某高层住宅项目混凝土结构防裂控制技术

邱文伟

（福建　福州　350000）

某高层住宅项目混凝土结构防裂控制技术

邱文伟

（福建福州350000）

住宅项目是目前国内建筑市场开发建设的主流，而在消费者对产品施工质量和使用功能的高追求下，建设单位、监理单位、施工单位等各方更是加大力度严格控制，以确保工程满足消费者要求，顺利交房。但就目前而言，产品出现的质量问题以混凝土结构裂缝最为普遍，这不仅阻碍了交房进度，同时也可能给消费者和建设单位双方造成损失。因此，裂缝控制措施成为了当前建筑行业急需掌握和落实的一项技术手段。本文结合实际工程，对出现裂缝问题的混凝土结构做出分析，结果表明：强化结构板配筋，科学设置支撑体系，合理选择原材料，优化配合比，采用双掺技术，控制堆载时间及堆载位置，保温保湿养护等都能有效控制裂缝出现。最终制定出相应的技术措施，防止裂缝出现，提高结构耐久性能，该技术对目前住宅项目的混凝土裂缝控制有着重要意义。

住宅；混凝土；裂缝；技术措施

1　工程概况

福建省福州市某住宅项目，占地面积约77亩，建设面积19.5 万m2，地上高层9栋32层，别墅6栋4层，幼儿园1栋3层，地下一层（局部二层），总投资5亿元。该项目位于江边，地质条件主要为砂层，基础为桩基础，采用预应力钢筋混凝土管桩，持力层为卵石层。

因目前国内地产公司为缩短资金回笼时间，住宅开发项目均尽可能压缩工期，导致项目裂缝控制必须有整体性、针对性地控制。该工程前期因赶工造成局部楼板出现渗漏，经检查为通缝，后期经调整和采取有效措施，较好地得到控制。

2　裂缝产生的原因

导致混凝土结构开裂的因素很多，除了由静、动荷载等产生的应力引起的裂缝外，混凝土早期裂缝产生的原因主要有以下几个方面：

2.1外部荷载产生的应力

在混凝土浇筑完成后，强度未达到1.2N/mm2，上一层结构即开始施工，材料集中堆载造成的静载、或者材料放置过程中产生的竖向或横向动载。

2.2混凝土收缩引起的裂缝

夏季白天混凝土浇筑完成后，表面未及时覆盖养护，表面游离水分蒸发过快，导致混凝土收缩加快，其中结构板远大于结构梁收缩值，附加了热收缩差，从而加大板面拉应力，而因混凝土早期强度较低（目前较多采用单掺粉煤灰的混凝土，早期强度低、吸水率大），超过抵抗变形而导致开裂。

2.3桩基对结构附加约束

施工现场布有桩基，桩顶标高-6.800m，在混凝土内的锚固长度为700mm，对基础的变形增加了阻力作用，不能自由变形，导致产生温度应力当该温度应力超过混凝土的抗拉强度时，则从约束面开裂形成温度裂缝。

2.4较大跨度楼板钢筋单层配筋

为节约成本，楼板跨度<3.900m均采用单面配筋，未从施工过程考虑，因此在荷载作用下，造成核心筒部分楼板钢筋几无裂缝，而较大跨度板较为常见。

2.5现场布置不合，地下室顶板作为施工道路

为节约开挖成本和地下施工工程量，目前住宅项目大多设置单层大体积地下室，地下室边线临近用地红线，导致施工道路设置困难，不得已采取顶板行车，而即使将消防通道作为主要施工道路，但涉及顶板材料堆放等问题，未有可靠措施进行加固。

2.6支撑体系设置不合理

支撑体系广泛采用扣件式脚手架支撑，立杆自由端或顶托较长，在荷载作用下，容易产生细微弯曲变形，特别是在梁板混撑的支撑体系，造成局部拉应力不均匀，引起混凝土变形产生裂缝。

3　控制裂缝的主要措施

3.1优选原材料

3.1.1水泥

在混凝土拌制和浇筑以及初凝过程中，水泥水化时释放热量，在这个过程中最容易引起混凝土开裂，其原因是水泥水化热引起的混凝土胶合物温度升高，温差过大就会引起混凝土温度裂缝，因此，在水泥选择问题上就会考虑选用水化热小的水泥，并减少其用量，本工程C40混凝土选用42.5级万年青普通硅酸盐水泥，水泥用量为380kg/m3。

3.1.2砂、石料的含泥量控制

考虑到砂、石的含泥量过大会对混凝土的收缩产生影响，同事降低混凝土的抗拉强度，因此，砂、石料的含泥量控制必须严格控制在小于2％，对于含泥量大于2％的砂、石料不予采用。同时，砂不得采用杂质较多的海砂。

3.1.3粗、细骨料

在配置混凝土时，增强混凝土抗裂性能的一个重要方法是合理选择骨料，骨料的选择对混凝土密实性、孔隙率、混凝土的强度有很大的影响。骨料选择的好，混凝土的密实性高，孔隙率就低，混凝土的强度高。细骨料宜采河砂；粗骨料宜选用粒径5～31.5mm，并连续级配；应选用非碱活性的粗骨料，掺入粒径大的骨料同样能够减少水泥用量。

