朱葉強(qiáng)
(福州建工(集團(tuán))總公司, 福建 福州 350001)
現(xiàn)澆混凝土施工技術(shù)是現(xiàn)代大多數(shù)建筑工程建設(shè)施工中都會(huì)用到的主要工藝。尤該工藝所構(gòu)筑的剪力墻、樓板是建筑結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成部分,承擔(dān)著重要的荷載、抗剪任務(wù)。在現(xiàn)代社會(huì)持續(xù)發(fā)展、城市化進(jìn)程不斷加快的背景下,大量高層建筑項(xiàng)目的出現(xiàn),對(duì)混凝土澆筑工藝施工質(zhì)量的提出了更高的要求。而剪力墻、樓板裂縫是比較常見(jiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題,影響著建筑的穩(wěn)定性和安全性。因此,針對(duì)現(xiàn)澆混凝土剪力墻及樓板裂縫防治策略的深入研究,十分有必要。
聯(lián)發(fā)·君領(lǐng)壹號(hào)商品房工程項(xiàng)目位于漳州市高新區(qū)橫四路(園夢(mèng)路)以北、龍江南路以西,為九棟高層樓房的商品樓小區(qū)項(xiàng)目。總規(guī)劃用地面積 54455.69 平方米,總建筑面積 27419.64 ㎡。其中地上建筑面積 216471.64 ㎡,地下室建筑面積 59248 ㎡。本工程包括 1 號(hào)、2 號(hào)商業(yè)樓、3 號(hào)樓(3-1、3-2、3-3)高層住宅及物業(yè)管理用房、5 號(hào)~20 號(hào)樓高層住宅樓、21 號(hào)樓(21-1、21-2)高層住宅、商業(yè)、生鮮超市一類(lèi)高層組合樓、22 號(hào)樓幼兒園、23 號(hào)樓大門(mén)及 25 號(hào)~27 號(hào)樓配電房公共計(jì)量間等。
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)施工中邊角常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,影響著構(gòu)筑物的整體性以及物理穩(wěn)定性。在建筑工程中,剪力墻、樓板裂縫比較常見(jiàn),同時(shí)這些地方的裂縫對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的危害性也比較大,因此要重點(diǎn)研究和防治[1]??傮w來(lái)說(shuō),建筑剪力墻、樓板混凝土結(jié)構(gòu)體的裂縫的特征如下:
其一,多數(shù)裂縫都時(shí)呈縱向走勢(shì)的,裂縫具有連續(xù)性,大部分裂縫的長(zhǎng)度都接近墻的高度,中間較寬、兩端逐步變窄。其二,部分結(jié)構(gòu)表面分布著寬度普遍小于0.2mm 的裂縫,這些裂縫熟練較多,并且往往出現(xiàn)在混凝土拆模之后。
在建筑混凝土澆筑的樓板上,裂縫普遍較短,為1m 以下,且絕大多數(shù)裂縫長(zhǎng)度在350-700mm 之間。同時(shí),裂縫寬度較小,約為0.5-0.25mm,部分位置數(shù)量較多。樓按的裂縫一般比較集中于次梁附近,并且沿著板筋分布。樓板的角落位置有時(shí)會(huì)產(chǎn)生貫穿裂縫,和縱墻形成45°夾角。部分樓板的后澆帶、施工縫位置也經(jīng)常出現(xiàn)長(zhǎng)度較大的穿慣性裂縫。
在混凝土的凝固過(guò)程當(dāng)中,其內(nèi)部水分逐步蒸發(fā),整體體積變小,進(jìn)而引發(fā)收縮變形。而混凝土本身在收縮過(guò)程當(dāng)中如果受到限制,內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。拉應(yīng)力的存在,會(huì)導(dǎo)致樓板很容易產(chǎn)生和主要拉應(yīng)力方向垂直的裂縫,并且往往會(huì)貫穿樓板[2]。通常情況下,建筑的后澆帶以及施工縫等位置比較薄弱,在混凝土收縮時(shí),很容易產(chǎn)生裂縫。
