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超长结构裂缝控制及跳仓法施工原理概述
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-08-04 10:08:47

 超长结构裂缝控制及跳仓法施工原理概述

摘 要:总结超长混凝土结构裂缝控制现状,分析裂缝产生原因,评述混凝土裂缝常见的控制方法,以及采用跳仓法控制裂缝的优点及施工原理并给出具体工程实例,最后提出研究超长结构裂缝控制及跳仓法施工原理的意义。 

  关键词:混凝土 超长结构 裂缝 跳仓法 

  中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)012-003-02 

  1概述 

  随着我国经济的不断发展,近年来在各地不断地涌现出大量的高层建筑。其中的很大一部分建筑属于超长结构。而随着建筑物使用功能向着多元化发展,建筑师们对不设伸缩缝的钢筋混凝土结构长度的要求也越来越高。目前,世界上一些发达的国家的混凝土结构规范对伸缩缝的间距并没有严格的规定,只是要求当结构的长度超过一定值时,要求计算温度引起的应力并且采取必要的措施加以解决。而在我国,《高层建筑混凝土结构规程》第3.4.12条规定了伸缩缝的最大间距,同时也规定了只要采取恰当的措施,伸缩缝的间距可以适当的增加。国内目前己经出现了不设缝的长度超过200m的混凝土结构。然而,随着混凝土结构的尺寸的增加,由于结构中温度变化引起的温差和由混凝土水化热反应引起的收缩变形所造成的应力问题也突显了出来。由结构内温度引起的变形和收缩变形所引起的结构的开裂直接影响到混凝土结构的正常使用。而目前,在国内规范中,并没有考虑温度变化所引起的荷载作用,对结构也只作构造上的要求;温度应力的计算模型以及对其的计算理论也尚不成熟。以上这些问题使得“超长超大”建筑物的裂缝控制问题成为许多急需解决的技术课题之一。 

  2裂缝产生的机理 

  混凝土结构中产生裂缝主要有以下两种:(1)由外荷载产生的应力,即由在常规计算中的主要应力所引起的裂缝;(2)由结构构件变形变化引起的裂缝。也就是结构由于温度变化、构件收缩和膨胀、以及结构不均匀沉降等因素所引起的裂缝。 

  根据国内外的工程实践表明,混凝土结构中的裂缝绝大多数都是由于变形变化引起的。其中,对于钢筋混凝土超长结构,由于环境温度变化引起的应力往往超过荷载引起的应力,使得混凝土结构产生裂缝。 

  3常见裂缝控制措施 

  目前对于裂缝的控制手段主要可以分为“抗”与“放”两种类型。 

  采用“抗”的手段,就是在混凝土结构中加入一定的压应力,以此来抵抗结构温度变化带来的拉应力,就是使结构材料具有足够的抗拉强度来抵抗约束内力。典型的方法是采用预应力的方法。具体做法是,在对结构温度应力进行计算以后,在需要的部位设置预应力钢筋,通过张拉,在楼板中预先引入一定程度的压应力并以此来抵消因混凝土收缩变化而引起的拉应力,此方法对解决平均温度应力比较有效,能够达到限制裂缝宽度的目的。另外,其他的方法还有选用高强材料、掺加纤维、使用膨胀剂、选用组合结构(如钢管混凝土)等等。 

  采用“放”的手段,就是使结构和材料具有比较大的变形能力,并且减小构件间的相互约束,也就是说通过减少或减弱结构的约束条件来达到释放温度应力的方法。主要方法有设置伸缩缝、设置滑动层、安装橡胶支座、减小构件尺寸等等。 

  4 跳仓法施工原理 

  跳仓法是解决超长混凝土结构不设缝的一种有效方法,是在传统的留置伸缩缝方法和后浇带方法的基础上发展而来的一项新的施工技术,以施工缝取代后浇带和永久性变形缝,跳仓法施工裂缝控制是采用“抗放兼施”、“先放后抗”,最后以“抗”为主的综合方法来控制混凝土结构裂缝。也就是在超长超大混凝土结构工程的施工中,利用混凝土在5到10天期间的性能尚未稳定并且没有彻底凝固前容易将内应力释放出来的原理,将超长的混凝土块体用垂直施工缝分为若干区域,按照“分块规划、隔块施工、分层浇筑、整体成型”的施工原则,每隔一段浇筑一段,并且相邻两段浇筑间隔时间不少于七天,以此来避免混凝土施工初期的部分激烈温差及干燥作用。待先浇筑的混凝土经过短期的温度收缩和应力释放后,再将若干区域浇筑连成整体,并且依靠混凝土抗拉强度来抵抗下一块混凝土体的温度应力的施工方法。这样的做法可以避免部分施工初期的温差及干缩作用,而且可以很大程度的减少施工期间的温度收缩应力,对混凝土裂缝的产生起到了有效的控制,同时也方便组织施工。 

  5 某工程中大面积混凝土楼板跳仓法施工应用 

  某工程框架纵向总长255米,横向总长116米,原设计由6条后浇带划分为15块,划分后最长的框架为45m。根据新的“跳仓施工”安排,在原设计的后浇带位置,设计跳仓施工缝,7条施工缝把7.885m楼板分为15块,每块的编号如图1所示。在劳力足够的情况下,最快的跳仓施工顺序为:首先同时浇筑第2、8、14块;第4、10块;第6、12块。7天后浇筑第5、11块;第1、7、13块;第3、9、15块。这样框架的温度应力分为二个阶段进行计算。第一阶段为第2、8、14、4、10、6、12块浇筑后7天内的温度应力计算,第二阶段为第5、11、1、7、13、3、9、15块浇筑后整个框架连成整体的温度应力计算。在第一阶段,每个浇筑块内的框架,分别各自承受浇筑后7天内水化热与干燥收缩产生的体积变形力。在第二阶段,连成整体的框架,共同承受首次浇筑段7天后的水化热与干燥收缩变形,以及第二次浇筑段的所有水化热及干燥收缩变形。 

  在混凝土浇筑前,应先将基层和模板浇水湿透,如果没有浇水或浇水不够,则模板吸水量大,干燥模板将过多吸收混凝土中拌合物中的水份,将引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。 

  整体浇筑方向为沿浇筑块的长边从一头向另一头推进,从而方便喷雾养护、第一次收光覆盖、第二次收光覆盖的流水衔接。每跨浇筑时从梁柱节点处或预应力张拉加腋处开始下料,斜面分层向两头推进,推进至梁跨中间部位后再把下料口移到梁柱节点处或预应力张拉加腋处下料(此种浇筑方式汽车泵可实现,固定泵较难实现)。 

  跳仓缝处振捣要小心细致,不要踫撞坏收口网,振捣细致可保证混凝土与收口网的粘接质量。注意浇筑速度与安排出现避免施工冷缝。 

  6 结语及展望 

  当前,我国在超长混凝土结构方面已有大量工程实践,并且从中取得了很多宝贵经验。在设计中设计人员多参照已建工程得到的经验,设计缺乏相应的理论依据。另外,规范、规程中也很难找到超长结构公认的设计方法。因此,对超长混凝土结构温度裂缝的控制措施进行全面、系统的研究,具有重大的理论和实用价值。而跳仓法浇筑技术措施则在不设缝情况下,成功的解决了超长、超大面积混凝土裂缝控制和防渗的问题,具有广阔的研究价值和应用前景。 

  参考文献: 

  [1] 高层建筑混凝土结构规程(JGJ3-2010)[S].北京:中国建筑工业出版社,2010. 

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