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1工程概況

某教學樓工程,總建筑面積30284m2,建筑總高度27.5m,位于武漢市,主體結構為六層全框架結構,分為A、B二個區(qū),混凝土全部采用商品混凝土,填充墻采用加氣混凝土砌塊,由正規(guī)單位設計、監(jiān)理和施工。本工程于2006年1月份開始主體結構施工,主體結構一層及二層完成時間分別為2006年1月下旬和2006年2月下旬,主體結構完工時間為2006年5月中旬,工程于2006年8月下旬竣工并交付使用。

主體結構施工時,經拆模檢查發(fā)現(xiàn)一層及二層少數(shù)柱出現(xiàn)了“爛根”現(xiàn)象并且三層少數(shù)樓板出現(xiàn)非規(guī)則裂縫。2006年11月份經工程回訪發(fā)現(xiàn)六層及一層墻體出現(xiàn)裂縫,外墻局部出現(xiàn)滲水。

2爛根

本工程模板全部采用九夾板,柱高為3.9米,模板拼裝前由監(jiān)理逐根檢查柱底是否清理干凈,柱根模板在澆注混凝土前用堆砂方法封閉,商品混凝土坍落度現(xiàn)場測試為190mm,考慮商品混凝土坍落度和水灰比較大,柱混凝土澆注前末采用砂漿封底,混凝土施工采取兩次成型,*次混凝土澆注高度為柱全高,澆注完成后根據天氣情況約等30分鐘～1小時左右再澆注梁板混凝土。施工完成后檢查發(fā)現(xiàn)柱根有少許混凝土漿體溢出,整個柱模板沒有偏位及跑模情況。

2.1產生的原因

考慮本工程的具體特點,初步認為影響因素主要有:混凝土配合比不合理,混凝土澆注高度太大,柱根混凝土末振搗密實,模板拼裝不嚴密等等。

2.1.1混凝土配合比

商品混凝土為保證泵送的需要,要求混凝土混合料必須具有可泵性,這是保證混凝土能否正常工作的關鍵。而混凝土可泵性的主要性能表現(xiàn)為流動性(坍落度)方面,流動性是它能夠泵送的主要性能,所以泵送混凝土的坍落度比較大。當混凝土坍落度較大時,混凝土中的水泥漿容易沿著模板拼縫處外滲,拆模后形成只見粗骨料而不見水泥漿的情形,這樣就形成了柱腳“爛根”。

2.1.2混凝土澆注高度

根據《混凝土結構工程施工驗收規(guī)范》(GB50204-2002)規(guī)定:澆注混凝土時,應注意防止混凝土的分層離析?；炷劣闪隙?、漏斗內卸出進行澆注時,其自由傾落一般不宜超過2m,在豎向結構中澆注混凝土的高度不得超過3m,否則應采用串筒、斜槽、溜管等下料。但在實際施工中,施工單位為圖方便,總是不能保證混凝土傾落高度小于2m。本工程中施工人員采用一次下料的方法施工。因混凝土自由傾落高度過高并且柱內鋼筋過密,水泥砂漿受到鋼筋骨架的阻力被粘結浮掛,而粗骨料率先落下,并在柱根部堆積,這也是造成柱“爛根”的一個重要原因。

2.1.3混凝土振搗

對柱鋼筋而言,從豎向鋼筋看,柱根部處于上、下鋼筋搭接位置,鋼筋數(shù)量有所增加,而且鋼筋直徑大、間距小,并且根據構造要求,該搭接部位的箍筋加密,從外觀上看鋼筋網變成了鋼筋板,因此混凝土的澆筑和振搗都比較困難。商品混凝土因為輸送速度快,一次澆注量大等特點,易造成混凝土施工人員“搶進度”的現(xiàn)象,因此很容易形成混凝土振搗不實。

2.2防治措施[1～2]

