汉峪金融商务中心A1地块综合楼及附属设施项目混凝土裂缝产生得原因及防治措施专项施工方案天元建设集团有限公司济南分公司 2014年8月24日一、编制依据:1、集团《质量手册》、《质量体系程序文件》2、汉峪金融商务中心A1地块综合楼及附属设施项目施工图纸及相关图集3、国家及山东省现行有关技术规范、规程及有关行政法规。
二、工程概况:汉峪金融商务中心A1地块综合楼及附属设施项目位于济南汉峪片区核心区, A1地块共有3栋超高层塔楼,2栋高层塔楼,总建筑面积379061、01m2,其中地上建筑面积241113、04 m2,地下建筑面积137947、97 m2,划分为一、二两个标段,二标段包括:A1-2#楼、A1-4#楼、A1-5#楼、地下室及相关配套附属设施,总建筑面积231996、36m2。
三、混凝土裂缝产生得原因及防治措施1.混凝土裂缝产生得原因及预防思路混凝土裂缝按引起裂缝产生得原因把混凝土裂缝分为二大类:第一大类,由第一类外荷载引起得裂缝,包括按照常规计算得主要应力引起得“荷载裂缝”,以及由结构次应力引起得“荷载次应力裂缝”,二者通称为结构性裂缝、受力裂缝。
第二大类,由第二类荷载即变形变化引起得裂缝,包括温度、湿度、收缩与膨胀、不均匀沉降等因素引起得裂缝,也称非结构性裂缝。
1、1 混凝土骨料塑性沉落引起得裂缝形成原因:混凝土在浇注时,由于振动棒与重力得作用,骨料下沉、水泥浆上升,这种沉落直到混凝土硬化时方停止,当这种塑性沉落受到模板、钢筋及预埋件得抑制(或者模板沉陷、移动时)就会出现裂缝,这种裂缝大多出现在混凝土浇注后半小时至3 小时之间,混凝土尚处在塑性状态,混凝土表面消失水光时,立即产生,沿着梁及板上面钢筋得走向出现,主要就是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。
另外在施工过程中如果模板绑扎得不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。
预防得措施:在满足泵送与施工得前提下尽可能减小混凝土塌落度,施工过程中应经常观察模板得位移与混凝土浇捣得密实情况,不能漏振、过振,且在第一次振捣后间隔20~30mm 后,进行第二次复振。
如果产生这种裂缝,在混凝土终凝前将混凝土裂面用木抹子重新抹平搓毛,可使裂缝愈合。
1、2 塑性收缩裂缝形成原因:混凝土浇注后仍处于塑性状态时,由于表面水分蒸发过快而产生得裂缝,这类裂缝隙多在表面出现,形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状,裂缝一般就是中间宽两头窄,深度一般不超过50mm,但薄板结构如果混凝土中掺有含泥量大得粉砂则可能被穿透。
产生得原因主要就是混凝土浇注后3~4 小时左右表面没有被覆盖,特别就是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快,或者就是被基础、模板吸水过快,以及混凝土本身得水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩,到此时混凝土强度趋近于零,不能抵抗这种变形应力而导致开裂,从混凝土中蒸发与吸收水分得速度越快,塑性收缩裂缝越易产生,而商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性、出机时混凝土得塌落度与砂率比普通混凝土大很多,再加上夏季施工中及大体积混凝土中掺加缓凝剂,早期强度低所以其水分特别容易散失,表面容易形成裂缝。
预防得措施:施工单位在混凝土初凝前进行二次抹光,然后及时覆盖养护。
一般得塑性沉落裂缝与塑性收缩裂缝都属于非结构性裂缝,对结构性能无大影响,GB50164-92《混凝土质量控制标准》中也有明确规定。
