方法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一項(xiàng)新的施工技術(shù)，以施工縫取代后澆帶和永久性變形縫，跳倉法施工裂縫控制是采用“抗放兼施”、“先放后抗”，最后以“抗”為主的綜合方法來控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。也就是在超長超大混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工中，利用混凝土在5到10天期間的性能尚未穩(wěn)定并且沒有徹底凝固前容易將內(nèi)應(yīng)力釋放出來的原理，將超長的混凝土塊體用垂直施工縫分為若干區(qū)域，按照“分塊規(guī)劃、隔塊施工、分層澆筑、整體成型”的施工原則，每隔一段澆筑一段，并且相鄰兩段澆筑間隔時(shí)間不少于七天，以此來避免混凝土施工初期的部分激烈溫差及干燥作用。待先澆筑的混凝土經(jīng)過短期的溫度收縮和應(yīng)力釋放后，再將若干區(qū)域澆筑連成整體，并且依靠混凝土抗拉強(qiáng)度來抵抗下一塊混凝土體的溫度應(yīng)力的施工方法。這樣的做法可以避免部分施工初期的溫差及干縮作用，而且可以很大程度的減少施工期間的溫度收縮應(yīng)力，對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生起到了有效的控制，同時(shí)也方便組織施工。 

　　5 某工程中大面積混凝土樓板跳倉法施工應(yīng)用 

　　某工程框架縱向總長255米，橫向總長116米，原設(shè)計(jì)由6條后澆帶劃分為15塊，劃分后最長的框架為45m。根據(jù)新的“跳倉施工”安排，在原設(shè)計(jì)的后澆帶位置，設(shè)計(jì)跳倉施工縫，7條施工縫把7.885m樓板分為15塊，每塊的編號(hào)如圖1所示。在勞力足夠的情況下，最快的跳倉施工順序?yàn)椋菏紫韧瑫r(shí)澆筑第2、8、14塊；第4、10塊；第6、12塊。7天后澆筑第5、11塊；第1、7、13塊；第3、9、15塊。這樣框架的溫度應(yīng)力分為二個(gè)階段進(jìn)行計(jì)算。第一階段為第2、8、14、4、10、6、12塊澆筑后7天內(nèi)的溫度應(yīng)力計(jì)算，第二階段為第5、11、1、7、13、3、9、15塊澆筑后整個(gè)框架連成整體的溫度應(yīng)力計(jì)算。在第一階段，每個(gè)澆筑塊內(nèi)的框架，分別各自承受澆筑后7天內(nèi)水化熱與干燥收縮產(chǎn)生的體積變形力。在第二階段，連成整體的框架，共同承受首次澆筑段7天后的水化熱與干燥收縮變形，以及第二次澆筑段的所有水化熱及干燥收縮變形。 

　　在混凝土澆筑前，應(yīng)先將基層和模板澆水濕透，如果沒有澆水或澆水不夠，則模板吸水量大，干燥模板將過多吸收混凝土中拌合物中的水份，將引起混凝土的塑性收縮，產(chǎn)生裂縫。 

　　整體澆筑方向?yàn)檠貪仓�塊的長邊從一頭向另一頭推進(jìn)，從而方便噴霧養(yǎng)護(hù)、第一次收光覆蓋、第二次收光覆蓋的流水銜接。每跨澆筑時(shí)從梁柱節(jié)點(diǎn)處或預(yù)應(yīng)力張拉加腋處開始下料，斜面分層向兩頭推進(jìn)，推進(jìn)至梁跨中間部位后再把下料口移到梁柱節(jié)點(diǎn)處或預(yù)應(yīng)力張拉加腋處下料（此種澆筑方式汽車泵可實(shí)現(xiàn)，固定泵較難實(shí)現(xiàn)）。 

　　跳倉縫處振搗要小心細(xì)致，不要踫撞壞收口網(wǎng)，振搗細(xì)致可保證混凝土與收口網(wǎng)的粘接質(zhì)量。注意澆筑速度與安排出現(xiàn)避免施工冷縫。 

　　6 結(jié)語及展望 

　　當(dāng)前，我國在超長混凝土結(jié)構(gòu)方面已有大量工程實(shí)踐，并且從中取得了很多寶貴經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員多參照已建工程得到的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)缺乏相應(yīng)的理論依據(jù)。另外，規(guī)范、規(guī)程中也很難找到超長結(jié)構(gòu)公認(rèn)的設(shè)計(jì)方法。因此，對(duì)超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的控制措施進(jìn)行全面、系統(tǒng)的研究，具有重大的理論和實(shí)用價(jià)值。而跳倉法澆筑技術(shù)措施則在不設(shè)縫情況下，成功的解決了超長、超大面積混凝土裂縫控制和防滲的問題，具有廣闊的研究價(jià)值和應(yīng)用前景。 

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