核心筒裂縫控制技術

***大廈核心筒裂縫控制技術[摘要]核心筒在剪力墻結構中作用非常重要,由于其厚度厚,長度長,施工質量難以保證，現(xiàn)在的施工技術，能夠保證表面的平整、光滑，即表面成型好，但由于使用大流動度的泵送混凝土澆注施工，在過往的施工中，墻體不同程度地出現(xiàn)裂縫已成為不爭的事實，如何控制剪力墻，尤其是核心筒部位的墻體裂縫，已成為工程質量控制的重點和難點，本文從工程實際出發(fā)，闡述了核心筒結構剪力墻裂縫控制的技術要點，并取得了較好的效果。[關鍵詞]核心筒、剪力墻、水灰比、抗裂纖維、坍落度、分層1、工程概況阜寧縣***大廈A座寫字樓工程位于江蘇省阜寧縣***新區(qū)內，位于建***九路西側，在建躍進路北側及建經六路東側，在建緯四路南側。建筑層數-1+36層，建筑總面積為55371㎡，主樓建筑高度為147.3米，筒體結構。鋼筋混凝土灌注樁樁基，鋼筋混凝土整板基礎?，F(xiàn)澆砼空心樓蓋，核心筒尺寸12200*9800，砼強度等級C50。該建筑物柱網的跨度較大，雙核核心筒緊靠集中布置，簡體剪力墻是主要抗側力構件。圖1：核心筒平面布置圖2、地下室施工中出現(xiàn)的問題工程施工前，項目部制定了嚴格的施工組織設計，砼采用商品砼，核心筒剪力墻混凝土設計等級為C50，墻厚500mm，采用復合木模板，全高4.2m，一次澆筑成型，施工完畢后，砼養(yǎng)護7天后拆除模板，在拆模的過程中，發(fā)現(xiàn)筒體剪力墻出現(xiàn)豎向裂縫，該質量問題主要發(fā)生在兩個核心簡體剪力墻暗柱之間及門洞上方。經過12天的觀察，裂縫的寬度達0.15mm，肉眼可見，但沒有繼續(xù)發(fā)展。圖2：裂縫位置示意圖2、原因分析主管部門、監(jiān)理單位和當地質監(jiān)站的專家均到現(xiàn)場，對裂縫進行了論證分析，并一致認為產生裂縫的原因主要有以下幾個：高強砼收縮引起的、強約束引起的、建筑體形引起的、外力作用引起的以及施工質量引起的，同時要求施工單位和砼公司共同控制砼的質量，在沒有針對性的有效措施采取前，不允許繼續(xù)施工。但是專家的原因分析具體性不夠，要采取針對性措施難，根據上述情況，我們重新組織專家到實地察看，結合以往的經驗，并針對工程現(xiàn)場的情況，得到以下幾個方的結論：1、筒體長度12200mm，但是中間加上兩側有7根暗柱。由于砼暗柱的較強的約束作用，以及現(xiàn)澆樓板的約束作用，柱子產生側移幾乎是不可能的，那么產生裂縫的原因，主要還應是砼的凝結硬化時的收縮引起的，收縮后產生的較大的變形所致；2、由于墻板鋼筋均采用雙層Φ8@180鋼筋網片，當板內砼產生較大的拉力時，鋼筋在配置不足的情況下，鋼筋內會有較大的拉應力，進而有較大的應變，所以會出現(xiàn)裂縫；同時，根據其它工程的設計經驗，一般為對付水平裂縫，水平鋼筋應有一定的配置量，本工程采用的Φ8@180鋼筋，無論從直徑還是間距上都顯得不足，這可能是產生可見裂縫的要因；3、砼本身的原因及施工質量，通過了解，當時施工時的是五六月份，溫度很高，砼中沒有摻膨脹劑（砼公司的成本高），施工人員在施工時，由于砼失水過多，砼的坍落度在澆筑時已很小，為了能使得砼澆筑順利，部分人員又重新加水來改善砼的流動性，加上砼的標號是C50，砼公司在高標號砼生產中也不是有很豐富的經驗，高標號砼本身的收縮就很大，上述多種因素綜合作用，產生較大的收縮就成為可能；4、結構中的約束是不可避免的，本工程中主要的約束是內約束，像墻體內的暗柱、頂部的暗梁對核心筒砼墻板收縮變形的約束；墻端與墻中收縮變形的相互約束，上述強約束加上砼的強收縮，所以產生了裂縫，而砼的裂縫是豎向的直縫，也充分地說明了這一點；3、裂縫評估1、針對有人對砼的強度的懷疑，我們決定對成型的墻體混凝土進行全面回彈檢測，測出混凝土的實際強度。