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高层地下室剪力墙裂缝的分析与处理

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贵州省六盘水市人民广场附近某高层建筑,地下室为一层,地上21层,全框剪结构,建筑面积约42300平方米,其造型较复杂,高73.9米,混凝土墙东南两面长度分别为46米和55米,地下室柱间距为6米至7.8米,层高4.5米,地下室混凝土墙厚300毫米,2003年10月开始施工,2005年5月主体完工,经沉降观测,未发现异常现象。
  混凝土结构裂缝原因分析及处理方法
  该建物施工地下室西侧剪力墙时,混凝土浇注后,为加快模板周转,养护3天后,开始拆模,未发现裂缝产生,当结构上至二层时,发现东墙上有细小裂缝产生,裂缝产生的间距不尽相同,间距约3至5米,有6条垂直型小裂缝;当时请专业人员采用NW-4B型非金属超声波仪和裂缝读数显微镜对裂缝进行测量,经几个月测读,未发现裂缝增宽或增深,因此该裂缝不会对拟建物的结构产生影响,但可能影响建筑的使用和耐久性。
  1.裂缝产生的原因
  一般构筑物产生裂缝的原因有如下几点:(1)由外部荷载引起的裂缝;(2)由结构次应力引起裂缝,一般由于设计阶段的设计模型与实际应力的不同引起的;(3)变形应力引起的裂缝,由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的,施工中可采取措施避免。
  施工该建筑物时,正值冬季,灌注混凝土时气温为16℃,当夜气温急剧下降,并降大雪,气温为-4℃,因此,根据施工情况和裂缝形状,该建筑物东墙所形成的裂缝应为温度、收缩、膨胀裂缝,为何呈垂直型发育,因当时气温剧降,模板与模板的连接处保温稍差,所以结构上至第二层时,混凝土变形遭受刚度、强度较大的构件约束时,构件产生拉应力,建筑西墙裂缝由结构次应力引起裂缝;该裂缝经处理后,不危及建筑物结构安全和使用寿命。
  2.已形成裂缝的处理方法
  沿裂缝切出15-20mm深的V形槽,槽中灌入材料根据裂缝宽度确定,裂缝宽度在0.2-0.3mm之间,的用灌入环氧树脂补强;裂缝宽度在0.05-0.2mm之间,灌入甲凝;裂缝宽度在0.01-0.05mm之间,灌入环氧氨脂;裂缝宽度大于0.3mm,可直接采用水泥灌浆,严格限制养护期内施工荷载,处理至今已一年,使用检查亦未发现渗漏及新裂缝。
  裂缝控制的基本原理
  只要不属于不均匀沉降引起的裂缝,表面的龟裂,对建筑物的危害较小,但贯穿裂缝影响建筑物的整体性和耐久性,对有防水要求的建筑物影响更大,甚至会严重影响使用功能。为防止混凝土贯通裂缝的产生,有效控制表面裂缝的发展,可采取多种方式,如施工中温差不宜过大,设置永久性伸缩缝、变形缝来释放混凝土的应力变形。也可采用强混凝土中的配筋率及在混凝土中掺入微膨胀剂的方法,减少混凝土收缩,防止混凝土产生裂缝,经工程实践,以上方法行之有效,经济适用。
  防止裂缝产生的综合措施
  1.合理选用原材料
  水泥宜选用水化热较低的水泥;强度较高的水泥能减少水泥用量,有利于防裂。外加剂选用减水率较高的高效减水剂以及性能优越的膨胀剂,若为泵送混凝土还须掺入缓凝剂,最好选用复合型外加剂,既满足多种性能要求,又方便施工。
  砂、石骨料应选用中、粗砂,且砂含泥量严格控制在3%以内,根据泵送能力,尽量选用粒径较大的碎石,有条件时选用5-40mm粒径的级配石,若采用非泵送方法浇捣混凝土更有利于抗裂。
  2.优化工程设计
  提高墙体的强度和刚度是防止墙体开裂的有效措施,可适当增加墙体厚度和配筋率,由于墙体裂缝是竖向产生,合理利用横向分布筋;合理调整建筑物“重心”和“形心”的位置,尽量让其重合,减少偏心倾斜。基础设计应与上部结构荷载相协调,确保建筑物均匀沉降;墙体筋设计应采用细径密排,最好采用双层双向钢筋,角部设置放射筋,预留洞口等薄弱部位应设置加强筋。水、电管线避免重叠交叉。
  3.优化配合比设计
  选用高性能混凝土,如采用补偿收缩混凝土,在混凝土中掺入适量的膨胀剂,使混凝土产生微量膨胀来补偿其产生的收缩;严格控制水灰比,宜控制在0.5以下,水灰比的降低,将会提高混凝土的弹性模量,提高其抗裂性能;在保证混凝土质量的前提下,尽量降低水泥、砂含量,提高石子用量。
  4.加强施工过程控制
  争对昼夜温差大,在内外模板外覆盖草帘,加强保温和保湿;减小浇水养护间隔;设置碘钨灯以备温差较大或寒流来临时夜间使用;延缓拆模时间,墙板内部与表面温差小于150C以下时方可拆模。
  施工总结
  1.在一定范围内,混凝土结构尺寸过大时,应注意水泥水化热引起的温度应力和温度变形。
  2.混凝土内部由于水泥水化热中心温度高,热膨胀大,在中心产生压应力,在表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度值和钢筋的约束作用时,会产生变形。
  3.混凝土在施工阶段常受外界气温变化的影响,加大混凝土内外温差和温度应力。
  4.混凝土收缩变形,由于浇筑中坍落度、外加剂、石子粒径、振捣密实度等影响混凝土的均匀性,造成弹性模量不均匀,导致应力集中,引起裂缝。
  5.设计造型较复杂的工程,也会造成应力集中,在薄弱部位形成裂缝。
  因此在施工中应注意以上问题,当墙体出现裂缝后,应及时分析问题,做到有的放矢处理问题,杜绝建筑物混凝土墙体裂缝产生。

 

发布:2007-07-27 15:16    编辑:泛普软件 · xiaona    [打印此页]    [关闭]
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