針對以上原因,在后期施工中,從以下幾個方面進行預控,從后期拆?？?以上措施是有效的。

2.2.1嚴格控制混凝土配合比

施工時嚴格控制混凝土水灰比,保證和易性,為盡量減少混凝土用水量,改善混凝土的粘聚性與和易性,在混凝土里摻入水泥用量2％的TW—3系列高效減水劑。根據試驗室試配結果,水灰比控制在0.40時,坍落度可達15cm,完全滿足施工需要。但在泵送時,混凝土容易堵管,結合現(xiàn)場實際情況,決定混凝土的澆搗方案采用塔吊吊運澆搗,而不采用泵運混凝土。

2.2.2保證混凝土澆注高度

因工程設計的鋼筋比較密集,所以使用普通的串筒和布溜子極易發(fā)生堵塞并且不易布設,我們采用了直徑150mm塑料管下料,每隔2m布設一個入倉口,使管底距混凝土面不超過2m,隨著澆筑的上升,將管逐漸剪掉,使用這種辦法保證了混凝土的入倉的均勻性,使混凝土均勻上升,能夠很容易控制混凝土的鋪料厚度。同時,澆筑混凝土前,先均勻澆筑一層50mm～l00mm厚的同強度等級的水泥砂漿或減石子混凝土,以避免混凝土在下落過程中石子落在下面,造成石子過多砂漿少的現(xiàn)象。

2.2.3嚴格控制混凝土振搗時間

在混凝土吊運過程中控制混凝土輸送時間,當混凝土振搗時間不足時,采取先停止吊送,待混凝土振搗滿足要求時再輸送混凝土。在混凝土振搗時,振搗時間以混凝土表面無氣泡泛出為準,設專人監(jiān)控。要求施工人員嚴格按混凝土施工規(guī)范要求進行振搗。

2.2.4柱根模板密封必須滿足要求

首先要保證底板混凝土面的平整,在混凝土樓板澆筑過程中,將樓板振搗密實,拉線找平用3m刮杠將表面刮平搓毛。柱模支撐并加固后用速凝混凝土砂漿封堵模板與底板間的縫隙,待砂漿達到一定強度后再澆筑混凝土。

通過采用以上措施,在本工程的三至六層主體結構施工中很好地避免柱腳“爛根”現(xiàn)象。

3板面裂縫

本工程三層樓面板模板拆除后發(fā)現(xiàn)樓面板出現(xiàn)較多并且較密集的裂縫,針對該現(xiàn)象,我們對混凝土板面裂縫的成因進行了分析,現(xiàn)澆混凝土樓板產生裂縫的因素很多,根據成因*常見的裂縫可分為四類:混凝土收縮引起的裂縫(簡稱收縮裂縫)、溫度變化引起的裂縫(簡稱溫度裂縫)、荷載作用引起的裂縫(簡稱荷載裂縫)和施工原因造成的裂縫[3～4]。其基本原理見相關文獻。

3．1產生的原因

結合本工程三層樓面板混凝土裂縫的位置并分析施工工藝及施工環(huán)境后認為,本項目樓面板裂縫的出現(xiàn)主要是以下方面因素引起的。

3.1.1混凝土自身收縮

三層樓面板中有較大量的板面裂縫處于板角,因混凝土在硬化時內部水分蒸發(fā),體積逐漸縮小,產生體積收縮,這時混凝土內部產生拉應力。當混凝土由于收縮產生的拉應力超過混凝土自身抗拉強度時,混凝土即會產生裂縫,而此種裂縫主要發(fā)生在板角等應力相對集中、結構剛度相對薄弱處[5]。

3.1.2人員質量意識較差

樓板鋼筋馬凳設置不合理,施工時因板面有較多施工人員行走,工人踩踏造成樓板鋼筋骨架高度變小,而鋼筋工在混凝土澆注時又未能及時將鋼筋復位,導致混凝土樓板因有效高度減少而形成裂縫。

3.2防治措施

解決現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫問題，可以根據“放”、“抗”、“防”的指導思想并結合工程實際情況采取相應措施實施控制。“放”和“抗”主要是通過減少約束或增強混凝土抗裂能力來達到減少裂縫的目的。而在施工階段主要應采取“防”的措施，力求使混凝土裂縫出現(xiàn)的較少并符合規(guī)范要求。因此，針對本工程的具體特點，我們采取了以下措施。

