混凝土裂縫控制技術(shù)施工應(yīng)用

摘要：新莊污水處理廠工程位于貴陽市烏當(dāng)區(qū)東風(fēng)鎮(zhèn)麥穰村沙魚溝，緊鄰南明河，該工程總規(guī)劃用地面積約101000m2，本期污水處理規(guī)模為24萬m3/d，遠(yuǎn)期為40萬m3/d。本期施工內(nèi)容包括污水提升泵房、曝氣沉砂池、改良AAO生化池、二沉池、高效沉淀池、接觸毒池及其余配套工程有變配電間、污泥脫水間、綜合樓工程，室外道路景觀綠化工程。工程主要結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫控制；施工應(yīng)用其中最大的生化池結(jié)構(gòu)尺寸為143m×95.9m×8.8m，共分隔為4組生產(chǎn)線，生化池底板面表高為993.25，池頂標(biāo)高為1002.05，生化池混凝土方量約23000m3，主要構(gòu)件尺寸詳見表1。

混凝土：混凝土擬采用商品混凝土。本工程池體混凝土抗?jié)B要求高故采用商品混凝土，并按設(shè)計要求在混凝土中加入抗裂纖維劑?；炷凉こ塘繛?5000m3，由于池體混凝土有著嚴(yán)格的裂縫要求，因此對混凝土采取了一系列措施，主要是控制裂縫的設(shè)計措施、防治材料的措施、混凝土的養(yǎng)護(hù)和措施結(jié)構(gòu)縫的設(shè)置，以有效控制裂縫的產(chǎn)生。1控制裂縫的設(shè)計措施本工程混凝土結(jié)構(gòu)嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010）要求進(jìn)行設(shè)計，采取一系列設(shè)計措施，對梁板柱和墻的裂縫進(jìn)行有效控制。2板裂縫的控制（1）板中受力鋼筋間距：當(dāng)板厚h≤150mm時，不大于200mm：當(dāng)板厚﹥150mm時，不大于1.5h，且不大于250mm。（2）在現(xiàn)澆簡支板的支座部位，配適量的負(fù)彎筋板面鋼筋，以避免支座約束可能產(chǎn)生的負(fù)彎矩裂縫。周邊支承的的現(xiàn)澆混凝土嵌固板，其支座負(fù)彎矩的鋼筋向跨內(nèi)延伸的長度能覆蓋負(fù)彎矩區(qū)域并滿足鋼筋錨固要求?？缰械恼龔澗劁摻钊可钊胫ё?；沿長邊方向布置足夠的橫向構(gòu)造鋼筋。（3）處于溫度-收縮力較大區(qū)域的混凝土連續(xù)板，其板底伸入支座正彎矩鋼筋的錨固長度在5d的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加。（4）當(dāng)現(xiàn)澆板的受力鋼筋與梁平行時沿梁長度方向配置間距不大于200mm且與梁垂直的上部構(gòu)造筋，其直徑不小于8mm，且單位長度內(nèi)的總截面面積不小于板中單位寬度內(nèi)受力鋼筋1/3。該構(gòu)造鋼筋伸入板內(nèi)的長度從梁邊算起，每邊不小于板計算跨度的1/4。（5）對于支承結(jié)構(gòu)整體澆筑或與混凝土墻整體澆筑的混凝土板，在板邊上部設(shè)置垂直于板邊的不小于直徑8mm，間距200mm的構(gòu)造鋼筋，其截面面積不小于跨中相方向縱向鋼筋截面面積的1/3。該鋼筋自梁邊或墻邊伸入板內(nèi)的長度，在單向板中不小于板計算跨度1/4，在雙向板中不小于板短跨方向計算跨度1/5.（6）嵌固在砌體墻內(nèi)的現(xiàn)澆混凝土板，其上部與板邊垂直的構(gòu)造鋼筋伸入板內(nèi)長度與板短邊跨度1/7。在兩邊嵌固與墻內(nèi)板角部分，配置雙向上部構(gòu)造筋，該鋼筋伸入墻內(nèi)長度從墻邊算起不小于板短邊跨度1/4。沿板的受力方向配置的上部構(gòu)造鋼筋，其截面面積不小于該方向跨中受力鋼筋截面面積1/3；沿非受力方向配置的上部構(gòu)造筋，可根據(jù)經(jīng)驗適當(dāng)減少。