按《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ/T23-29）經強度換算后的強度值在42MPa左右，考慮到砼后期強度的發(fā)展，說明砼的強度是符合要求的，同時業(yè)主又委托設計單位對該裂縫進行計算分析也一致認為其承載能力能滿足建筑物的安全及使用要求，同時提出，應采取有效措施，控制砼裂縫的再次發(fā)生或控制砼的裂縫寬度。2、按照PKPM軟件的計算，就筒體結構而言，其砼墻體是個軸壓比較小的構件，一般情況下當混凝土強度等級在C40至C50之間變化時，本工程核心筒各墻肢軸壓比最大值為0.62～0.50范圍內，而用于抵抗側向力的核心筒四周外壁軸壓比均小于0.62，混凝土的延性仍能得到保證。而通過檢測，砼的強度已達42MPa，所以，即使砼的強度值與設計值還有一定的差距，對結構也是不會產生影響的。3、綜上所述，經過評估，此豎向的裂縫不影響承載力，但是應該屬于沒有滿足正使用極限的要求，對于鋼筋混凝土，特別是有充分構造配筋的鋼筋混凝土出現(xiàn)一定程度的裂縫，不會迅速導致破壞，只是限制裂縫寬度問題，使其不達到有害程度?；蛘哒f裂縫寬度過大，應該采取措施加以控制；4、控制措施1、嚴格施工的現(xiàn)場管理（1）、質量員現(xiàn)場監(jiān)督，嚴格按操作規(guī)程施工，在施工中應防止側模的偏移，開始澆注時應加強對墻根部的振搗，以防止產生爛根現(xiàn)象?；炷恋倪\輸應均勻連續(xù)，防止產生冷縫或施工縫。（2）、分層澆筑，由于墻高4.2m，按照施工規(guī)范的標是豎構件砼的自由傾落高度是2.2米，經過分析決定分兩層澆筑完結，同時采用導管輸送砼，一次輸送到位，按混凝土的凝結時間對混凝土的澆注施工及混凝土攪拌站的混凝土供應做合理的調度，使得上層砼在下層砼澆注后3-5h內澆筑，而不是控制在下層混凝土的初凝之前，砼的初凝時間并不是混凝土不致出現(xiàn)冷縫的終凝時間，實際上在此時澆注混凝土，上下層混凝土的結合已經很弱，如在混凝土接近初凝之時，對混凝土進行振動，同樣也會在新舊混凝土之間形成一層薄弱層，從而影響結構的整體性。（3）、每層分層混凝土澆時，振搗棒應插入下層混凝土5-10cm，以利于兩層混凝土充分結合。（4）、保持模板的濕潤。一是繼續(xù)采用木模板，二是澆筑前酒水濕潤。澆筑后48小時保持模板表面的濕潤，進而保證砼的凝結養(yǎng)護到位，雖然水分可能進不到砼里面去，但對砼的養(yǎng)護還是會起到作用的。（5）、控制拆模時間，拆除后加強灑水養(yǎng)護。我們認為模板的拆除過早會對砼的失水產生影響，同時，也會使砼的強度達不到要求而產生早期荷載過大進而產生裂縫的可能，同時對墻體的養(yǎng)護效果往往不很理想，故在拆除模板后刷上一層養(yǎng)護劑，可防止混凝土內部水分的過度揮發(fā)，并應進行充分的澆水養(yǎng)護，以保證水泥的充分水化。2、加強砼原材料的控制我們走訪調查了江蘇鹽城地區(qū)的砼質量，發(fā)現(xiàn)高強砼施工，該地區(qū)的砼公司的經驗還不充足，他們對砼全過程的控制還不夠，目前建筑市場出現(xiàn)了很多新型的摻合料，質量保證主要靠強度試驗的結果，而體積變形穩(wěn)定性方面的試驗，而許多材料都有增加收縮的特點，必須進行長時期準確的收縮試驗，才能得到有利于控制裂縫的材料。同時，混凝土中的較大含泥量及其它雜質可以明顯地降低混凝土的抗拉性能，有的混凝土骨料中混入了有害膨脹物引起混凝土的崩裂，故我方通過與砼公司對接，要求砼生產時，其外摻料采用不超過20%的礦渣，降低砼收縮；同時，嚴格控制砂石的活性物質的含量，保證砼的質量，進而減小砼的收縮。