3.2.1加強對混凝土施工的控制

加強原材料質量檢測和控制,按前述方法減小水灰比,降低坍落度,減少砂率,增加粗骨料粒徑,確?；炷恋馁|量。在混凝土施工時,應使混凝土布料均勻,在澆筑混凝土1h～2h后,對混凝土進行二次振搗,減少混凝土表面裂縫的出現(xiàn)。對混凝土收縮和溫度應力,主要是加強現(xiàn)澆混凝土構件澆筑后的養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護是整個混凝土施工過程中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié),忽視對混凝土的養(yǎng)護,既會降低混凝土的強度,又易使其在硬化過程中失水得不到及時補償而產生裂縫。本工程后期結構施工時,溫度逐漸升高,因此要求經常澆水使其處于濕潤狀態(tài),并增加薄膜覆蓋保護,控制混凝土內外溫差,有效地抑制裂縫的產生。

3.2.2規(guī)范施工操作程序

因荷載裂縫隨荷載(內力)加大而增寬,成為結構構件破壞前的征兆,因此,在施工過程中應將混凝土的荷載裂縫作為裂縫控制的重點。在施工過程中,應嚴格按《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》的要求組織施工。在已澆筑的混凝土強度未達到1.2N/mm2以前,不得上人施工,更不允許進行下道工序的施工。應避免出現(xiàn)對已澆筑混凝土結構產生沖擊荷載?；炷翝仓皯獙︿摻畋Ｗo層厚度進行重點檢查控制,施工中應避免對鋼筋的踩踏,混凝土泵管支撐點應加高墊板,要求鋼筋工隨班對鋼筋進行檢查,當保護層厚度不夠時應及時調整。

3.2.3優(yōu)化設計

針對本項目中預埋線管較多的特點,我們組織設計、監(jiān)理和施工單位對預埋線管進行了優(yōu)化。在敷設時強調管線應盡量避免交叉,平行布置的管線間應保持一定的距離,使管線周邊的混凝土能夠澆筑振搗密實,避免混凝土截面受到削弱。請設計人員到現(xiàn)場共同分析裂縫出現(xiàn)的原因,在板角處增加了部分放射狀負鋼筋。

在后續(xù)施工時,除了強調以上幾點外,由項目部對相關工種及班組進行技術交底,特別是安全、技術和質量,提高作業(yè)人員的質量意識。在本項目A區(qū)六層樓板及屋面施工完成后對板面檢查后發(fā)現(xiàn)除了在六層樓板跨度較大的房間有局部小裂縫外,其他基本沒有板面裂縫的出現(xiàn)。

3.3對裂縫的處理[6]

經對出現(xiàn)的裂縫進行檢查后確定以下二種處理辦法:

3.3.1表面處理法

對于裂縫寬度小于0.2mm而且數(shù)量較多較密集的表面裂縫,采用環(huán)氧樹脂涂層處理。施工時,首先沿裂縫將混凝土表面刷毛,清除表面的灰塵、白灰、浮渣及松散層等污物,然后用毛刷蘸酒精沿裂縫兩側20～30mm處擦洗干凈并保持干燥,再用環(huán)氧樹脂充填混凝土表面氣孔。

3.3.2灌注法

對于裂縫寬度大于0.2mm的裂縫,采用灌注環(huán)氧樹脂的方法對裂縫進行了處理。處理方法是在清理基面的基礎上將環(huán)氧樹脂分多次注入裂縫中,并在裂縫表面采用碳纖維布覆蓋處理。

4墻體裂縫

本工程回訪時,發(fā)現(xiàn)六層及一層墻體均出現(xiàn)了局部裂縫。六層外墻靠近窗洞口附近有細小裂縫。而且有些裂縫已經開始滲水。根據相關資料介紹可知,涉及形成加氣混凝土墻體裂縫的因素很多,既有地基沉降、溫度變化、干縮變形方面的原因,也有設計構造、材料及施工質量、工程管理方面的原因。從裂縫的成因角度分析,常見裂縫可分為5類:(1)溫度裂縫;(2)干燥收縮裂縫(簡稱干縮裂縫),往往溫度和干縮共同作用產生裂縫;(3)設計構造不當產生的裂縫;(4)施工質量產生的裂縫;(5)因墻面抹灰產生的裂縫。根據砌體受力部位及約束條件的不同,加氣混凝土砌塊墻面裂縫出現(xiàn)不同的特征。根據裂縫出現(xiàn)的形狀可分為:水平裂縫、垂直裂縫、沿暗管和暗線埋設處產生的裂縫,不規(guī)則裂縫,八字形斜裂縫,以及墻面抹灰造成的不規(guī)則裂縫[7]。