3.1.4水

采用自来水公司供应的自来水。

3.2混凝土双掺技术、减水剂和膨胀剂

3.2.1双掺技术

这里双掺技术指的是粉煤灰和矿粉双掺。由于矿粉和粉煤灰的早期物理填充作用和后期活性填充作用等特性，一方面混凝土的后期强度可以满足强度要求，另一方面混凝土的耐久性将得到提高。在利用粉煤灰和矿粉取代水泥的同时，在混凝土中适量掺加高效减水剂，降低了水胶比，减少了水泥用量，从而大大降低了混凝土水化热，延缓了水化热峰值出现的时间，对控制混凝土的温度裂缝和收缩裂缝极为有利。

3.2.2减水剂

高效减水剂有效地减少了混凝土的的塌落度损失，改善混凝土的工作度，提高流动性，在混凝土中发挥重要的作用。

3.2.3膨胀剂

U型膨胀剂（UEA膨胀剂）以硫酸铝、氧化铝、硫酸铝钾等为主要多种膨胀源。早期主要以无水硫酸铝钙作为膨胀源，中期主要以明矾石为膨胀源，具有稳定的膨胀作用。普通混凝土由于收缩开裂，往往会发生渗漏，因而降低它的使用功能和耐久性，在普通混凝土中加入一定量的UEA，膨胀性结晶水化物产生的压应力挤压水泥水化物钙矾石等形成微膨胀混凝土，使凝固时产生的膨胀力密实膨胀混凝土。

3.3优化混凝土配合比

本工程采用的混凝土配合比如表1。

3.4设计和施工部署结合，优化、强化设计

3.4.1设计和施工部署结合

在方案设计阶段，充分考虑现场施工部署，包括临建、施工通道、临时围墙围挡等，包括后浇带的布置，应合理结合设计和施工部署。尽量避免因施工需求提前封闭后浇带以及顶板堆载、行车等存在安全隐患的现象。

3.4.2优化、强化设计

板面配筋充分结合现场实际情况情况，跨度较大的楼板设置双层配筋，同时水电管线密集处应进行钢筋补强，避免混凝土沿线管处开裂。

3.5科学设置支撑体系

采用扣件式脚手架支撑，支撑立杆自由端需符合受力要求，同时水平杆、立杆间距严格按照施工方案执行，设置可靠的支撑体系。同时，梁、板因收缩及受力不同，不宜混撑。在梁、板强度未达到设计值的75％的情况下，不得拆除支撑，悬挑构件混凝土强度需达到100％方可拆除。在任何条件下均不宜提前拆除后恢复。

3.6控制施工时间、施工质量、养护时间

在一般情况下，每层混凝土浇筑间隔时间不宜<5d，浇筑完成后养护时间不宜少于24h，强度达到1.2N/mm2后方可堆载。严格控制钢筋保护层厚度，避免施工过程中板面钢筋下沉造成保护层厚度不足或者变大而产生裂缝。

3.7后浇带、膨胀加强带

结构长度是影响温度应力的因素之一，并且在一定长度内对温度应力影响较为显著。后浇带、加强带的设置能有效减少温度应力产生的裂缝。加强带在混凝土初凝前浇筑完成，后浇带则一直保留到主体施工完毕才浇筑。加强带、后浇带采用添加UEA膨胀剂的混凝土填充。UEA膨胀剂加入到混凝土中，拌水后生成大量膨胀性结晶水化物产生的压应力可大致抵消混凝土干缩时产生的拉应力，从而防止或减少混凝土收缩开裂，并使混凝土致密化；同时，由于UEA膨胀剂的膨胀力引起的钢筋张拉，其反力使混凝土受到压缩应力，能在钢筋中建立0.2～0.7MPa预应力，发挥了和预应力法同样的机械张拉钢筋的效果；另外，加入膨胀剂的混凝土受到外部完全约束时，UEA的膨胀力在内部作用，钙矾石结晶不断填充孔隙，可以得到非常致密的无收缩高强混凝土，发挥与机械压力同样的效果。

4　结语

通过采用上述综合抗裂措施，该住宅工程前期出现裂缝，在后期得到良好的控制，目前，该工程已顺利交房。混凝土裂缝控制技术措施还有许多需要改进和完善的地方，随着科学技术水平的提升，以及建筑行业的飞速发展，在后续的施工和管理过程中还有很多等待探索和研究，当提倡科学创新，开启建筑行业质量新篇章。

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2]钟世云，袁华，编著.聚合物在混凝土中的应用.北京：化学工业出版社，2003.

[3]中国建筑科学研究院主编.《粉煤灰在砂浆合混凝土中应用技术规程》（JGJ28-86）.北京：中国建筑工业出版社，1987.

[4]《混凝土膨胀剂》（JC476-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001.

TU974

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1673-0038（2015）27-0076-02

2015-6-10