【摘要】本文以小見大,從最細微的高層混凝土施工技術著手,分析高層混凝土結構產(chǎn)生裂縫的原因,提出防范此問題的建設性建議,希望可以為建筑行業(yè)的安全系數(shù)提高帶來幫助,為人民群眾的放心生活有所裨益。
【關鍵詞】高層、混凝土結構、裂縫
隨著科學技術的發(fā)展,混凝土施工技術越來越廣泛地運用到了建筑行業(yè),而今,高層建筑不斷拔地而起,混凝土施工仍然是建設高層樓房的必要技術;炷潦┕ぴ诟邔咏ㄖ械钠毡樾詻Q定了它的重要性,只有先保證了混凝土施工的安全,才能進一步保證高層建筑的安全,進而保證人們居住環(huán)境的安全。但是,由于各方面原因,目前的高層混凝土施工技術還不夠成熟,還會出現(xiàn)高層混凝土結構裂縫現(xiàn)象,這樣的問題亟需被解決。
一、高層混凝土結構裂縫的類型
高層混凝土結構會因為多種原因出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,不同裂縫都是受一種或者幾種因素共同作用產(chǎn)生的,根據(jù)產(chǎn)生裂縫的原因,常見的會將高層混凝土結構裂縫分為以下幾種。
1、高層混凝土結構塑形收縮裂縫
通常情況下,高層混凝土結構塑形收縮裂縫出現(xiàn)在建筑的表面,并且集中發(fā)生橫向結構。此類裂縫大多是由于混凝土澆筑之后,沒能及時進行后續(xù)養(yǎng)護,結果使得混凝土澆筑后表層的水分大量蒸發(fā),繼而混凝土急劇收縮,而此時混凝土自身強度甚低,不能抵抗這種變形應力,最終導致開裂現(xiàn)象的發(fā)生,除了混凝土結構裂縫。這種裂縫尤其容易發(fā)生在春季大風天氣或者夏季高熱的氣候條件下。
2、高層混凝土溫度應力裂縫
高層混凝土溫度應力裂縫普遍發(fā)生在混凝土澆筑后期。此類裂縫的產(chǎn)生原因是混凝土的內(nèi)外溫差過大,使得鋼筋混凝土結構隨著溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮變形。具體而言,澆筑之后,潛藏在混凝土內(nèi)部的熱量無法散發(fā)出去,但混凝外層表面的部分卻散熱極快,因此混凝土內(nèi)部熱量高、外表熱量低,內(nèi)外兩部分產(chǎn)生很大的溫差,導致產(chǎn)生了拉應力和壓應力,但是此時混凝土并未完全凝固成形,強度較低,抵抗外力和內(nèi)力的能力不夠,一旦因為溫差大造成的拉應力超出了混凝土的承受范圍,就會出現(xiàn)裂縫,一般內(nèi)外溫差超過25°就容易出現(xiàn)溫度裂縫。
3、高層混凝土塑形沉降裂縫
高層混凝土塑形沉降裂縫一般發(fā)生在混凝土進行沉降時。此類裂縫通常是由于混凝土進行沉降時,在這個過程中遇到了一些阻礙,比如模版、鋼筋等。當然,混凝土施工過程中如果模版綁扎不牢固或者發(fā)生移動、沉陷都會對混凝土造成不利影響,產(chǎn)生最終的結構裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,裂縫呈梭形,其走向與沉陷情況有關,一般沿與地面垂直或呈30~45度角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度寬度0.3~0.4mm,受溫度變化的影響較小。
二、高層混凝土結構裂縫的原因
1、溫度發(fā)生變化,保溫措施不完善
高層建筑可以說是長期暴漏在空氣中的產(chǎn)品,因此外界的溫度變化會對混凝土結構的堅固程度產(chǎn)生很大影響。首先,混凝土結構的外墻面會隨著外界四季溫度的隨時變化而容易產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象;其次,因為陽光會不同程度的直射,所以不同位置的結構受到的光照強度也不同,溫度的變化也會有所不同。因為各結構的不同溫度,加上整體建筑沒有適當?shù)谋卮胧,此時,高層建筑體就會容易發(fā)生變形現(xiàn)象,變形之后的結果就是墻體或者樓板會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,產(chǎn)生不同的裂縫。
2、設計方面考慮欠缺
高層建筑的各項施工工作都要根據(jù)建筑結構設計進行,只有進行科學合理的建筑結構設計才能保證高層建筑工程的質(zhì)量,延長高層建筑整體的未來使用壽命,完善整個建筑的使用性能。