4.1產生的原因

本工程填充墻砌筑的時間為五月上旬,完成時間為六月下旬。施工時間較短,并且本工程工期非常緊,在砌筑四至六層墻體時,一至三層內墻即已開始抹灰。從本工程具體施工情況討論墻體裂縫的形成主要有以下幾個方面。

4.1.1砌體沉縮變形引起的裂縫

本工程中內墻在與梁交接處形成了較多的橫向裂縫,這種裂縫主要是砌體的沉縮變形引起的。該裂縫產生的主要原因在于*上皮砌塊斜砌未頂緊;墻與梁、板交界處灰縫過厚;墻與梁、板交界處灰縫不滿及*頂部的墻和梁、板之間的斜砌塊過早地砌筑。而窗口下部出現(xiàn)的斜裂縫主要原因是砌體在砌筑過程及砌筑完成后都會形成沉降收縮,它包括砌體在自重作用下產生的砂漿塑性變形而下沉,也包括墻體材料和砂漿的干燥收縮,其內應力的大小與砌體的沉縮量成正比。當砌體的兩端被牢固地約束時,墻體的中部因沉縮而使砌塊下部受拉,從而引起豎向裂縫。

4.1.2溫度變化引起的裂縫

因鋼筋混凝土和砌體的溫度線膨脹系數(shù)不同。當溫度變化時,鋼筋混凝土與砌體的變形不一致,在約束條件下溫度變化引起建筑物內部較大的溫度應力,這種溫度應力在整體墻內產生,內應力的大小與溫度的變化成正比。而頂層砌體門、窗洞口的角部又是正應力、溫度應力集中的部位,因此易引起頂層砌體門、窗洞口的八字形裂縫。

4.2對裂縫的處理

4.2.1外墻裂縫處理

本工程墻體裂縫的處理以外墻為主,本工程外墻裝飾采用的是面磚飾面,滲漏維修方法是用裂縫修補劑加普通硅酸鹽水泥按比例拌制成修補膏,將面磚之間灰縫上所有裂縫、孔洞嵌填密實,干燥后用萬可涂和水以1∶10比例稀釋后噴涂兩遍。經過上述方法處理以后,面磚間灰縫便具有良好的憎水功能,雨水淋在灰縫上呈水珠滾落,從而可有效阻止雨水通過灰縫滲入墻體。

4.2.2內墻裂縫處理

墻體由差異沉降引起的斜裂縫屬變形因素引起的,它們一旦出現(xiàn),在墻體內由差異沉降引起的約束拉應力隨即消失,這種裂縫趨于穩(wěn)定后不會影響結構的承載力。而本工程一層墻體出現(xiàn)的裂縫均屬于此種類型。因此,對于內墻面裂縫的處理方法是待整體結構趨于穩(wěn)定后采用高強度等級砂漿填縫并增粘抗裂網后刮灰進行封閉處理。

5結語

現(xiàn)澆混凝土結構質量問題的發(fā)生是極其復雜的問題,質量問題產生的原因是多方面的,有些質量問題在施工過程中能夠及時發(fā)現(xiàn),但也有些質量問題需待投入使用后才能顯現(xiàn)出來,而對于后期顯現(xiàn)的質量問題處理時難度較大,因此,除了在設計階段對容易出現(xiàn)質量問題的環(huán)節(jié)進行針對性的處理外,在施工階段應加強對原材料及施工各個環(huán)節(jié)的控制,才能從根本上防止和減少質量問題的發(fā)生,從而保證結構的安全性和耐久性。