裝配式建筑施工培訓(xùn)-裝配式疊合板裂縫成因分析及控制措施

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言近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，市場(chǎng)逐漸加大了對(duì)建筑的需求，尤其是裝配式建筑受到廣泛關(guān)注。國(guó)家也已經(jīng)出臺(tái)政策大力推廣裝配式建筑，旨在形成完整的、有機(jī)的產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)房屋建造全過程的工業(yè)化、集約化和社會(huì)化，從而提高建筑工程質(zhì)量和效益，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與資源節(jié)約。裝配式建筑具體是指“由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過可靠的連接方式裝配而形成的混凝土結(jié)構(gòu)”。大量研究和工程實(shí)踐證明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的微裂縫是難以避免的，可以說是一種材料特征，但是如果在生產(chǎn)過程中不能有效把控，混凝土結(jié)構(gòu)中的微裂縫可能會(huì)進(jìn)一步延伸擴(kuò)大，形成肉眼可見的裂縫，更嚴(yán)重的，將會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全性。本文針對(duì)裝配式建筑中最常用的預(yù)制構(gòu)件之一疊合板會(huì)出現(xiàn)的裂縫問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的控制措施。1、疊合板的概述疊合板是疊合構(gòu)件的一種，是由預(yù)制混凝土構(gòu)件（或既有混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件）和后澆混凝土組成，以兩階段成型的整體受力結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如圖1.1所示）。圖1.1疊合板示意圖施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)先安裝預(yù)制混凝土底板，以其為模板，輔以配套支撐，再澆筑混凝土疊合層（即上部現(xiàn)澆混凝土部分），當(dāng)上層混凝土與預(yù)制板形成統(tǒng)一整體時(shí)，共同承擔(dān)上部的荷載。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)明顯，結(jié)合了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和預(yù)制結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，在保證結(jié)構(gòu)整體性的同時(shí)，又能滿足構(gòu)件工業(yè)化進(jìn)度的要求，而且節(jié)約了大量的模板支拆，降低了施工成本，是非常具有拓展?jié)摿Φ臉巧w形式。2疊合板裂縫成因分析及控制措施一般疊合板厚度只有60mm，剛度和承載力較小，出現(xiàn)裂縫是疊合板最常見的質(zhì)量通病，如圖2.1所示。圖2.1疊合板裂縫疊合板預(yù)制層的工藝流程如下：模臺(tái)清理→組?！克⒕從齽?、脫模劑→鋼筋綁扎→水電預(yù)埋→混凝土澆筑→振搗→預(yù)養(yǎng)→拉毛→養(yǎng)護(hù)→脫模起吊→運(yùn)輸?shù)匠善范逊艆^(qū)（根據(jù)設(shè)計(jì)要求增設(shè)水洗）。根據(jù)我們經(jīng)驗(yàn)，可能產(chǎn)生裂縫的主要工序有振搗、拉毛、養(yǎng)護(hù)、拆模、吊運(yùn)、堆放等。本文將通過這些主要工序分析疊合板生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的早期裂縫現(xiàn)象的原因并提出相應(yīng)的控制措施。2.1疊合板澆筑、振搗、拉毛2.1.1成因分析混凝土澆筑后，目前在PC自動(dòng)流水線上，預(yù)制構(gòu)件主要采用振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行振搗。