高層建筑工程結構設計時應綜合各方面的因素,力爭考慮周全,盡量保證樓板的薄厚、橫豎梁的跨度、配筋的分布位置、附加吊筋的數(shù)量和位置等設計符合力學原理。同時,高層建筑工程結構設計時必須滿足承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)這兩個基本要求,達到最基本的結構配置。只有在設計時就做到以上兩點,才能真正從源頭上預防整體建筑出現(xiàn)裂縫。
但是在高層建筑設計和施工過程中,為了謀取更高的利益,施工方通常只重視或者更加重視高層建筑是否能夠長期穩(wěn)定地使用,而往往忽略了正常使用過程中是否能夠滿足建筑的基本要求。這樣的設計會導致高層建筑在使用過程中容易產(chǎn)生裂縫或變形,無法滿足居住著長期使用的需求。
3、沒有統(tǒng)一標準的作業(yè)指導書,施工方法不規(guī)范
高層建筑施工過程中的施工方法對整體建筑的質(zhì)量有著非常重要的影響,不規(guī)范的混凝土施工方法也是造成混凝土結構裂縫的原因之一。目前高層混凝土施工并沒有相應的統(tǒng)一標準的作業(yè)指導書,國家層面也沒有具體作出明確規(guī)定,導致施工者基本操作會出現(xiàn)各不相同的現(xiàn)象,提高技能更不整齊劃一。
例如,高層混凝土施工中的一項工序是混凝土振搗,經(jīng)過這一道工序,能科學有效地避免混凝土表面產(chǎn)生蜂窩現(xiàn)象,驅(qū)逐其中不應存在的氣體。但是有些施工者會為了省時省力,省掉這項工序,導致混凝土結構表面出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象,進而影響其牢固性,在后期的使用過程中出現(xiàn)裂縫。
4、混凝土自身內(nèi)外應力相互作用,導致裂縫的產(chǎn)生
液體到固體通常會需要一定的凝固時間,高層建筑混凝土施工也不例外;炷寥诤虾笫墙咏后w的固體,將其澆筑后令其冷卻硬化會需要一定的時間,在這個過程中,混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生非常強烈的水化反應,在種種化學反應中,混凝土結構的內(nèi)部溫度會有所升高,但外部則在通風良好的狀況下,散熱比較快,因此內(nèi)外溫差會很大,產(chǎn)生內(nèi)外應力,最終導致混凝土結構出現(xiàn)裂縫。
三、解決高層混凝土結構裂縫的措施
1、提高設計質(zhì)量,優(yōu)化高層建筑施工設計
設計人員需不斷學習先進技術,做好高層建筑的設計工作,提高設計質(zhì)量,進一步優(yōu)化高層建筑混凝土結構。混凝土配合比設計時,在保證混凝土具有良好工作性的情況下,應盡可能的降低混凝土的單位用水量。增配構造筋提高抗裂性能,配筋應采用小直徑、小間距,避免結構突變產(chǎn)生應力集中,在易產(chǎn)生應力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施。建議高層建筑混凝土結構可以與其他建筑結構裂縫合并進行使用,科學調(diào)整載重度,均勻分布符合,避免因內(nèi)外壓力不均差生裂縫。
2、加強施工過程監(jiān)督,提高施工質(zhì)量
設計是高層混凝土施工的前期工作,在設計合理的情況下,施工人員的施工技術和方法是混凝土結構穩(wěn)定的另一重保證。采用綜合措施,控制混凝土初始溫度、混凝土溫度和溫度變化。引起溫差裂縫澆筑時間盡量安排在夜間,最大限度降低混凝土的初凝溫度。要加強對混凝土施工的過程監(jiān)督,及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,避免結構成型后再出現(xiàn)難以解決的問題,以此混凝土施工質(zhì)量,進而提高高層建筑的整體質(zhì)量。
【結語】混凝土是高層建筑中不可或缺的原料,高層混凝土結構的結實程度關系到整體建筑的安全性能和未來使用壽命,提高高層建筑的安全可靠性必須首先保證高層混凝土結構的穩(wěn)定。只有將混凝土結構這一關把好,才能讓高層建筑得到民心,才能更好地造福于民。雖然目前高層混凝土結構會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,但只要多管齊下、多方面改進,總能全面解決此問題,終能讓高層建筑成為人們安居樂業(yè)的放心選擇。
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