變電站樓板裂縫預(yù)控措施論文
時(shí)間:2022-08-29 04:18:00
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摘要:變電站現(xiàn)澆樓板常常出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。情況較輕者,影響美觀;情況嚴(yán)重的,引起鋼筋銹蝕,甚至出現(xiàn)通縫、漏水,影響設(shè)備安全運(yùn)行和使用功能。本文試對(duì)其成因進(jìn)行簡(jiǎn)略分析,并提出相關(guān)的預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:裂縫成因預(yù)防
引言
引起混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的因素非常繁多和十分復(fù)雜。主要因素有:混凝土材料組成、施工管理、氣候條件、地基變形等。各主要成因及預(yù)防措施簡(jiǎn)述如下。
一、混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的因素、成因及預(yù)防的措施
1.1混凝土材料組成不當(dāng)
1.1.1成因分析水泥安定性不合格,水泥水化后,在混凝土的凝結(jié)過(guò)程中,產(chǎn)生劇烈的不均勻體積變化,在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生破壞應(yīng)力,引致構(gòu)件開(kāi)裂。不同品種、不同標(biāo)號(hào)的水泥混合使用,因不同品種的水泥在水化后的初凝、終凝和收縮率均不相同,使構(gòu)件產(chǎn)生收縮裂縫。水泥品種使用不當(dāng)。例如使用了快硬的硅酸鹽水泥配制的混凝土澆筑主變壓器基礎(chǔ)等大體積構(gòu)件,因大體積內(nèi)混凝土的水化熱的大量釋放而產(chǎn)生溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力,導(dǎo)致大體積構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。又例如,使用了火山灰質(zhì)硅酸鹽或粉煤灰硅酸鹽水泥拌制的混凝土澆筑屋面板,導(dǎo)致產(chǎn)生大量的干縮和收縮裂縫使屋面出現(xiàn)滲漏。石子的含泥量超標(biāo),使構(gòu)件的強(qiáng)度大大下降,并產(chǎn)生泥漿收縮裂縫。石子中含有生石灰,因生石灰的體積增大而使構(gòu)件出現(xiàn)爆裂。砂子的粒徑過(guò)小和含泥量超標(biāo)。因近年來(lái)因河道禁止采砂,砂源枯竭,使市場(chǎng)管理失控,常發(fā)生用中砂代替粗砂,以細(xì)砂代替中砂,甚至以泥砂替代中砂的現(xiàn)象,使構(gòu)件產(chǎn)生大量的收縮裂縫,并嚴(yán)重地降低了構(gòu)件的強(qiáng)度和抗?jié)B性。配比中的砂率和水灰比過(guò)大。某些施工單位為使泵送砼的有較大的流動(dòng)性,追求過(guò)大的砂率和水灰比,同時(shí)也使水泥的用量大為增加,也導(dǎo)致構(gòu)件的凝結(jié)過(guò)程產(chǎn)生大量的收縮裂縫。外摻劑質(zhì)量參差、使用不當(dāng)或超量。因使用不合格外摻劑,或外摻劑計(jì)量失誤、超量而引起的工程質(zhì)量事故的案例也時(shí)有發(fā)生。
1.1.2預(yù)防措施所有進(jìn)場(chǎng)的水泥均要檢查并核對(duì)出廠合格證,并按要求進(jìn)行安定性的復(fù)檢,不合格的水泥不能用于工程施工。水泥應(yīng)按不同品種、標(biāo)號(hào)及牌號(hào)按批分別存儲(chǔ)在專(zhuān)用的倉(cāng)罐或水泥為中,并建立明顯的標(biāo)識(shí),防止不同品種、不同標(biāo)號(hào)的水泥混合使用。要熟悉規(guī)范,正確掌握常用水泥品種的特性和適用范圍。