采用振動(dòng)臺(tái)振搗，震動(dòng)頻率快、效率高，僅需15-30S便振搗完成。由于設(shè)備操作人員的經(jīng)驗(yàn)不足，往往出現(xiàn)過震，產(chǎn)生離析現(xiàn)象，造成裂縫的產(chǎn)生。預(yù)制構(gòu)件使用的混凝土坍落度較小、黏度較大，采用固定模臺(tái)生產(chǎn)時(shí)，用振搗棒振搗，容易過度振搗桁架，且因振搗點(diǎn)位少，很容易導(dǎo)致桁架外露筋處混凝土嚴(yán)重泌漿甚至局部離析，造成沿著桁架筋方向的裂縫。還要注意的是，由于人工振搗和拉毛過程踩踏桁架筋會(huì)導(dǎo)致桁架筋及部分鋼筋網(wǎng)片發(fā)生位移，在未凝結(jié)的混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生了間隙，最終造成順桁架筋方向形成的裂縫。2.1.2控制措施采用振動(dòng)臺(tái)振搗混凝土，對(duì)設(shè)備操作人員進(jìn)行交底，明確操作要求。采用人工振搗時(shí)，振搗棒應(yīng)橫放振搗，同時(shí)注意振搗時(shí)間，避免局部過振和振搗桁架。在施工作業(yè)過程中，混凝度未達(dá)到起吊強(qiáng)度前，嚴(yán)禁踩踏桁架筋。2.2疊合板養(yǎng)護(hù)2.2.1成因分析混凝土因養(yǎng)護(hù)不到位也是出現(xiàn)裂縫的主要原因之一?；炷林饾u硬化和增長(zhǎng)強(qiáng)度其實(shí)是水化反應(yīng)的過程，而水化反應(yīng)對(duì)溫度、濕度有著較高的要求。因此，當(dāng)溫度、濕度達(dá)不到要求時(shí)，因混凝土收縮很容易使構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。因此采取一定措施對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)尤為重要，目前構(gòu)件在工廠中的養(yǎng)護(hù)主要采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方式，我們也對(duì)蒸汽養(yǎng)護(hù)進(jìn)行分析。蒸汽養(yǎng)護(hù)分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段：構(gòu)件在澆筑完成后的預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)期即為靜停期，是構(gòu)件放置在室溫下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過程。在這個(gè)階段構(gòu)件中的固體顆粒在重力作用下會(huì)下沉，內(nèi)部氣泡會(huì)向外擴(kuò)散，這樣做能夠使得內(nèi)部氣體順利排放出去，并且能夠提高水泥在蒸汽養(yǎng)護(hù)前的水化程度，使水泥能夠具有一定的初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。升溫期在蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝操作過程中對(duì)混凝土性能的影響非常重要，產(chǎn)生的放氣現(xiàn)象能夠引起顯著的破壞作用。當(dāng)混凝土預(yù)制構(gòu)件受到蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其在混凝土預(yù)制構(gòu)件的表面會(huì)立馬的冷卻和凝結(jié)，然后就會(huì)產(chǎn)生冷凝水膜的現(xiàn)象并且會(huì)立即產(chǎn)生冷凝熱蒸汽，在這個(gè)時(shí)候，氣體和水分就會(huì)在混凝土的內(nèi)部進(jìn)行傳輸，將一些孔都慢慢的連接起來(lái)，從而形成了定向的孔縫，然后混凝土的體積就會(huì)迅速的膨脹和增大。混凝土初始結(jié)構(gòu)在升溫期的強(qiáng)度會(huì)比較低，其內(nèi)應(yīng)力還沒有形成，如果升溫過快，混凝土的孔隙會(huì)慢慢增多、體積增大，最終造成裂縫?；炷令A(yù)制構(gòu)件強(qiáng)度增長(zhǎng)的重要時(shí)期是恒溫期，在這個(gè)階段，我們需要注意不要將保溫溫度設(shè)定過高，因?yàn)闇囟冗^高會(huì)影響混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)。