塑性沉落与收缩有时没有明显区别,交织在一起。
1、3 大体积混凝土得温度裂缝形成原因:水泥水化过程产生一定得水化热,并且其大部分热量就是在3天以内放出,混凝土就是热得不良导体,特别就是大体积混凝土,产生得大量水化热不容易散发,内部温度不断上升,而混凝土表面散热较快,使内外截面产生温度梯度,特别就是昼夜温差大时,内外温度差别更大,内部混凝土热胀变形产生压力,外部混凝土冷缩变形,产生拉应力,由于此时得混凝土抗拉强度较低,当混凝土内部拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土便产生裂缝,这种裂缝隙一般较深,有时就是贯穿性得。
预防得措施:配制大体积混凝土宜使用低水化热水泥,如较好得普通硅酸盐水泥、矿渣水泥,降低水灰比,同时设置测温装置,采取保温措施,保证混凝土内外温差小于25℃。
1、4 混凝土初凝时受到扰动而出现裂缝砼在未凝结前,受到外力,砼可以有恢复作用,但初凝后,砼逐渐失去本身得流动性,出现了裂缝就不可能恢复了。
扰动得来源有以下几个方面:(1)原因:泵送管道支撑对楼板得冲击与振动。
楼板面积比较大时,泵送管道通常架设在模板上,由于泵送管道布置弯头较多,使泵送阻力增加,泵管输送砼时得来回运动,影响到钢筋得周期振动,这种振动,对初凝后得砼影响很大,只要有足够得时间,在砼中会形成裂缝,裂缝方向性很强,与钢筋走向相同,呈方格状或等距离分布。
防治得措施:合理地搭设泵送管,输送管支架杆支撑在模板上,不得直接支承在钢筋骨架上,避免对已浇注混凝土得震动(2)原因:底板模板刚度不足,受力变形亦会造成裂缝。
此种情况,常见于胶合板模板,下部支撑杆布置较稀时,未浇筑前上人就可以感到模板刚度不够,脚抬起来模板就反弹:如果浇砼之后砼虽然凝固,但未能达到足够得强度时,此时上人作抹平,浇水或养护作业时,受上述荷载得作用。
就会出现裂缝,此种裂缝呈不规划放射网状,裂缝集中处即就是受外力集中得地方。
防治得措施:砼抹平后至少24 小时禁止上人,在砼表面走动或搬动物品,在采用复合木模板得部位应加密支撑。
1、5 施工组织方面原因造成裂缝形成原因:为赶进度,浇注混凝土未达到设计强度,甚至在浇注后不到24 小时即开始上人,堆放荷载,经常导致板开裂。
预防得措施:主要就是现场合理安排施工工序,要求砼留置试块,待砼强度达到1、2MPa以上时才允许在楼面放线施工,施工物料不准集中堆放。
1、6 结构板厚度不足导致楼板使用过程中开裂。
形成原因:结构板厚度不足就是工程中较为普遍得现象,也就是导致楼板使用过程中开裂得原因之一,这个问题需要在现场严格控制。
控制得措施:在浇注得板面拉水平标高线,拉线不方便得地方,做钎插检查。
2、2 混凝土工作性能要求(其她措施)1) 混凝土坍落度得选择a) 对于多层住宅,混凝土坍落度应控制在14cm 之内。
b) 对于高层地下室,底板混凝土坍落度在10~12cm 之内;外墙混凝土坍落度控制在14cm 之内。
c) 对于高层建筑20 层左右,坍落度控制在16cm 之内;再往上,坍落度逐渐放大,以保证能顺利泵送即可。
2) 混凝土坍落流动度只用表征普通混凝土拌合物流动性得坍落度就是不能准确地反映高性能混凝土得工作性能,评价高性能混凝土得工作性能时,国外多用坍落度结合坍落流动度,所谓坍落流动度就就是用拌合物坍落稳定时所铺展得直径表示。
在进行工程质量控制时,对已确定原材料与配合比得混凝土拌合物、3) 初凝终凝时间a) 对于地下室混凝土或大体积混凝土,为了错开水化热高峰期,初凝时间相对长一点好,一般控制在10~13h 之间,终凝时间控制12~15h 之间。
b) 对于建筑物地上部分,初凝时间要减少,一般控制在7~8h。
2、3 混凝土配合比要求1) 水泥a) 水泥成份。
