核心筒裂縫控制技術(shù)

***大廈核心筒裂縫控制技術(shù)[摘要]核心筒在剪力墻結(jié)構(gòu)中作用非常重要,由于其厚度厚,長度長,施工質(zhì)量難以保證，現(xiàn)在的施工技術(shù)，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(zhì)量控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文從工程實際出發(fā)，闡述了核心筒結(jié)構(gòu)剪力墻裂縫控制的技術(shù)要點(diǎn)，并取得了較好的效果。[關(guān)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(nèi)，位于建***九路西側(cè)，在建躍進(jìn)路北側(cè)及建經(jīng)六路東側(cè)，在建緯四路南側(cè)。建筑層數(shù)-1+36層，建筑總面積為55371㎡，主樓建筑高度為147.3米，筒體結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土灌注樁樁基，鋼筋混凝土整板基礎(chǔ)?，F(xiàn)澆砼空心樓蓋，核心筒尺寸12200*9800，砼強(qiáng)度等級C50。該建筑物柱網(wǎng)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(cè)力構(gòu)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(yán)格的施工組織設(shè)計，砼采用商品砼，核心筒剪力墻混凝土設(shè)計等級為C50，墻厚500mm，采用復(fù)合木模板，全高4.2m，一次澆筑成型，施工完畢后，砼養(yǎng)護(hù)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(zhì)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(jīng)過12天的觀察，裂縫的寬度達(dá)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(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)站的專家均到現(xiàn)場，對裂縫進(jìn)行了論證分析，并一致認(rèn)為產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下幾個：高強(qiáng)砼收縮引起的、強(qiáng)約束引起的、建筑體形引起的、外力作用引起的以及施工質(zhì)量引起的，同時要求施工單位和砼公司共同控制砼的質(zhì)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(jù)上述情況，我們重新組織專家到實地察看，結(jié)合以往的經(jīng)驗，并針對工程現(xiàn)場的情況，得到以下幾個方的結(jié)論：1、筒體長度12200mm，但是中間加上兩側(cè)有7根暗柱。由于砼暗柱的較強(qiáng)的約束作用，以及現(xiàn)澆樓板的約束作用，柱子產(chǎn)生側(cè)移幾乎是不可能的，那么產(chǎn)生裂縫的原因，主要還應(yīng)是砼的凝結(jié)硬化時的收縮引起的，收縮后產(chǎn)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(wǎng)片，當(dāng)板內(nèi)砼產(chǎn)生較大的拉力時，鋼筋在配置不足的情況下，鋼筋內(nèi)會有較大的拉應(yīng)力，進(jìn)而有較大的應(yīng)變，所以會出現(xiàn)裂縫；同時，根據(jù)其它工程的設(shè)計經(jīng)驗，一般為對付水平裂縫，水平鋼筋應(yīng)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(chǎn)生可見裂縫的要因；3、砼本身的原因及施工質(zhì)量，通過了解，當(dāng)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(biāo)號是C50，砼公司在高標(biāo)號砼生產(chǎn)中也不是有很豐富的經(jīng)驗，高標(biāo)號砼本身的收縮就很大，上述多種因素綜合作用，產(chǎn)生較大的收縮就成為可能；4、結(jié)構(gòu)中的約束是不可避免的，本工程中主要的約束是內(nèi)約束，像墻體內(nèi)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(qiáng)約束加上砼的強(qiáng)收縮，所以產(chǎn)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(diǎn)；3、裂縫評估1、針對有人對砼的強(qiáng)度的懷疑，我們決定對成型的墻體混凝土進(jìn)行全面回彈檢測，測出混凝土的實際強(qiáng)度。按《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23-29）經(jīng)強(qiáng)度換算后的強(qiáng)度值在42MPa左右，考慮到砼后期強(qiáng)度的發(fā)展，說明砼的強(qiáng)度是符合要求的，同時業(yè)主又委托設(shè)計單位對該裂縫進(jìn)行計算分析也一致認(rèn)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(yīng)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(jié)構(gòu)而言，其砼墻體是個軸壓比較小的構(gòu)件，一般情況下當(dāng)混凝土強(qiáng)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(nèi)，而用于抵抗側(cè)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(qiáng)度已達(dá)42MPa，所以，即使砼的強(qiáng)度值與設(shè)計值還有一定的差距，對結(jié)構(gòu)也是不會產(chǎn)生影響的。3、綜上所述，經(jīng)過評估，此豎向的裂縫不影響承載力，但是應(yīng)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(gòu)造配筋的鋼筋混凝土出現(xiàn)一定程度的裂縫，不會迅速導(dǎo)致破壞，只是限制裂縫寬度問題，使其不達(dá)到有害程度?；蛘哒f裂縫寬度過大，應(yīng)該采取措施加以控制；4、控制措施1、嚴(yán)格施工的現(xiàn)場管理（1）、質(zhì)量員現(xiàn)場監(jiān)督，嚴(yán)格按操作規(guī)程施工，在施工中應(yīng)防止側(cè)模的偏移，開始澆注時應(yīng)加強(qiáng)對墻根部的振搗，以防止產(chǎn)生爛根現(xiàn)象?