超長混凝土紻構伸縮絿問題討論

葛慶慶

（江蘇省啟東市政府投資項目工程建設中心，江蘇，啟東）

超長混凝土紻構伸縮絿問題討論

葛慶慶

（江蘇省啟東市政府投資項目工程建設中心，江蘇，啟東）

建筑工程中，許多混凝土結構在施工過程、使用過程中均出現不同程度和不同形式的裂縫，這是相當普遍的現象。按其成因，基本上可歸結為由外荷和變形引起的兩大類裂縫。工程實踐中的許多裂縫現象往往無法用荷載原因解釋，而是變形引起的裂縫。這種變形作用中，由混凝工收縮和溫度變形引起的收縮裂縫和溫度裂縫以及由這兩種變形共同引起的溫度收縮裂縫則是最常見的裂縫。雖然這類裂縫屬于非結構性裂縫，是變形作用引起的裂縫，一般不致于影響構件承載力和結構安全，但卻會影響結構的耐久性和整體性，同時也會給使用者在感官和心理上造成不良影響。隨著建筑向大型化和多功能化發展，超長結構(即超過《混凝土結構設計規范》所規定的鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距的結構)建筑不斷出現，混凝工強度等級的提高，施工中泵送商品混凝土的應用，使超長混凝土結構易出現的溫度收縮裂縫有逐漸增多的趨勢。我國《混凝土結構設計規范》僅對鋼筋混凝土伸縮縫最大間距控制和解決混凝土收縮和熱脹冷縮問題，顯然具有一定的局限性。

一、超長混凝土結構設計

超長混凝土結構設計時應因地制宜，區別對待。對不同地區的抗震設防烈度、環境溫度、材料、施工條件、建筑物的不同使用性質、平面布置、立面體形等，根據伸縮內應力特點，為減小或防止超長混凝土結構溫度收縮裂縫，應遵循以下?放?、?防?、?抗?相結合設計原則和相應的處理措施。

放的方法：減少約束體與被約束體之間的相互制約，以設置永久性伸縮的方法。將超長的現澆混凝土結構分成若干段，以釋放大部分變形，減少約束應力。

抗的方法：采取措施減少被約束體與約束體之間的相對溫差，改善配筋，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強度。

設置后澆帶。?以放為主?，為了消減溫度應力，取消伸縮縫，在施工期間設置臨時伸縮的后澆帶，把結構分成若干段，這樣可以有效地削弱溫度收縮應力。在施工后期，將若干段澆筑成一個整體，以承受約束力。這就是利用?后澆帶?辦法控制裂縫，達到不設置永久伸縮縫的目的。有效設置后澆帶是目前列入高規中的一種常用方法，它利用了混凝土早期收縮量大的特性，其主要作用是釋放早期混凝土收縮應力，減小以收縮為主的變形。高規對后澆帶的間距、寬度、鋼筋處理、澆筑時間有較明確要求，不少資料對此也有所介紹。具體工程應結合建筑物長度、氣候環境特點綜合考慮采取用相應具體做法。

采用UEA補償收縮混凝土。?以抗為主?利用超長混凝土結構無縫設計新技術，運用中國建筑材料科學研究院的專利產品 UEA膨脹劑，補償收縮混凝土在硬化過程中產生的膨脹作用。在結構中產生少量預壓應力來補償混凝土在硬化過程中產生的溫度和收縮拉應力，從而防止收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫范圍內。近年來為了減少堿含量，UEA—H膨脹劑代替了UEA膨脹劑。該新技術日趨成熟在多項工程中實施應用，為不設置永久伸縮縫開創了新局面。

采用預應力混凝土結構。對結構施加相應的預應力可以減小因溫度變化和混凝土收縮而在混凝土產生拉應力，從而達到擴大溫度伸縮縫間距目的。用預應力抵抗溫度變形裂縫無疑效果很好，但預應力成本高，技術復雜，當為滿足建筑層高、大跨度等特殊需要時采用該技術才能更顯現其技術優勢和效能。

工程結構中由變形作用引起的裂縫，為保證混凝土結構的耐久性，除從結構控制外，還可只考慮在裂縫部分表面封閉處理即可。

超長混凝土結構溫度收縮裂縫的預防首先應采用設置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應力的綜合措施，就是說不能僅靠設置后澆帶來解決問題，必須采取上述?放? ?防? ?抗?相結合的設計措施及相應的綜合措施。上述措施很多結構設計實例證明比較有效。

二、基礎底板及地下室部分

基礎底板及地下室部分不設永久性伸縮縫，避免了高層建筑整體穩定、埋深嵌固和地下室的防水等一系列的更加難處理的問題。地下基礎厚度往往是較大的大體積混凝工，它的凝結收縮是最突出的問題。地下室鋼筋混凝土墻受溫度影響較大，養護困難，溫度脹縮、開縮開裂問題容易出現。結合具體情況做具體分析從而采用可靠措施是必要的。控制基礎底板及地下室部分的混凝土裂縫問題常采取下列措施：