和任何工程材料都一樣,混凝土也具有熱脹冷縮的特性。由于水泥水熱化現(xiàn)象的影響,現(xiàn)澆混凝土的內(nèi)部溫度比較高,混凝土內(nèi)外溫度的不對(duì)等,也會(huì)導(dǎo)致混凝土拉應(yīng)力的產(chǎn)生,進(jìn)而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。而在建筑施工中,如果是晴朗的天氣,長(zhǎng)時(shí)間被太陽(yáng)直射的部分溫度較高,而其他位置溫度較低,也會(huì)因溫度不同導(dǎo)致混凝土的凝結(jié)速度不一致,進(jìn)而導(dǎo)致形變過(guò)程不一致而產(chǎn)生拉應(yīng)力,導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。再比如,在混凝土澆筑完成之后,如果不對(duì)其表面進(jìn)行保護(hù),太陽(yáng)暴曬時(shí)表面水分快速蒸發(fā),會(huì)導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生大量密集的裂縫。
在建筑工程的建設(shè)中,一般使用商品混凝土,這類(lèi)混凝土都是用各種材料配制而成,具有含砂量大、水泥占比高、坍落度大等特點(diǎn)。即使內(nèi)部加入了一些外加劑,但是水泥及水的用量依然很大,因此而產(chǎn)生的水熱化現(xiàn)象以及收縮現(xiàn)象都很可能引起裂縫問(wèn)題[3]。當(dāng)然,如果混凝土材料本身的質(zhì)量不達(dá)標(biāo),也會(huì)因質(zhì)量問(wèn)題而產(chǎn)生裂縫。
如今建筑工程規(guī)模越來(lái)越大,混凝土結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,各個(gè)結(jié)構(gòu)體之間的受力關(guān)系需要設(shè)計(jì)人員科學(xué)分析,做到科學(xué)設(shè)計(jì)、合理設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方面的不合理,也是導(dǎo)致后續(xù)混凝土澆筑施工后出現(xiàn)裂縫的主要原因。
1.樓面結(jié)構(gòu)問(wèn)題
當(dāng)下多數(shù)建筑工程的混凝土現(xiàn)澆樓面以多跨結(jié)構(gòu)為主,每個(gè)結(jié)構(gòu)都處于相應(yīng)的約束狀態(tài)。在單塊面積的現(xiàn)澆板中,材料、工藝以及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中不同因素的存在,導(dǎo)致其面臨復(fù)雜的受力影響。通常情況下,這類(lèi)結(jié)構(gòu)的收縮形變能力較弱,如果設(shè)計(jì)人員僅僅處于經(jīng)濟(jì)方面的考慮,對(duì)樓板厚度取下限值,很容易導(dǎo)致樓板的抗裂能力受到嚴(yán)重影響。
2.施工縫和伸縮縫問(wèn)題
在房屋建筑工程混凝土施工中,需要按照相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范合理設(shè)置伸縮縫,伸縮縫的間距也有比較明確的規(guī)范要求。但是,伸縮縫的存在并不能對(duì)混凝土屋蓋溫度變形、砌體干縮引起的裂縫進(jìn)行有效防范[4]。但是,如果設(shè)計(jì)人員沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),將伸縮縫間距設(shè)置得過(guò)寬。甚至有些設(shè)計(jì)方案直接讓后澆帶來(lái)代替伸縮縫,然而后澆帶無(wú)法有效應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期存在的周期性循環(huán)溫度變形而引起的裂縫問(wèn)題。
3.鋼筋設(shè)置問(wèn)題
在建筑混凝土施工中,鋼筋是不可或缺的重要材料,也是混凝土結(jié)構(gòu)體中各類(lèi)拉力、應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的主體。目前,很多建筑樓板配筋都是基于正負(fù)彎矩和分離的形式進(jìn)行布置的,這無(wú)法對(duì)混凝土樓板收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)有效果。因?yàn)殇摻畹脑O(shè)計(jì)強(qiáng)度普遍較高,那么鋼筋間距的擴(kuò)大,其對(duì)樓板內(nèi)應(yīng)力的調(diào)節(jié)能力會(huì)減弱,進(jìn)而無(wú)法有效控制樓板裂縫。