（7）現(xiàn)澆混凝土板的角部的上部構(gòu)造鋼筋可沿兩個垂直方向布置，也可按45°方向斜向布置，按投影面積計算配筋面積。當(dāng)柱角或墻的陽角突出到板內(nèi)且尺寸較大時，板邊上部構(gòu)造鋼筋伸入板內(nèi)的長度從柱邊或者墻邊算起，且按受拉鋼筋錨固在梁內(nèi)、墻內(nèi)或柱內(nèi)。（8）單向板沿垂直方向布置分布鋼筋，單位長度上分布鋼筋的截面面積不小于單位寬度受力鋼筋截面面積15%，且不小于該方向板截面面積的0.15%；分布鋼筋的間距不大于250mm，直徑不小于6mm，對集中荷載較大情況，分布鋼筋面積宜適當(dāng)增加，其間距不大于200mm。（9）對溫度、收縮力較大的現(xiàn)澆混凝土板，在周邊支承梁、墻中心處設(shè)置控制縫。在澆筑混凝土后插入鐵片或塑料片、木條（初凝后取走），引導(dǎo)混凝土裂縫在梁、墻軸線部位出現(xiàn)，減小板內(nèi)約束力（變）的積聚，而控制縫則在以后澆筑混凝土加以掩飾。（10）在溫度、收縮力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi)，鋼筋間距取為150～200mm，并在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋。板的上、下表面沿縱、橫兩個方向的配筋率均不小于0.1%，對屋面板等部位，還適當(dāng)增加配筋率。（11）基礎(chǔ)筏板當(dāng)厚度大于2m時，除在板的頂面、底面布置縱橫鋼筋外，尚在板厚方向設(shè)置與板面平行的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片，其間距不超過1m，直徑不小于12mm，縱橫方向的鋼筋間距不大于200mm。3梁、柱的裂縫控制（1）當(dāng)在梁的負(fù)彎矩區(qū)切斷鋼筋時，如V＞0.7ftbho且斷點仍在負(fù)彎矩區(qū)內(nèi)，支座截面負(fù)彎矩縱向受拉鋼筋，延伸至按正截面受彎承載力計算不需要該鋼筋的截面以外的延伸長度ld2不小于1.3ho，且不小于20d處截斷；且從該鋼筋強度充分利用截面伸出的延長長度ldl不小于1.2la+1.7ho。（2）在鋼筋混凝土懸臂梁中，設(shè)置不少于兩根上部鋼筋伸至懸臂梁外端，并向下彎折不小于12d。其余鋼筋不在梁的上部截斷，而按規(guī)范要求彎折45°或者60°，并按規(guī)范要求在梁的下部錨固，錨固長度不小于10d。（3）當(dāng)梁端實際收到部分約束但按簡支計算時，在支座區(qū)上部設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋，其截面面積不小于梁跨中下部縱向受力鋼筋計算所需截面面積1/4，且不少于兩根。該縱向構(gòu)造鋼筋自支座邊緣向跨內(nèi)伸出的長度不小于0.2lO，lO為該跨計算跨度。（4）當(dāng)梁腹板高度hw≥450mm時，在梁的兩個側(cè)面沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋（不包括梁上、下部受力鋼筋和架立鋼筋）的截面面積不小于腹板截面面積bhw的0.1%，且間距不大于200mm。（5）當(dāng)梁、柱縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度大于40mm時，對保護(hù)層采取有效的防裂構(gòu)造措施（如配置構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片）。4墻的裂縫控制（1）鋼筋混凝土的水平和豎向分布鋼筋的配筋率sh（sh=Ash/bsv，sv為水平分布筋間距）和sv（sv=Asv/bsh，sh為豎向分布鋼筋間距）不小于0.2%。剪力墻中溫度、收縮力較大的部位，水平鋼筋的配筋率適當(dāng)提高。鋼筋混凝土剪力墻水平及豎向分布筋直徑不小于8mm，間距不大于300mm。