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,混凝土全部采用商品混凝土,填充墻采用加氣混凝土砌塊,由正規單位設計、監理和施工。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,經拆模檢查發現一層及二層少數柱出現了“爛根”現象并且三層少數樓板出現非規則裂縫。2006年11月份經工程回訪發現六層及一層墻體出現裂縫,外墻局部出現滲水。

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,第一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。施工完成后檢查發現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范》(GB50204-2002)規定:澆注混凝土時,應注意防止混凝土的分層離析。混凝土由料斗、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,從后期拆模看,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,設專人監控。要求施工人員嚴格按混凝土施工規范要求進行振搗。

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”現象。

3 板面裂縫

本工程三層樓面板模板拆除后發現樓面板出現較多并且較密集的裂縫,針對該現象,我們對混凝土板面裂縫的成因進行了分析,現澆混凝土樓板產生裂縫的因素很多,根據成因最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境后認為,本項目樓面板裂縫的出現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,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的較少并符合規范要求。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,確保混凝土的質量。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。對混凝土收縮和溫度應力,主要是加強現澆混凝土構件澆筑后的養護。混凝土養護是整個混凝土施工過程中不可缺少的一個重要環節,忽視對混凝土的養護,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,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。應避免出現對已澆筑混凝土結構產生沖擊荷載。混凝土澆筑前應對鋼筋保護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。

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