賈 宇
(山西鋼鐵建設(集團)有限公司,山西 太原 030003)
如果在混凝土結構的設計階段設計人員出現了計算錯誤,會使建筑物的實際受力與設計受力產生偏差,導致混凝土出現配筋結構剛度不符、配筋數量不符等差錯,從而使得在工程施工時混凝土產生裂縫。
在現場施工中混凝土材料會隨著外界因素變化而產生水分蒸發、干縮的現象,進而出現裂紋。另外,工作人員在攪拌、運輸、澆筑及振搗混凝土的過程中,如果出現失誤就會使混凝土的質量產生問題,繼而出現裂縫。具體來說,作業人員在澆筑混凝土的時候,如果模板支撐的剛度不夠、模板的加固方式不正確、拆模的時機不對等,都會使得施工后混凝土產生裂縫;如果沒有充分振搗,會使得混凝土產生漏振的情況,最終導致混凝土的密實度不夠而產生裂縫。另外,作業人員還要注意施工時鋼筋是否會碰撞,一旦鋼筋碰撞會產生移位,久而久之混凝土就會產生質量問題。
當建筑結構的形狀及布置不規則時,由于各個方向上結構的剛度不一,因而產生的變形也不一樣,將在結構剛度薄弱處發生應力集中和彈塑性變形集中,從而形成裂縫。
混凝土雖然強度高,但是在應用于施工的過程中受到空氣因素的影響,硬化成型的混凝土中會出現大量的氣孔、微孔隙,繼而引發微裂縫。而隨著使用時間的延長,混凝土遭受風蝕危害,這些氣孔逐漸連接在一起,最終產生了較大的裂縫,對建筑的穩固性造成嚴重的影響。
鋼筋混凝土會受到溫度的影響,在溫度比較低的情況下,如果不能及時處理裂縫,經過反復的凍融,會使裂縫的范圍逐漸擴大。施工人員可以在混凝土構件表面覆蓋塑料布、阻燃草簾被(編織袋封包)、保溫棉被等進行保溫,對混凝土接茬部位進行澆筑時,也應當先加熱接茬處,然后實施澆灌。
混凝土澆筑施工后,由于蒸發而導致收縮現象為塑性收縮。塑性收縮應力超過混凝土自身抗拉力,會導致塑性開裂。如果環境干燥,加之風大、高溫,沒有及時養護混凝土,混凝土處于失水狀態,樓板等部位就會出現裂縫。如果澆筑混凝土時產生分層問題,或者混凝土離析,在混凝土骨料下沉時被鋼筋阻擋,僅鋼筋上方有砂漿,也會出現塑性裂縫。
當混凝土不再實施保濕養護,處于干燥空氣環境中,大量水分散失會導致嚴重收縮卻不能反彈,隨著水泥漿體干燥收縮越來越嚴重,當混凝土硬化后,失去水泥漿體小毛細孔中的水,此時出現負壓現象導致進一步收縮產生裂縫。干縮裂縫受環境影響很大,與水泥使用量、水膠配比以及添加劑等有一定關系。
水泥是混凝土重要組成部分,固體水泥漿體體積變化會導致混凝土收縮問題。在混凝土中使用粗骨料可以有效抑制水泥漿體體積變化,起到抵抗收縮的作用。混凝土中骨料含量越多,收縮量越小。小粒徑粗骨料干縮性較小,可以在混凝土中適當使用,溫度對其影響不大,可以增強抵抗裂縫功能。
在進行混凝土養護時,要確保使用的施工材料質量符合要求。混凝土的保溫和養護工作直接反映施工材料質量是否符合施工標準,對混凝土進行溫度養護,可避免因施工材料內部結構與外界的溫度差產生溫度變形,導致裂縫的發生。混凝土施工中,要充分考慮施工環境,外界環境會影響到混凝土材料性能,夏季要做好防曬工作和隔熱措施,陰雨天氣要使用防雨材料覆蓋混凝土,冬季則要做好保溫措施。進行養護環節時要做好排水工作,避免因混凝土滲入水使材料整體質量下降,會使混凝土產生大面積裂縫。
通過不斷改良建筑物的設計,可以顯著降低混凝土產生裂縫的概率。例如,設計人員在考慮結構設計的時候可以選擇中低強度的混凝土材料,也可以在承臺表面增加鋼筋的使用量;針對溫度變化所形成的裂縫,在實際操作中,可以通過采用永久式的伸縮方式來避免因溫度變化而形成裂縫。總而言之,相關人員需提前總結會導致混凝土出現裂縫的具體因素,并做好預先準備工作,完善建筑工程施工設計。
在工程施工時,建筑企業需要加強對混凝土澆筑工作的監督管理,明確混凝土澆筑的基本信息,如混凝土的澆筑量、混凝土澆筑振搗的耗時、運輸混凝土的時間等。根據混凝土的泌水性,其表面的二次壓抹工作應該在終凝結束之前就做好。除此之外,還需增加混凝土材料的剛度以適應施工的周邊環境,或通過擴散應力來適應施工環境,如在混凝土表面鋪設腳手板。
基礎設計時,為抵抗不均勻沉降引起的裂縫,宜選用承載力足夠且均勻的土層作為基礎持力層,遇有高壓縮性土層或不均勻土層可采用換填墊層法、CFG樁、振沖碎石樁等地基處理措施;如遇軟弱不均的土層,可選擇整體剛度較好的基礎。高層建筑主體與裙房基礎應協調設計,可選用不同的基礎形式,減少兩者間的沉降差,以消除沉降不一致帶來的影響。
在鋼筋混凝土工程施工過程中需要選擇低熱水泥,這種水泥可以使水化過程中所產生的水化熱現象降到最低。在施工過程中需要盡量控制混凝土水灰比,同時將外加劑與混凝土相融合,使水化熱可以逐漸降低,延遲熱峰出現的時間。通過合理改進混凝土攪拌工藝,為了使混凝土充分融合,有效降低混凝土澆筑溫度。
綜上所述,建筑工程施工已經成為促進城市發展的重要基礎。然而,鋼筋混凝土作為建筑工程經常會用到的材料,很容易出現裂縫,且裂縫以多元化的形式出現。因此,對于混凝土結構裂縫必須加強重視,采取合理的方式封堵、加固結構,對于環境因素產生的裂縫,需要科學分析,及時解決。