在建筑工程施工中,無(wú)論是鋼筋施工還是混凝土澆筑施工,施工工藝以及質(zhì)量控制水平,都將可能影響裂縫的防治效果。比如,商品混凝土的坍落度過(guò)高,放置的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),都可能導(dǎo)致其出現(xiàn)裂縫[5]。在混凝土澆搗時(shí),如果振搗不均勻,導(dǎo)致內(nèi)部粗細(xì)骨料分離,會(huì)導(dǎo)致較粗的骨料下沉,細(xì)料浮于上層,導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)度、均勻性不佳,進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。在施工過(guò)程中,如果工藝不到位、質(zhì)量不達(dá)標(biāo),都是引起裂縫問(wèn)題的主要因素。在混凝土澆筑完成之后,如果沒(méi)有對(duì)混凝土進(jìn)行必要的保護(hù)、養(yǎng)護(hù)及降溫處理,也會(huì)因水泥水熱化現(xiàn)象、收縮現(xiàn)象而產(chǎn)生裂縫。
從工程設(shè)計(jì)層面提升墻體剛度,是避免墻體開(kāi)裂的重要方法。在本文案例聯(lián)發(fā)·君領(lǐng)壹號(hào)項(xiàng)目工程中,設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)際情況,適當(dāng)增加了核心架構(gòu)墻體的配筋率和厚度。為了避免豎向裂縫的產(chǎn)生,還適當(dāng)配置了橫向的分布筋。同時(shí),在設(shè)計(jì)中,利用BIM 軟件,對(duì)建筑物設(shè)計(jì)模型的重心和形心進(jìn)行模擬,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和調(diào)整,使之重合,減少建筑的偏心傾斜。在墻體筋工藝設(shè)計(jì)方面,采用的是細(xì)徑密排的方式,并且針對(duì)性設(shè)計(jì)了雙層雙向鋼筋,在墻體腳步位置設(shè)置了放射筋,在比較薄弱的位置配置加強(qiáng)筋。針對(duì)樓板的鋼筋配置,設(shè)計(jì)人員適當(dāng)加密了鋼筋布置密度,并且對(duì)單塊面積較大的樓板外角采用了雙層雙向配筋模式[6]。
在本工程中,施工單位選用了水熱化程度較低、強(qiáng)度較高的優(yōu)質(zhì)水泥材料,在配制過(guò)程中加入了減水劑和膨脹劑,進(jìn)一步降低混凝土的水熱化現(xiàn)象。因?yàn)楸竟こ處缀醵际遣捎玫谋盟突炷?,所以施工人員在其中加入了緩凝劑。在砂石骨料的選擇方面,確保含砂量小于3%。針對(duì)本工程的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)人員除了選用高性能混凝土以外,還將水灰比控制在了0.5 以下。這將有助于提升混凝土彈性模量,進(jìn)而提高混凝土構(gòu)筑體的抗裂能力。
在本工程混凝土現(xiàn)澆剪力墻及樓板澆筑完成之后,現(xiàn)場(chǎng)施工人員根據(jù)天氣及環(huán)境狀況,需要對(duì)混凝土使用必要的養(yǎng)護(hù)策略。普遍情況下,在澆筑完成的混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜,將有助于避免外部雜質(zhì)對(duì)混凝土造成不利影響,并且還能減緩混凝土表面水分蒸發(fā),進(jìn)而有效控制混凝土內(nèi)外的熱平衡,避免因內(nèi)外收縮不均而產(chǎn)生的裂縫。
