大型工業(yè)廠房無筋混凝土整體地面裂縫控制施工技術(shù)

　　摘要：現(xiàn)澆混凝土在成型過程中影響其變形的因素很多，往往容易使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫而影響工程質(zhì)量。本文通過對工業(yè)廠房大面積無筋混凝土整體地面裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，從施工控制的角度出發(fā)，采用分條跳倉澆筑等技術(shù)措施、方法，有效地控制了大面積無筋混凝土整體地面有害裂縫的產(chǎn)生，保證了工程施工質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：無筋混凝土，地面，裂縫，控制

　　大面積無筋混凝土整體地面在大型工業(yè)廠房等地面的施工中經(jīng)常遇到，其混凝土面層的面積和厚度均較大是它的主要特點(diǎn)。由于無筋混凝土的抗拉極限強(qiáng)度較低，且組成混凝土原材料的韌性較差，所以在大型工業(yè)廠房大面積無筋混凝土整體地面施工中除了對其強(qiáng)度、抗折、平整度有嚴(yán)格的要求外，控制其表面裂縫（裂紋）的產(chǎn)生也是施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　一.無筋混凝土面層裂縫的種類和特性

　　通縫（即斷板）常出現(xiàn)在梁柱軸線的位置，為一段與延長板垂直方向基本在同一水平面位置上的連續(xù)通縫。

　　表面裂縫常出現(xiàn)在地下有溝道或管線通過處的面層上，通常人們?nèi)庋鄱伎梢杂^察到。

　　而正常情況下肉眼不易觀察到的表面不規(guī)則的細(xì)微裂縫，常出現(xiàn)在門洞口附近的混凝土地面面層上。

　　這些裂縫常出現(xiàn)在施工階段，往往在尚未增加使用荷載之前就已經(jīng)出現(xiàn)了，這些裂縫的出現(xiàn)在很大程度上會影響地面工程質(zhì)量。

　　二.裂縫產(chǎn)生的原因分析

　　裂縫產(chǎn)生的原因主要有：（一）外荷載的直接應(yīng)力引起的；（二）在外荷載作用下，由結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的；（二）變形變化引起的。

　　因此，在混凝土地面工程施工階段，在無筋混凝土地面尚未受荷的狀態(tài)下出現(xiàn)的面層裂縫應(yīng)屬于由變形變化引起的，即結(jié)構(gòu)由溫度、收縮和膨脹、不均勻沉降等因素而引起的裂縫，即時(shí)變結(jié)構(gòu)裂縫。國內(nèi)外的調(diào)查資料表明：工程實(shí)踐中結(jié)構(gòu)物的裂縫原因?qū)儆谟勺冃巫兓�（溫度、濕度、不均勻沉降）引起的裂縫約占80%以上。起因是混凝土結(jié)構(gòu)自身要求變形，當(dāng)變形得不到滿足，即變形受到結(jié)構(gòu)約束時(shí)引起應(yīng)力，這個(gè)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)便出現(xiàn)了裂縫。

　　在這幾種變形中，室內(nèi)無筋混凝土地面由濕度變化引起的裂縫又占主要部分。在工程上，最常遇到的問題是與濕度變化有關(guān)的毛細(xì)收縮及吸附收縮。其次，由于大面積地面無筋混凝土的暴露面大，混凝土中的水分蒸發(fā)較快，由混凝土水分蒸發(fā)引起的收縮變形數(shù)量較大，且混凝土在水分蒸發(fā)及含濕量上的不均勻分布，形成濕度變化梯度，也就是結(jié)構(gòu)的濕度場，引起收縮應(yīng)力，這也是引起表面開裂的最常見原因之一。