（2）地下室縱向墻體中，考慮適當(dāng)增加水平方向構(gòu)造鋼筋。（3）厚度大于160mm的剪力墻配置雙排分布鋼筋網(wǎng)；厚度不大于160mm的剪力墻在其重要部位配置雙排分布鋼筋網(wǎng)。雙排分布鋼筋網(wǎng)沿墻的兩個側(cè)面布置，且采用拉筋連系。拉筋直徑不小于6mm，間距不大于700mm；對于剪力墻重要部位適當(dāng)增加拉筋的數(shù)量。（4）剪力墻洞口上、下兩邊水平縱向鋼筋除滿足洞口連梁正截面承載能力要求外，尚設(shè)置不小于2根直徑不小于12mm的鋼筋。鋼筋截面面積分別不小于洞口截斷的水平分布筋總截面面積一半?？v向鋼筋自洞口邊伸入墻內(nèi)的長度不小于規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋錨固長度。（5）剪力墻洞口連梁沿全長配置箍筋，箍筋直徑不小于6mm，間距不大于150mm。在頂層洞口連梁縱向鋼筋伸入墻內(nèi)錨固長度范圍內(nèi)，設(shè)置間距不大于150mm的箍筋，箍筋直徑與該連梁跨內(nèi)箍筋直徑相同。同時門窗洞邊的豎向鋼筋按受拉鋼筋錨固在頂層連梁高度范圍內(nèi)。5防治的材料措施本工程為了達(dá)到對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的要求，對混凝土材料進(jìn)行了嚴(yán)格控制，并在實驗室進(jìn)行了一系列試驗，根據(jù)抗裂性試驗和評價方法進(jìn)行原料的選擇和配合比的設(shè)計，對混凝土裂縫進(jìn)行了有效的控制。6混凝土配合比主要參數(shù)選擇①水泥用量：在滿足混凝土強度要求情況下，盡量降低水泥用量。普通強度等級的混凝土水泥用量為150～459kg/m3，高強度混凝土中水泥及摻合料總量不大于50kg/m3。②水膠比水膠比適當(dāng)，除采取特殊措施下，宜為0.4～0.55。③砂率：在滿足混凝土工作性的前提下，宜降低砂率。特別是流動性和大流動性混凝土，適當(dāng)控制砂率，以防止因混凝土拌合物離析而使抗裂性能劣化。④摻合料：混凝土中宜加入水泥用量20%以上的Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰。當(dāng)需摻入磨細(xì)礦渣時，宜與粉煤灰雙摻。⑤坍落度：在滿足施工要求的條件下，宜采用較小的混凝土坍落度，以防止混凝土離析和泌水導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。7抗裂混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計方法抗裂混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計在強度配合比設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行，使混凝土在保證強度要求的同時具有良好的和易性和抗裂性。8混凝土運輸、泵送、澆筑質(zhì)量控制（1）運輸根據(jù)運輸路程、混凝土配合比、初凝時間、澆筑要求等，混凝土攪拌站配備足夠數(shù)量混凝土攪拌車，容量為8～10m3/車，同時安排材料員負(fù)責(zé)與混凝土攪拌站的車輛調(diào)度員對接，通過車載GPS定位系統(tǒng)對混凝土運輸車輛跟蹤，現(xiàn)場至少保證一輛混凝土罐車待命，杜絕等料或混凝土罐車現(xiàn)場積壓現(xiàn)象，保證混凝土澆筑連續(xù)進(jìn)行，避免等料導(dǎo)致混凝土澆筑出現(xiàn)施工冷裂縫或混凝土罐車積壓引起混凝土坍落度損失而影響混凝土性能。（2）混凝土泵送設(shè)備在混凝土施工時，現(xiàn)場正常配備兩臺固定式混凝土輸送泵，在基礎(chǔ)施工時，由于混凝土一次性澆筑數(shù)量大，最高時同時使用四臺混凝土輸送泵送料，此外合理地選擇泵機型，充分發(fā)揮設(shè)備性能，由于泵送高度大，泵送壓力隨之增大，混凝土泵管承受的側(cè)壓力也在增大，因此需使用高壓泵管。