加強(qiáng)對(duì)砂、石等骨料的含泥量的監(jiān)控,骨料應(yīng)按品種、規(guī)格、分別堆放,嚴(yán)禁混入有害物質(zhì),骨料應(yīng)堅(jiān)硬、潔凈、粒徑級(jí)配均勻,含泥量要低于施工規(guī)范要求。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)種類(lèi)和構(gòu)件的鋼筋疏密,正理確定混凝土的坍落度,合理確定水灰比、砂料、水泥用量,以減少構(gòu)件的收縮裂縫。宜適度使用技術(shù)成熟和質(zhì)量穩(wěn)定的外滲劑,并須對(duì)外滲劑的計(jì)量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。謹(jǐn)慎試用新型的外摻劑。
1.2施工管理不當(dāng)
1.2.1成因分析近年來(lái),隨著商品砼的廣泛推廣應(yīng)用,上述的混凝土質(zhì)量問(wèn)題已得到較大的改善,但因施工管理不當(dāng)而導(dǎo)致構(gòu)件裂縫的產(chǎn)生的案例也不在少數(shù)。表現(xiàn)為:由于泵送砼的推廣,使施工速度大為提高。但因澆筑速度快,泵送砼的水泥用量大,也使構(gòu)件內(nèi)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的水化熱。在采用泵送砼澆筑梁板時(shí),很多施工單位只用插入式振動(dòng)器對(duì)樓面梁進(jìn)行振搗,而樓板砼因坍落度過(guò)大,短時(shí)間內(nèi)未能初凝并承載平板式振動(dòng)器,故并未對(duì)樓板砼進(jìn)行振搗,直接趕平刮直。因而大大降低了樓板砼的密實(shí)性、抗?jié)B性、強(qiáng)度和耐久性,并在凝結(jié)過(guò)程產(chǎn)生大量收縮裂縫。澆砼工人隨意踩踏樓板的負(fù)筋,澆砼后又沒(méi)有及時(shí)將下沉的負(fù)筋提起復(fù)位,使樓板抗負(fù)彎矩能力大為削弱,故樓板在梁邊出現(xiàn)了負(fù)彎矩裂縫。情況嚴(yán)重的,一些懸臂板出現(xiàn)整體折斷?;炷琉B(yǎng)護(hù)不夠。按施工規(guī)范要求,普硅砼結(jié)構(gòu)澆筑完畢初凝后必須馬上覆蓋澆水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天,使水泥充分水化,以減少收縮裂縫的產(chǎn)生。而實(shí)際上,很多工程的養(yǎng)護(hù)時(shí)間并未達(dá)到此要求,加上長(zhǎng)江以南地區(qū)的夏季戶外氣溫極高,太陽(yáng)直射處的溫度常達(dá)45℃以上,構(gòu)件內(nèi)的水分迅速蒸發(fā),使收縮裂縫不可避免地產(chǎn)生。模板支架體系剛度不夠或體系下的基土變形超標(biāo)。個(gè)別施工單位的模板支架體系沒(méi)有按規(guī)范要求進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì),支架下的基土承載力不夠,支架桿件下未有鋪設(shè)墊塊或澆筑墊層,體系下的基土或砂土因模板澆水而受水軟化或下陷,泵送砼集中一處堆筑并未有及時(shí)攤開(kāi)而引到局部模板嚴(yán)重過(guò)載。模板體系變形較輕者,引起構(gòu)件的變形及定位偏差;重者,構(gòu)件初凝后,模板體系仍繼續(xù)變形,使構(gòu)件發(fā)生開(kāi)裂;更嚴(yán)重的,模板支架體系整體坍塌。拆模過(guò)早或超標(biāo)承受施工荷載。近年來(lái),因用電缺口不斷加大,變電站施工工期相對(duì)緊張。一些施工單位為滿足工期要求,未顧混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到規(guī)范的規(guī)定要求而提前拆模,混凝土強(qiáng)度尚未達(dá)標(biāo)使構(gòu)件過(guò)早承受自重和上部荷載,進(jìn)而使構(gòu)件產(chǎn)生變形和裂縫。一些施工單位為節(jié)省模板體系的周轉(zhuǎn)材料,將下層已拆的模板支架材料用于上一層模板體系,使下層的樓板在無(wú)支撐的情況下承受上一層樓板的模板支撐體系及澆砼荷載,這些荷載,特別是GIS室屋面板的施工荷載和模板支撐體系荷載,往往遠(yuǎn)超過(guò)下一層樓板的設(shè)計(jì)的荷載,進(jìn)而不可避免地產(chǎn)生過(guò)載的變形和裂縫,情況嚴(yán)重的發(fā)生樓板坍塌的質(zhì)量事故。
