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某現(xiàn)澆框架結構質(zhì)量問題的成因分析及防治

2010-05-06 13:56    【  【打印】【我要糾錯】

  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(qū),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(guī)單位設計、監(jiān)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(jīng)拆模檢查發(fā)現(xiàn)一層及二層少數(shù)柱出現(xiàn)了“爛根”現(xiàn)象并且三層少數(shù)樓板出現(xiàn)非規(guī)則裂縫。2006年11月份經(jīng)工程回訪發(fā)現(xiàn)六層及一層墻體出現(xiàn)裂縫,外墻局部出現(xiàn)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(jiān)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(xiàn)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(jù)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(fā)現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)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(jù)《混凝土結構工程施工驗收規(guī)范》(GB50204-2002)規(guī)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(nèi)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(nèi)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(shù)量有所增加,而且鋼筋直徑大、間距小,并且根據(jù)構造要求,該搭接部位的箍筋加密,從外觀上看鋼筋網(wǎng)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(xiàn)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?矗陨洗胧┦怯行У。

  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(jù)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(xiàn)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(fā)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~100mm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(xiàn)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(jiān)控。要求施工人員嚴格按混凝土施工規(guī)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(xiàn)象。

  3、板面裂縫

  本工程三層樓面板模板拆除后發(fā)現(xiàn)樓面板出現(xiàn)較多并且較密集的裂縫,針對該現(xiàn)象,我們對混凝土板面裂縫的成因進行了分析,現(xiàn)澆混凝土樓板產(chǎn)生裂縫的因素很多,根據(jù)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(chǎn)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(huán)境后認為,本項目樓面板裂縫的出現(xiàn)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(nèi)部水分蒸發(fā),體積逐漸縮小,產(chǎn)生體積收縮,這時混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應力。當混凝土由于收縮產(chǎn)生的拉應力超過混凝土自身抗拉強度時,混凝土即會產(chǎn)生裂縫,而此種裂縫主要發(fā)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(zhì)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(xiàn)澆混凝土樓板裂縫問題,可以根據(jù)“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(xiàn)的較少并符合規(guī)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(zhì)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(zhì)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(xiàn)。對混凝土收縮和溫度應力,主要是加強現(xiàn)澆混凝土構件澆筑后的養(yǎng)護。混凝土養(yǎng)護是整個混凝土施工過程中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié),忽視對混凝土的養(yǎng)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(chǎn)生裂縫。本工程后期結構施工時,溫度逐漸升高,因此要求經(jīng)常澆水使其處于濕潤狀態(tài),并增加薄膜覆蓋保護,控制混凝土內(nèi)外溫差,有效地抑制裂縫的產(chǎn)生。

  3.2.2規(guī)范施工操作程序

  因荷載裂縫隨荷載(內(nèi)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(zhì)量驗收規(guī)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(xiàn)對已澆筑混凝土結構產(chǎn)生沖擊荷載;炷翝仓皯獙︿摻畋Wo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(diào)整。

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