3、調整設計的配筋，主要是控制水平鋼筋的直徑和間距。鋼筋混凝土中配筋率對混凝土中自約束有很大的影響?！斑m當”的構造配筋能夠提高混凝土的極限拉伸，對控制混凝土的溫度收縮裂縫及收縮裂縫有積極的作用。在墻板結構中，采取增配構造鋼筋的措施，使構造鋼筋起到溫度筋的作用，能有效地提高混凝土的抗裂性能。從設計規(guī)范上看，結合抗拉構件最大裂縫寬度Wmax及裂縫間距Lcr公式都可以看出，鋼筋的應力（與配筋率有關）、保護層厚度、鋼筋的直徑都影響了最大裂縫寬度Wmax及裂縫間距Lcr，所以配筋原則應做到“細而密”，即配筋應盡可能采用小直徑，小間距設計。提高混凝土結構的含鋼率或減小鋼筋直徑都可提高材料的抗裂性能，但減小鋼筋直徑、加密間距要比提高含鋼率效果明顯一些。采用直徑8-14mm的鋼筋和100-150mm間距是比較合理的，結構全截面的配筋率不宜小于0.3%，應在0.3-0.5%之間。經過與設計部門的溝通，最終選定Φ10@120鋼筋網片，同時在產生裂縫的對應部位兩側，在上一層核心筒砼澆筑時加設鋼絲網，寬20cm；4、加抗裂鋼纖維和膨脹劑（1）、鋼纖維砼的性能鋼纖維砼是在砼中摻入適量鋼纖維經拌合而成的一種復合材料，它不僅能改善砼抗拉強度低的缺點，而且能增強砼構件的抗剪、抗裂和耐久性，能使脆性的砼具有較好的延性。同時，鋼纖維砼具有較好的能量吸收能力，因而它使構件具有優(yōu)良的抗沖擊能力，對于結構抗震性能有極大改善。如用于剪力墻中，同樣具有抗收縮、增加水平抗剪的作用。（2）、鋼纖維材料選用經過考察和征求意見，我們選用了天津公司曾用過的佳密克絲膠粘性鋼纖維，此材料為進口材料。該材料的特征主要為：長度：35mm、直徑：0.55mm、長徑比：65、抗拉強度最低1150MPa、形狀：鋼纖維用水融性膠水粘結成排，兩端帶鉤；摻量按1.0%（體積比），相當于每立方米砼摻抗裂纖維80kg。（3）合理選定砼塌落度，摻入鋼纖維對砼的坍落度會有影響，且不同的鋼纖維摻量，對砼塌落度損失值不一樣，經過試驗和調整認為：摻入鋼纖維后，砼的塌落度損失約為60～80mm，砼運輸及由于氣溫高等困素塌落度的損失約20～40mm，綜合以上情況，施工采用坍落度要求值可比普通砼大20mm，這樣也給砼的澆筑帶來了方便。（4）外加劑的選擇：結合砼收縮因素和高溫季節(jié)施工的特點可通過選用高效減水型膨脹劑，外加劑中不得含有氯鹽,對外加劑必須嚴格檢查,經試驗合格后，我們選用了XF-III型HEA抗裂防水劑，此外加劑綜合了目前國內外砼膨脹劑、防水劑發(fā)展的最新機理，具有膨脹抗裂、密實防水、減水、緩凝等諸多功能，與水泥相容性好。該產品不含氯離子，堿含量低，對鋼筋無銹蝕作用，無毒、無味、不燃、使用安全。我們要求嚴格按說明書的標配置，并嚴格工藝過程。5、效果檢查通過上述綜合措施的采取，我們旨在解決核心筒的裂縫問題，我們安排了專職質量員和施工管理人員，嚴把過程中的每一個質量控制點，一層核心筒施工后7天，我們拆除了核心筒的模板后，經過觀察，沒有發(fā)現(xiàn)裂縫，經過28天的后期觀測，出沒有發(fā)現(xiàn)可見的砼裂縫，同時地下室核心筒的裂縫沒有進一步的發(fā)展。為進一步提高工程質量，我們在檢查和總結上述施工方法后，同時指出了進一步改進的方法，就是本工程是現(xiàn)澆空心樓蓋且墻板的砼量體積也大，我們在施工中應進一步考慮砼澆筑的時間，盡量將砼安排在傍晚時施工，同時考慮大體積砼施工的特點，必要時進行分層、分段施工和加強養(yǎng)護和覆蓋。6、心得體會現(xiàn)在的高