　　混凝土的水分蒸發(fā)可以引起收縮，混凝土的收縮來源于水泥石的收縮，所以水灰比越大、收縮越大。在干燥收縮、碳化收縮和溫度收縮中，混凝土中約80%左右的多余水分蒸發(fā)時(shí)將引起混凝土干燥收縮，在有關(guān)資料中介紹其值最大可達(dá)8×10-4，而且整個(gè)過程是由表及里逐步發(fā)展的。由于濕度的不均勻，收縮變形也隨之不均勻，這樣就在混凝土內(nèi)部引起了相當(dāng)大的應(yīng)力，從而導(dǎo)致了混凝土的開裂。另外，混凝土溫度下降時(shí)產(chǎn)生線收縮，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的降溫與收縮同時(shí)發(fā)生時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)將承受互相疊加的拉應(yīng)力，更容易導(dǎo)致混凝土開裂。氣溫較高的夏季施工的工程比其他季節(jié)施工的工程更容易開裂。

　　三.大面積無筋混凝土整體地面裂縫控制施工技術(shù)措施

　　(一)混凝土配合比應(yīng)控制水泥、拌合用水的用量和骨料的級配

　　施工前，通過試配確定混凝土配合比，嚴(yán)格控制混凝土的拌合用水量及水泥用量。因水泥用量越大，含水量越高，收縮變形就會越大，且延續(xù)的時(shí)間越長，裂縫就越容易產(chǎn)生。在成都神鋼創(chuàng)百億工程項(xiàng)目的地面施工中，經(jīng)過試配調(diào)整，地面混凝土選擇了配合比為1：1.79：4.13，水灰比為0.43，水泥用量為330kg/m³。由于抗折混凝土的石子級配要求用石量較大，所以摻入了0.75%水泥用量的減水劑，摻入減水劑后不僅使混凝土的和易性有了明顯的改善，同時(shí)又減少了10%左右的拌合水，拌合水減少后使混凝土回縮量有所減小。

　　混凝土骨料中的砂子采用中、粗砂，根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料表明，當(dāng)采用細(xì)度模數(shù)為2.80、平均粒徑為0.385的中、粗砂，比采用細(xì)度模數(shù)為2.10、平均粒徑為0.335的細(xì)砂，每1m³混凝土可減少用水量21~24kg，水泥用量可相應(yīng)減少25~30kg。施工過程中，如采用細(xì)度相對較低的砂子，可以加大高效減水劑的劑量的方法，降低混凝土拌合用水量，達(dá)到減小混凝土的收縮變形控制裂縫的目的。

　　如果施工工期不緊張，也可以考慮摻加適量的粉煤灰（因摻入粉煤灰后早期強(qiáng)度較低），因?yàn)槠胀ü杷猁}水泥的自身收縮是正的（縮小變形），而粉煤灰的自身收縮是膨脹變形，有效利用粉煤灰的這一特性，這對混凝土的抗裂性是有益的，同時(shí)也可以改善混凝土的和易性，減少混凝土中拌合水和水泥用量，達(dá)到控制有害裂縫出現(xiàn)的目的。

　　(二)采用分條跳倉澆筑法

　　為防止有害裂縫的產(chǎn)生，混凝土整體面層的施工一般采用分塊跳倉澆筑法。即根據(jù)具體情況，分為幾米寬度均等的條塊施工，條塊寬度一般控制在4m左右為宜，最寬不超過6m。控制條塊的寬度，其優(yōu)點(diǎn)是：（1）施工機(jī)具定型，所采用的振搗梁、提漿滾尺寸單一，施工操作人員容易控制和掌握。（2）機(jī)具不因?yàn)殚L度過大產(chǎn)生繞度而影響地面混凝土的平整度。（3）采用分條施工，人為的設(shè)置了分倉縫，減小了約束與被約束體之間的相互制約。在室內(nèi)地面上設(shè)置永久性的縮縫和伸縫，將大面積混凝土地面分成若干小塊，以釋放大部分變形，減少其約束應(yīng)力。（4）跳倉澆筑每隔一段，澆筑一段，當(dāng)先澆筑段的混凝土其初始收縮變形基本趨于穩(wěn)定后（夏季約24~48小時(shí)，冬季約72~120小時(shí)），將先澆筑段外側(cè)邊緣彈上切割控制線，采用無齒鋸將其切割整齊，相隔5~10天后，再澆筑相鄰段，以形成人為的施工縫，用以削弱施工期間產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。