；炷恋倪\(yùn)輸應(yīng)均勻連續(xù)，防止產(chǎn)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(biāo)是豎構(gòu)件砼的自由傾落高度是2.2米，經(jīng)過分析決定分兩層澆筑完結(jié)，同時采用導(dǎo)管輸送砼，一次輸送到位，按混凝土的凝結(jié)時間對混凝土的澆注施工及混凝土攪拌站的混凝土供應(yīng)做合理的調(diào)度，使得上層砼在下層砼澆注后3-5h內(nèi)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(jié)合已經(jīng)很弱，如在混凝土接近初凝之時，對混凝土進(jìn)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(jié)構(gòu)的整體性。（3）、每層分層混凝土澆時，振搗棒應(yīng)插入下層混凝土5-10cm，以利于兩層混凝土充分結(jié)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(jìn)而保證砼的凝結(jié)養(yǎng)護(hù)到位，雖然水分可能進(jìn)不到砼里面去，但對砼的養(yǎng)護(hù)還是會起到作用的。（5）、控制拆模時間，拆除后加強(qiáng)灑水養(yǎng)護(hù)。我們認(rèn)為模板的拆除過早會對砼的失水產(chǎn)生影響，同時，也會使砼的強(qiáng)度達(dá)不到要求而產(chǎn)生早期荷載過大進(jìn)而產(chǎn)生裂縫的可能，同時對墻體的養(yǎng)護(hù)效果往往不很理想，故在拆除模板后刷上一層養(yǎng)護(hù)劑，可防止混凝土內(nèi)部水分的過度揮發(fā)，并應(yīng)進(jìn)行充分的澆水養(yǎng)護(hù)，以保證水泥的充分水化。2、加強(qiáng)砼原材料的控制我們走訪調(diào)查了江蘇鹽城地區(qū)的砼質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)砼施工，該地區(qū)的砼公司的經(jīng)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(zhì)量保證主要靠強(qiáng)度試驗的結(jié)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(diǎn)，必須進(jìn)行長時期準(zhǔn)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(zhì)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(chǎn)時，其外摻料采用不超過20%的礦渣，降低砼收縮；同時，嚴(yán)格控制砂石的活性物質(zhì)的含量，保證砼的質(zhì)量，進(jìn)而減小砼的收縮。3、調(diào)整設(shè)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(dāng)”的構(gòu)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(jié)構(gòu)中，采取增配構(gòu)造鋼筋的措施，使構(gòu)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(shè)計規(guī)范上看，結(jié)合抗拉構(gòu)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(yīng)力（與配筋率有關(guān)）、保護(hù)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(yīng)做到“細(xì)而密”，即配筋應(yīng)盡可能采用小直徑，小間距設(shè)計。提高混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)全截面的配筋率不宜小于0.3%，應(yīng)在0.3-0.5%之間。經(jīng)過與設(shè)計部門的溝通，最終選定Φ10@120鋼筋網(wǎng)片，同時在產(chǎn)生裂縫的對應(yīng)部位兩側(cè)，在上一層核心筒砼澆筑時加設(shè)鋼絲網(wǎng)，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(jīng)拌合而成的一種復(fù)合材料，它不僅能改善砼抗拉強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，而且能增強(qiáng)砼構(gòu)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(gòu)件具有優(yōu)良的抗沖擊能力，對于結(jié)構(gòu)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(jīng)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(jìn)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(qiáng)度最低1150MPa、形狀：鋼纖維用水融性膠水粘結(jié)成排，兩端帶鉤；摻量按1.0%（體積比），相當(dāng)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(jīng)過試驗和調(diào)整認(rèn)為：摻入鋼纖維后，砼的塌落度損失約為60～80mm，砼運(yùn)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(jié)合砼收縮因素和高溫季節(jié)施工的特點(diǎn)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(yán)格檢查,經(jīng)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(nèi)外砼膨脹劑、防水劑發(fā)展的最新機(jī)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(chǎn)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(yán)格按說明書的標(biāo)配置，并嚴(yán)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(zhì)量員和施工管理人員，嚴(yán)把過程中的每一個質(zhì)量控制點(diǎn)，一層核心筒施工后7天，我們拆除了核心筒的模板后，經(jīng)過觀察，沒有發(fā)現(xiàn)裂縫，經(jīng)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(jìn)一步的發(fā)展。為進(jìn)一步提高工程質(zhì)量，我們在檢查和總結(jié)上述施工方法后，同時指出了進(jìn)一步改進(jìn)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(yīng)進(jìn)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(diǎn)，必要時進(jìn)行分層、分段施工和加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和覆蓋。6、心得體會現(xiàn)在的高