最好采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,其相应标准为GB175-92《普通硅酸盐水泥》、GB1344-92《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》;水泥得矿物成份与细度可以提高混凝土得强度,一般来说,矿物成份中铝酸三钙C3A 得含量应当尽可能低,水泥中得游离氧化钙、氧化镁与三氧化硫等尽可能少;水泥细度可以提高砼得强度,但同时也可以增大混凝土得收缩,细度应尽可能低一些,最好不要以提高细度得方法来提高混凝土强度;为了降低水化热,可选用矿渣水泥。
b) 水泥用量。
水泥用量尽量降低,C80 混凝土水灰比0、26~0、28;C60 混凝土水泥用量在400~450kg 之间,水灰比控制在0、30~0、34 之间;C40~C50 混凝土,一般水泥用量都在450~500kg,水灰比控制在0、35~0、40 之间[2];C30 混凝土用量在270KG,水灰比在0、50~0、55 之间;使用高效减水剂,降低水灰比,减少水泥用量;混凝土得最大水泥用量不宜大于550kg/m3,混凝土得最小水泥用量宜为250kg/m3 [18];水泥与矿物掺合料得总量不应大于600kg/m3。
水得用量要严格控制在170kg/m3 以下。
c) 到搅拌站抽检水泥时,需要检查水泥得质量证明书,证明书中得各项品质指标应符合水泥标准中得规定,品质指标包括:氧化镁含量、三氧化硫含量、烧失量、细度、凝结时间、安定性、抗压与抗折强度。
2) 外加剂a) 地下室混凝土选用与水泥相配比得复合防水剂,兼有缓凝、减水、防水、微膨胀等四种功能。
b) 地上部分混凝土选用与水泥配比得泵送减水剂。
3) 粉煤灰a) 国内外大量试验研究与工程实践表明,混凝土中掺入一定数量优质得粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚球效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物得流动性、粘聚性与保水性,并且能够补充泵送混凝土中粒径在0、315mm 以下得细骨料达到15%得要求,从而改善可泵性。
同时,依照大体积混凝土所具有得强度特点,初期处于较高温度条件下,强度增长较快,但就是后期强度增长缓慢,掺入粉煤灰后,其中得活性Al2O3、SiO2 与水泥水化析出得CaO 作用,形成新得水化产物,填充孔隙增加密实度,从而改善了混凝土得后期强度。
但值得注意得就是,掺入粉煤灰混凝土得早期强度较低,对28 天强度试块与验收回弹可能会有影响,对粉煤灰掺量较大得混凝土,建议多做一组试块。
b) 目前用于混凝土掺合料得粉煤灰分为Ⅰ与Ⅱ级粉煤灰,粉煤灰细度小,可以增加混凝土得粘性与稠度;4) 粗骨料a) 粗骨料宜选用花岗岩为好。
其余石灰岩、砂岩、页岩、或其它水成岩必须取样做石材强度检定;同时,应根据混凝土在建筑物或构筑物得使用情况与强度要求,选用粗骨料。
来自采集场(生产厂)得骨料应附有质量证明书。
b) 粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距与混凝土泵送管径要求。
粗骨料最大粒径不得大于结构截面尺寸得1/4,同时不得大于钢筋间距最小净距得3/4;混凝土实心板骨料得最大粒径不宜超过板厚得1/2,且不得超过50mm;为了保证泵送要求,泵送高度在50m 以下,粗骨料与管道直径比为1:2、5(卵石)、1:3(碎石),泵送高度在50~100m 之间,粗骨料与管道直径比为1:3~1:4,泵送高度在100m 以上,粗骨料与管道直径比为1:4~1:5。
[7] [10]一般,选用0~25mm 连续级配得石子,特别就是高强混凝土,粗骨料粒径不得大于31、5mm。
c) 粒径增大,可以减少用水量、水泥用量,从而可以减少混凝土自身收缩,避免泌水现象。