　　(三)加強(qiáng)混凝土的振搗和養(yǎng)護(hù)

　　混凝土入模后先用插入式振動棒振搗密實(shí)，然后用振搗梁振至表面平整，隨即用Φ80~100的鋼管（內(nèi)裝砂子）制成的提漿滾在混凝土表面來回滾壓提漿，最后用人工原漿抹平。

　　混凝土澆筑振搗完畢，立即采用塑料薄膜覆蓋，進(jìn)行保水養(yǎng)護(hù)7天以上。施工時(shí)，要特別注意混凝土所處的大氣環(huán)境，在高溫干燥季節(jié)或風(fēng)口處應(yīng)加強(qiáng)保水措施，防止因混凝土水分蒸發(fā)速度過快而出現(xiàn)早期表面裂縫。

　　加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，目的是要使混凝土保持或可能接近于飽和狀態(tài)，使水化作用達(dá)到最大的速度，以得到更高強(qiáng)度的混凝土。資料表明，在養(yǎng)護(hù)溫度相同的情況下，連續(xù)濕養(yǎng)護(hù)（即蓋草袋子、灑水養(yǎng)護(hù)）時(shí)混凝土強(qiáng)度在各齡期均為最高。特別是混凝土在澆筑后內(nèi)部處于升溫階段時(shí)要適時(shí)進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，以加強(qiáng)混凝土的水化反應(yīng)。這樣一方面可以降低混凝土內(nèi)部的溫度峰值，同時(shí)又可以減少后期的強(qiáng)度損失。尤其摻加減水劑后更需要保證足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

　　混凝土在澆灌4~6h內(nèi)可能在表面會出現(xiàn)塑性收縮裂縫，所以在表面應(yīng)進(jìn)行二次至多次壓光。

　　(四)設(shè)置永久性縮縫和伸縫

　　混凝土澆筑完畢達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)（根據(jù)我們在成都神鋼創(chuàng)百億工程施工的經(jīng)驗(yàn)，夏季施工在24~48小時(shí)左右），進(jìn)行條狀分塊。采用無齒鋸彈線進(jìn)行切割，按設(shè)計(jì)要求的長度和寬度，切割達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度、寬度的伸縫和縮縫，待地面混凝土性能基本穩(wěn)定后，再灌注填充材料。

　　(五)表面機(jī)械打磨處理

　　當(dāng)?shù)孛婊炷�土整體強(qiáng)度達(dá)到70%以上后，隨即采用石材打磨機(jī)對地面混凝土表面進(jìn)行打磨處理，這種方法不但保證了地面的平整度，同時(shí)對消除大面積無筋混凝土整體地面的表面不規(guī)則裂紋有很好的補(bǔ)償效果。

　　四.結(jié)語

　　混凝土出現(xiàn)裂縫是絕對的，無裂縫是相對的。結(jié)構(gòu)的抗裂性能和要求，只是把裂縫控制在一定的范圍內(nèi)（裂縫寬度為0.3mm以內(nèi)），即不出現(xiàn)有害裂縫，滿足使用功能要求。建筑工程施工中控制裂縫主要是根據(jù)裂縫出現(xiàn)的原因，在原材料、配合比、施工工藝、施工質(zhì)量、混凝土養(yǎng)護(hù)方面嚴(yán)格按照操作規(guī)程和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，真正貫徹執(zhí)行普通混凝土好好打的抗裂理念，將裂縫控制在規(guī)范允許的寬度范圍內(nèi)，以確保工程質(zhì)量[1]。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]王鐵夢.2007.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制.北京:中國建筑工業(yè)出版社