1.2.2預(yù)防措施必須按施工規(guī)范要求,在混凝土初凝前,用平板式振動(dòng)器對(duì)樓板砼進(jìn)行充分振搗,以保證樓板砼的密實(shí)性、抗?jié)B性、強(qiáng)度和耐久性。及時(shí)對(duì)踩沉的樓板負(fù)筋提起復(fù)位,保證樓板的抗負(fù)彎矩性能。加強(qiáng)對(duì)工人的職業(yè)道德教育,提高質(zhì)量意識(shí)。加強(qiáng)構(gòu)件的澆水養(yǎng)護(hù),普硅混凝土初凝后必須馬上覆蓋澆水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間最短不得少于7天,應(yīng)以不少于14天為宜。在有條件的情況下,應(yīng)廣泛推廣經(jīng)濟(jì)、便捷、有效的薄膜布覆水養(yǎng)護(hù)措施。必須嚴(yán)格按施工規(guī)范和規(guī)程要求進(jìn)行模板支架體系的有效計(jì)算和設(shè)計(jì),加強(qiáng)對(duì)模板體系施工的監(jiān)控和驗(yàn)收,保證模板體系有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。對(duì)承受模板荷載的基土必須進(jìn)行充分壓實(shí)或夯實(shí),合理確定模板立桿下墊塊的大小和厚度,保證模板體系的壓應(yīng)力不大于基土的承載力。并對(duì)基土采取防水和排水措施,保證基土不因上部模板淋水而軟化或下陷。澆砼時(shí)要使樓面的砼料及時(shí)攤開(kāi),保證模板體系不發(fā)生局部集中過(guò)載。
1.3氣候條件
1.3.1成因分析溫差過(guò)大。長(zhǎng)江以南地區(qū)氣候?yàn)閬啛釒夂?,夏季的屋面溫度達(dá)40℃,若采黑色防水層的屋面,太陽(yáng)照射的屋面溫度達(dá)45℃以上。而該地區(qū)雨量充沛,暴風(fēng)驟雨頻繁,雨后的屋面表面溫度迅速驟降至20~25℃,睛雨間的溫差達(dá)25℃以上。屋面的結(jié)構(gòu)在快速降溫下產(chǎn)生的冷縮變形應(yīng)力大于梁板的抗拉強(qiáng)度,則產(chǎn)生了拉裂縫。此類(lèi)裂縫多發(fā)生在縱向長(zhǎng)度較長(zhǎng)的屋面連續(xù)梁及板上。梁裂縫大部分在梁的上半部分,個(gè)別嚴(yán)重的裂縫將裂至梁底,而板的裂縫則常常裂至板底需形成通縫,進(jìn)而發(fā)生屋面滲水而影響使用功能。室內(nèi)濕度過(guò)低。由于變電站的房間門(mén)窗長(zhǎng)期緊閉,其中相對(duì)濕度在70~80%之間,甚至更低。而房間的混凝土往往處于收縮狀態(tài),這種收縮狀態(tài)自其澆筑完成后可持續(xù)2年左右的時(shí)間。在正常的濕度環(huán)境中,混凝土收縮所產(chǎn)生的裂縫是十分微小的,而且這些裂縫隨濕度變化處于產(chǎn)生、愈合的反復(fù)過(guò)程,因而裂縫不會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展。但當(dāng)混凝土所處環(huán)境的相對(duì)濕度低于80%時(shí),混凝土內(nèi)部的自由水(非化學(xué)結(jié)合水)蒸發(fā)加速,從而加劇混凝土的收縮。若這一過(guò)程持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),進(jìn)而形成通縫。這種裂縫多發(fā)生在室內(nèi)樓板的板角處,而屋面較少出現(xiàn)此類(lèi)裂縫。