在本工程施工中,施工單位建立了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量控制機(jī)制,通過(guò)大量的專(zhuān)業(yè)化培訓(xùn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋O(jiān)督機(jī)制,確保每個(gè)環(huán)節(jié)施工符合工藝要求[7]。在鋼筋配置方面,嚴(yán)格要求鋼筋配置的方式合理,將板底筋墊塊間距控制在800mm 左右,并且將板邊的第一道墊塊設(shè)置于第二到底筋下部。在樓板鋼筋的施工方面,幾字形馬凳筋上部及底部水平段的長(zhǎng)度都控制在200mm 左右??紤]到本工程部分板厚小于150mm,所以施工人員采用了φ10 的三級(jí)鋼筋制作幾字形馬凳筋。在混凝土澆筑環(huán)節(jié),現(xiàn)場(chǎng)在保證安全的情況下配置了鋼筋工,對(duì)出現(xiàn)變形移位的鋼筋進(jìn)行復(fù)位處理。
在混凝土澆筑施工完成之后,技術(shù)人員對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行了監(jiān)測(cè),現(xiàn)場(chǎng)管理人員確?;炷翉?qiáng)度在未達(dá)到1.2MPa 時(shí)不得有人員在上部走動(dòng),也不能堆積材料施加荷載。拆模方面,施工單位確?;炷镣耆不覐?qiáng)度達(dá)標(biāo)時(shí),再按照結(jié)構(gòu)體受力由小到大的順序進(jìn)行超模,通常在混凝土澆筑12h 之后,再根據(jù)實(shí)際情況安排拆模工作。
事實(shí)上,在建筑工程施工中,受到各種因素的影響,剪力墻、樓板出現(xiàn)裂縫是比較常見(jiàn)的問(wèn)題。但是,也需要對(duì)這些裂縫問(wèn)題引起足夠的重視,查明原因之后采取合理的方法進(jìn)行有效處理,避免對(duì)結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生更為嚴(yán)重的影響[8]。在本工程項(xiàng)目的施工中,施工單位根據(jù)剪力墻、樓板裂縫制定了一系列的處理措施。
針對(duì)出現(xiàn)裂縫的位置,先對(duì)混凝土表面進(jìn)行清理,去除各類(lèi)雜物。然后使用測(cè)定儀對(duì)寬度進(jìn)行測(cè)量。然后,用紅藥水浸泡裂縫,待吹干之后,鑿開(kāi)裂縫的一邊,測(cè)量紅藥水的浸入深度。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果和裂縫形態(tài)觀察,分析裂縫產(chǎn)生的原因,再制定合適的后續(xù)處理方案,同時(shí)對(duì)相應(yīng)的混凝土澆筑施工工藝進(jìn)行優(yōu)化。
沿著裂縫的痕跡和走向,開(kāi)V 型槽,通常情況下將深度和寬度分別控制在20mm 和10mm,并且開(kāi)槽時(shí)要超出裂縫兩端約50mm。再將開(kāi)鑿好的V型槽清理干凈,避免表面存在灰塵、油污以及其他雜質(zhì),為后續(xù)修補(bǔ)做好準(zhǔn)備。
在本工程中,施工人員使用的是ZG-13 型高強(qiáng)修補(bǔ)砂漿材料,在用清水濕潤(rùn)V 型槽并不留有明水之后,按照水料配比0.15:1 的比例配制修補(bǔ)劑。將修補(bǔ)劑均勻涂抹在V 型槽內(nèi),確保涂抹均勻,抹平,再覆蓋塑料薄膜做好養(yǎng)護(hù)。
綜上所述,在現(xiàn)代社會(huì)飛速發(fā)展的背景下,大量高層建筑的出現(xiàn),對(duì)混凝土澆筑施工質(zhì)量提出了更高的要求。面對(duì)比較常見(jiàn)的剪力墻、樓板裂縫問(wèn)題,施工單位應(yīng)當(dāng)基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?zhuān)業(yè)態(tài)度,制定一系列的防治措施。優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,選用優(yōu)質(zhì)材料,并對(duì)鋼筋、混凝土施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,確保施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫,還應(yīng)當(dāng)做好原因分析,并采用合適的方法進(jìn)行修補(bǔ)。只有這樣,才能進(jìn)一步提高工程建設(shè)質(zhì)量,推動(dòng)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。