合理選擇泵送方式，結(jié)構(gòu)標(biāo)高較低時，采用低壓泵送或者移動汽車泵方式，低壓泵送狀態(tài)下，泵送頻率高，速度快，液壓系統(tǒng)峰值壓力高，但能解決上部結(jié)構(gòu)混凝土量大、混凝土泵送時間長的問題。結(jié)構(gòu)標(biāo)高較高時，混凝土泵送時，應(yīng)調(diào)整次數(shù)調(diào)節(jié)以降低泵送頻率，經(jīng)過多次調(diào)整可成功地解決結(jié)構(gòu)標(biāo)高混凝土的泵送問題。（3）澆筑質(zhì)量控制混凝土澆筑前對鋼筋須嚴(yán)格驗收，對于有銹的鋼筋要除銹后方可澆筑，避免鋼筋銹脹引起混凝土爆裂。澆筑前對模板提前澆水濕潤，避免混凝土入模后水分被模板吸收，由于模板的濕脹導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。對于模板內(nèi)煙盒、塑料瓶蓋等雜物要及時清除，避免雜物混入混凝土中，伸縮系數(shù)與混凝土不一致而形成裂縫。采用泵送澆筑，合理布置泵管線路。混凝土振搗方面，采用高頻插入式振動棒進(jìn)行振搗，振動棒插點要均勻，采用插入交錯式的次序，移動距離不得超過振動棒作用半徑的1.5倍。振動棒不漏振也不過振，振搗時間以混凝土泛漿為宜，并輔以附著式平板振動器側(cè)振法來振實，從而改善混凝土拌合物的性能，以保證混凝土振搗密實性，減少混凝土因振搗不充分導(dǎo)致的后期沉實裂縫及水分蒸發(fā)引起的收縮裂縫。對于電梯井等部位大體積混凝土采用斜面分層，循序漸進(jìn)，一次澆筑完成。由于本工程地下室為抗?jié)B混凝土，抗?jié)B混凝土要求水灰比較小，而泵送混凝土要求有較大的坍落度，解決好抗?jié)B性和可泵性對坍落度的不同需求對保證混凝土的抗?jié)B性、耐久性意義重大，為此在施工操作上我們采取如下控制措施：①首先認(rèn)真控制配合比，在施工過程中，根據(jù)實際情況及時與商品混凝土廠聯(lián)系予以調(diào)整。②把好原材料關(guān)，通過采用摻和料減少水泥用量，水泥應(yīng)選擇活性高（不低于57MPa）需水量小的品種，砂子的細(xì)度也影響混凝土的強度，外加劑選擇坍落度損失及可泵性方面都很優(yōu)良的泵送劑，砂、石等原材料嚴(yán)格按要求選用?；炷翝仓r定人、定位，要求振搗密實，不漏振、不過振，專人護(hù)模，不得跑模。（4）混凝土成型前施工質(zhì)量控制對于樓面混凝土，除采用插入式振動器振搗外，為保證樓面混凝土密實度，樓面混凝土在找平前用平板振動器進(jìn)行振搗。振搗結(jié)束后混凝土初凝前，及時安排專業(yè)且責(zé)任心強的瓦工進(jìn)行找平及初次抹壓，為保證抹壓效率及抹壓力度的準(zhǔn)確一致，采用燃油磨光機套大鐵盤進(jìn)行抹壓，邊角部位人工抹壓配合。初次抹壓完成后，必須安排專人值守，把握好二次抹壓時間。二次抹壓時間掌握很重要，混凝土經(jīng)初次抹壓后表面有少量水分未蒸發(fā)，隨著水分的慢慢揮發(fā)，表面容易形成不規(guī)則的干縮裂紋，通過二次抹壓可有效減少和避免表面裂紋的出現(xiàn)，二次抹壓時間初凝后終凝前（以腳踩上去剛好不粘腳為宜），抹壓時采用磨光機葉輪片進(jìn)行精磨?；炷炼文▔喉椖坎堪才艑Ｂ氋|(zhì)檢員進(jìn)行跟蹤管理、跟班指導(dǎo)。9養(yǎng)護(hù)措施按照有關(guān)規(guī)定和規(guī)范對混凝土養(yǎng)護(hù)，能夠?qū)刂屏芽p的產(chǎn)生起到一定的作用，本工程在混凝土養(yǎng)護(hù)方面有著嚴(yán)格的要求。10冬季混凝土的保溫保濕措施本工程地下室底板，在內(nèi)外筒處基礎(chǔ)承臺處，屬大體積混凝土，混凝土表面采用覆蓋一層塑料薄膜，