（1）混凝土強度等級不宜高，在滿足承載力和防水要求的條件下，宜在C30～C35的范圍選用。

（2）水泥應優先采用水化熱低的品種，如礦渣硅酸鹽水泥。

（3）為減少硬化過程中的收縮應力，設后澆帶。

（4）采用膨脹劑配制混凝土，利用UEA膨脹劑等新技術的補償收縮功能解決混凝土收縮開裂。

（5）基礎底板大體積混凝土，采用分層澆筑、階梯式推進，每層混凝土在初凝前完成上層澆筑，應避免出現冷縫。

（6）對混凝土凝結收縮，基礎底板僅受到地基的摩擦約束，可以通過增設滑移層減小摩擦約束。具體做法是設沙層、防水層、塑料布等兼作滑移層。

（7）地下室墻體的水平分布鋼筋不宜小于0.5%，并采用變形鋼筋，鋼筋間距不宜大于150mm。

（8）地下室外墻地平以上的部分，應設置保溫隔熱層，，避免直接暴露。

三、樓蓋結構

控制樓蓋結構混凝土裂縫，可采取下列措施：

（1）控制現澆板混凝土強度等級不宜大于C35，設置后澆帶。

（2）采用摻膨脹劑配制的補償收縮混凝土。

（3）樓板宜增加分布鋼筋配筋配筋率。樓板厚度≥200mm時，跨中上部應將支座縱向鋼筋的1／2拉通。屋面板、外廊板、陽臺板等外露室外現澆板(板跨＞4m，挑板≥1.5m)時，以及采用泵送混凝土的雙向連續板等溫度、收縮應力較大的現澆板，配筋更應加強，板面鋼筋間距宜150～200mm，并應在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋。板面的上、下面沿縱、橫兩個方向的配筋率不宜<01%，板在有受力鋼筋處，實配鋼筋還應予以適當增大。

（4）檐口板，外露欄板應雙面雙向配筋，上下端頭各配≥2Φ10溫度抵抗筋，并每隔15～20m設置一道20mm溫度伸縮縫，宜在柱子處設縫，縫寬l0mm。

（5）框架梁及所有現澆梁凡高度≥600者(外露梁高度≥ 500)均設置≮2Φ12腰筋。腰筋宜細而密，間距≯200mm，每側腰筋配筋率≮0.1%。外側邊粱不宜外露，宜設保溫隔熱面層。

（6）板鋼筋斷開，梁鋼筋直通不斷。在樓蓋面板必要的位置僅將混凝土板斷開，梁不斷開，在該跨粱中增加溫度鋼筋。因梁所處環境比板較好，伸縮溫差不顯著，截面積也小得多，且梁在結構中的作用比板重要，板斷開，樓蓋面伸縮混凝土截面積減小了70— 80%，伸縮自內力也就減少了 70～80%，因此，只要梁不斷，結構上矛盾就幾乎就沒有了。該方法目前工程采用較多，但由于有的工程梁較多截面積較大時，鋼筋全部不斷會約束混凝土收縮，也有達不到預期效果的。此時建議，梁上部鋼筋、腰筋及板鋼筋斷后錯開搭接或必要時先搭后補焊；粱下部鋼筋不斷，適當加大配筋。這樣既可大大減小梁鋼筋全部不斷對混凝土收縮形成的約束，又可避免梁鋼筋全部斷后造成的鋼筋搭、焊接困難。

（7）根據工程具體情況和需要，樓蓋采用部分預應力，使混凝土預壓應力有0.2～0.7MPa。

（8）加強屋面保溫隔熱措施，加厚保溫層、設隔熱通風層、采用高效保溫材料、或在屋頂安裝太陽能板，將溫差能源轉變成有益能源，嚴格滿足建筑節能設計標準。

隨著新技術和新型建筑材料在工程上的實施應用，伴隨著我國建筑業的發展，建筑規模越來越大，超長結構越來越多，溫度收縮裂縫是混凝土結構中較常見且日趨增多的裂縫，由于該裂縫的危害性及相關規范的局限性，無縫或少縫單體建筑設計的追求等問題，設計人員應予以足夠重視。對超長混凝土結構，設計者應根據混凝土收縮和溫度變形的特性、溫度收縮裂縫的成因和基本特點，建立最基本的概念，采取?放??防??抗?相結合的設計原則，針對性地采取減少或防止溫度收縮裂縫的具體行之有效的措施。

TU881

A

1674-3954（2011）02-0045-01