同時(shí)，在此階段，水泥的水化反應(yīng)會(huì)比較劇烈，會(huì)造成混凝土的內(nèi)部溫度在一定時(shí)間內(nèi)超出介質(zhì)溫度，其內(nèi)部的水分、氣體都會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生膨脹，減縮也在增加，若恒溫養(yǎng)護(hù)的溫度過高，混凝土的強(qiáng)度得不到增長(zhǎng)，混凝土構(gòu)件在此階段無(wú)法抵抗這些不利因素，最終將造成構(gòu)件裂縫的產(chǎn)生。在降溫的時(shí)期，混凝土的預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)就會(huì)慢慢的定型，這時(shí)候混凝土的內(nèi)部所發(fā)生的變化主要是由于混凝土內(nèi)外的溫差、體積的收縮、水分的汽化、拉應(yīng)力大而造成的，若不注意控制降溫速度將會(huì)致使混凝土預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)生微裂縫。疊合板在轉(zhuǎn)運(yùn)至堆場(chǎng)后，后期養(yǎng)護(hù)不到位，沒有及時(shí)灑水保溫，都會(huì)造成裂縫的形成。2.2.2控制措施在預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)期，控制預(yù)養(yǎng)溫度不低于10℃，混凝土終凝且在灌筑結(jié)束4～6h后才可升溫；升溫時(shí)控制升溫速度，不宜大于10℃/h；恒溫期間混凝土內(nèi)部溫度不宜超過60℃，最大不得超過65℃，恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)構(gòu)件脫模強(qiáng)度要求、混凝土配合比情況以及環(huán)境條件等通過試驗(yàn)確定；降溫期，保證降溫速度不大于10℃/h；還應(yīng)盡量保證罩內(nèi)各部位溫度一致，溫差不宜大于15℃。疊合板轉(zhuǎn)運(yùn)至堆場(chǎng)后，要定時(shí)灑水，在冬季，應(yīng)注意保溫。2.3疊合板拆模階段2.3.1成因分析構(gòu)件養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，構(gòu)件強(qiáng)度如未達(dá)到拆模的強(qiáng)度要求而強(qiáng)制拆模，可能會(huì)因?yàn)閺?qiáng)度原因，使構(gòu)件側(cè)面產(chǎn)生裂縫，后期存放、成品保護(hù)不到位，這些裂縫會(huì)繼續(xù)延展，最終在板面上形成不同方向的裂縫。2.3.2控制措施拆模前應(yīng)采用回彈儀堅(jiān)持疊合板強(qiáng)度，待疊合板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的75%或者設(shè)計(jì)圖紙要求的強(qiáng)度后，方可拆模。拆模應(yīng)按要求模具的組裝工藝以及拆模要求進(jìn)行，嚴(yán)禁暴力拆模。2.4疊合板起吊、轉(zhuǎn)運(yùn)2.4.1成因分析疊合板吊點(diǎn)位置是經(jīng)過疊合板的形狀、大小，通過受力分析、彎矩計(jì)算并輔助國(guó)家規(guī)范、圖集最終確定的，因此較大的疊合板往往有六點(diǎn)、八點(diǎn)起吊不等。由于疊合板是平起，且厚度僅60mm，為防止疊合板起吊轉(zhuǎn)運(yùn)過程受力不均勻?qū)е聝?nèi)傷，有專用的平衡架輔助起吊。但在實(shí)際操作過程中，往往出現(xiàn)構(gòu)件直接起吊不采用平衡架；設(shè)計(jì)要求六點(diǎn)、八點(diǎn)起吊但生產(chǎn)時(shí)依舊四點(diǎn)起吊；不按照?qǐng)D紙規(guī)定的吊點(diǎn)位置起吊等不規(guī)范行為。這些不規(guī)范操作會(huì)造成構(gòu)件在吊運(yùn)途中因撓度過大而產(chǎn)生裂縫。構(gòu)件從工廠到堆場(chǎng)再到現(xiàn)場(chǎng)存在多次轉(zhuǎn)運(yùn)，這種不規(guī)范操作會(huì)加深疊合板裂縫，最終裂縫將延伸至整塊板，更嚴(yán)重的會(huì)形成貫穿裂縫，致使整塊板報(bào)廢。