1.3.2預(yù)防措施屋面板采用帶反光鋁箔或淺色的防水層,以減少深色吸熱效應(yīng)而降低屋面溫度,進(jìn)而減少冷熱溫差。設(shè)置伸縮縫或后澆帶,按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求,框架結(jié)構(gòu)設(shè)置伸縮縫和后澆帶的間距應(yīng)控制在35~55m為宜。屋面梁,特別是連續(xù)梁,負(fù)彎矩筋必須通長(zhǎng)設(shè)置,截面最小配筋率宜提高至1%~1.5%,且鋼筋截面積不宜少于800mm2(上下各不少于2Φ16)。連續(xù)梁間距應(yīng)不大于2.5m為宜。屋面板,板跨不宜過(guò)大,以不大于2.5m為宜,屋面板厚度不宜少于120mm,屋面板負(fù)彎矩鋼筋應(yīng)通長(zhǎng)設(shè)置,底筋、負(fù)筋的間距不宜大于@150,底筋直徑不宜小于Φ6,負(fù)筋直么不宜小于Φ8。為防止室內(nèi)樓板因濕度過(guò)低而引起干縮裂縫,應(yīng)經(jīng)常開(kāi)窗,或在外墻設(shè)置百頁(yè)窗或抽風(fēng)機(jī)等設(shè)備,以改善室內(nèi)外空氣流通,保證室內(nèi)有不低于85%的正常濕度。條件許可的,可定期灑水以增加室內(nèi)濕度,則室內(nèi)樓板的防裂效果更好。在各樓板的陽(yáng)角中增設(shè)抗收縮的構(gòu)造鋼筋,宜采用雙層、雙向Φ8@100~150的鋼筋(L~2000mm)。按前述要求,加強(qiáng)混凝土材料的控制和完善混凝土的施工管理。公務(wù)員之家:
1.4地基變形
1.4.1成因分析地基發(fā)生較大的變形及不均勻沉降,也是引起樓板開(kāi)裂重要因素。地基發(fā)生變形和不均勻沉降的原因是繁多和復(fù)雜的,本文只討論在工程實(shí)踐中常常比較容易被忽視的兩種因素。天然地基持力層被擾動(dòng)、浸泡,使持力層的基土軟化而喪失承載力?;蚧映诤蠡靥钏缮⒉牧希乖撎畛鋵拥膲嚎s性大為增加,增大了建筑物的地基變形和不均勻沉降。該地區(qū)較多地方的地貌為沖積地帶,地下的淤泥層較厚,有的地方甚至為新填區(qū)。這些地方地下水位高,新泥仍未完成固結(jié),并仍在繼續(xù)發(fā)生沉降。若在這些地方進(jìn)行工程建設(shè),在進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),仍在下沉和固結(jié)的新填土和淤泥層對(duì)樁側(cè)的負(fù)摩阻力影響往往經(jīng)常被忽視,高估了樁基礎(chǔ)的承載力,引起建筑物發(fā)生較大的沉降和不均勻的沉降,使建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
1.4.2預(yù)防措施嚴(yán)格按施工規(guī)范要求進(jìn)行基坑和基礎(chǔ)施工,基坑開(kāi)挖并驗(yàn)槽合格后,應(yīng)立即對(duì)基坑進(jìn)行封閉,防止水浸和暴露,并及時(shí)進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)施工。若基坑發(fā)生超挖,嚴(yán)禁填充余泥、浮土、垃圾等松散材料,必須澆筑強(qiáng)度等級(jí)不低于c15的素砼或毛石混凝土至基礎(chǔ)底的設(shè)計(jì)標(biāo)高。在淤泥層或新填土較厚的地方采用樁基礎(chǔ),須視淤泥層和新填土層的固結(jié)程度等具體因素,確定是否需要考慮上部土層的固結(jié)對(duì)樁側(cè)的負(fù)摩阻力影響,合理計(jì)算樁基礎(chǔ)的承載力。
二、結(jié)束語(yǔ)
引起混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的因素非常復(fù)雜,在工程實(shí)踐中采取了上述措施后,可在一定程度上減少裂縫的發(fā)生,但仍不能完全杜絕裂縫的發(fā)生。故對(duì)混凝土的裂縫成因和預(yù)防仍需繼續(xù)不斷地摸索和研究。
參考文獻(xiàn):
[1]張廷榮等著.《建筑工程抗裂堵漏方法和實(shí)例》.鄭州科學(xué)技術(shù)出版社.
[2]《建筑施工手冊(cè)》縮印本第二版,中國(guó)建筑工業(yè)出版社.
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