2.4.2控制措施加強(qiáng)對(duì)工廠的管理，規(guī)范吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)操作流程，嚴(yán)格要求工人按照設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的吊點(diǎn)數(shù)量與位置，使用專業(yè)吊具進(jìn)行吊運(yùn)，要慢起慢落，避免與其他物體想撞，并要確保起重設(shè)備的吊鉤位置、吊具及構(gòu)件重心在垂直方向上重合，吊索與構(gòu)件的水平夾角不應(yīng)小于45度，不宜小于60度；減少不必要的吊運(yùn)次數(shù)；保證構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%或設(shè)計(jì)圖紙要求強(qiáng)度后，再吊運(yùn)構(gòu)件。2.5疊合板的堆放2.5.1成因分析在實(shí)際碼存放過程中往往出現(xiàn)很多不規(guī)范的堆放方式，如：疊合板堆放過高，某些工廠為了節(jié)約場(chǎng)地，疊合板碼放高達(dá)8-10層；疊合板碼放不規(guī)整，大板壓小板；墊木擺放隨意、不規(guī)范，上下層墊木不在同一垂直線上，而且沒有按照要求擺放，超長(zhǎng)超寬的疊合板依舊只放四塊墊木。這些行為造成疊合板支撐受力不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。這種現(xiàn)象在施工現(xiàn)場(chǎng)尤為突出。2.5.2控制措施每垛疊合板尺寸規(guī)格應(yīng)盡量統(tǒng)一,嚴(yán)禁大板壓小板；保證每層支點(diǎn)在同一垂直線上，避免因支點(diǎn)上下不一而產(chǎn)生剪切裂縫；支點(diǎn)應(yīng)放置在桁架筋側(cè)邊，板兩端（至板端200mm）及跨中位置均應(yīng)設(shè)置支點(diǎn)且間距不大于1.6m；堆放層數(shù)不宜超過6層；構(gòu)件生產(chǎn)完成后，應(yīng)盡早運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝，在堆場(chǎng)堆放時(shí)間不宜超過2個(gè)月。2.6疊合板的運(yùn)輸2.6.1成因分析疊合板因運(yùn)輸原因產(chǎn)生裂縫的情況，與堆放時(shí)產(chǎn)生裂縫的原因基本一致，但在運(yùn)輸中難免會(huì)有道路不平而引起汽車顛簸，這樣會(huì)產(chǎn)生動(dòng)荷載，若固定疊合板的方式不牢固，則很難約束疊合板，疊合板之間發(fā)生相對(duì)位移，最終導(dǎo)致疊合板產(chǎn)生裂縫。2.6.2控制措施運(yùn)輸時(shí)疊合板的堆放控制措施與2.5.2相同，但是應(yīng)在支點(diǎn)處綁扎牢固，防止構(gòu)件在運(yùn)輸途中移動(dòng)或跳動(dòng)。同時(shí)，在底板的邊部或與繩索接觸的混凝土，應(yīng)采用襯墊加以保護(hù)。3、疊合板裂縫的處理根據(jù)裂縫影響結(jié)構(gòu)性能、安裝和使用功能的嚴(yán)重程度，裂縫分為了嚴(yán)重和一般兩種情況：當(dāng)構(gòu)件主要受力部位有影響結(jié)構(gòu)性能或使用功能的裂縫，則為嚴(yán)重缺陷；其他部位有少量不影響結(jié)構(gòu)性能和使用功能的裂縫則為一般裂縫[1]。根據(jù)大量工程經(jīng)驗(yàn)與試驗(yàn)證明，由于混凝土本身的物理性能以及生產(chǎn)、施工現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，混凝土出現(xiàn)微裂縫總會(huì)或多或少存在。我們要加強(qiáng)施工管理杜絕出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、減少出現(xiàn)一般裂縫；同時(shí)我們對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫要及時(shí)修補(bǔ)、處理做好成品保護(hù)，避免混凝土內(nèi)部裂縫進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)大，進(jìn)而形成危害結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的裂縫。對(duì)于構(gòu)件裂縫的處理，