核心筒裂缝控制技术

***大厦核心筒裂缝控制技术[摘要]核心筒在剪力墙结构中作用非常重要,由于其厚度厚,长度长,施工质量难以保证，现在的施工技术，能够保证表面的平整、光滑，即表面成型好，但由于使用大流动度的泵送混凝土浇注施工，在过往的施工中，墙体不同程度地出现裂缝已成为不争的事实，如何控制剪力墙，尤其是核心筒部位的墙体裂缝，已成为工程质量控制的重点和难点，本文从工程实际出发，阐述了核心筒结构剪力墙裂缝控制的技术要点，并取得了较好的效果。[关键词]核心筒、剪力墙、水灰比、抗裂纤维、坍落度、分层1、工程概况阜宁县***大厦A座写字楼工程位于江苏省阜宁县***新区内，位于建***九路西侧，在建跃进路北侧及建经六路东侧，在建纬四路南侧。建筑层数-1+36层，建筑总面积为55371㎡，主楼建筑高度为147.3米，筒体结构。钢筋混凝土灌注桩桩基，钢筋混凝土整板基础。现浇砼空心楼盖，核心筒尺寸12200*9800，砼强度等级C50。该建筑物柱网的跨度较大，双核核心筒紧靠集中布置，简体剪力墙是主要抗侧力构件。图1：核心筒平面布置图2、地下室施工中出现的问题工程施工前，项目部制定了严格的施工组织设计，砼采用商品砼，核心筒剪力墙混凝土设计等级为C50，墙厚500mm，采用复合木模板，全高4.2m，一次浇筑成型，施工完毕后，砼养护7天后拆除模板，在拆模的过程中，发现筒体剪力墙出现竖向裂缝，该质量问题主要发生在两个核心简体剪力墙暗柱之间及门洞上方。经过12天的观察，裂缝的宽度达0.15mm，肉眼可见，但没有继续发展。图2：裂缝位置示意图2、原因分析主管部门、监理单位和当地质监站的专家均到现场，对裂缝进行了论证分析，并一致认为产生裂缝的原因主要有以下几个：高强砼收缩引起的、强约束引起的、建筑体形引起的、外力作用引起的以及施工质量引起的，同时要求施工单位和砼公司共同控制砼的质量，在没有针对性的有效措施采取前，不允许继续施工。但是专家的原因分析具体性不够，要采取针对性措施难，根据上述情况，我们重新组织专家到实地察看，结合以往的经验，并针对工程现场的情况，得到以下几个方的结论：1、筒体长度12200mm，但是中间加上两侧有7根暗柱。由于砼暗柱的较强的约束作用，以及现浇楼板的约束作用，柱子产生侧移几乎是不可能的，那么产生裂缝的原因，主要还应是砼的凝结硬化时的收缩引起的，收缩后产生的较大的变形所致；2、由于墙板钢筋均采用双层Φ8@180钢筋网片，当板内砼产生较大的拉力时，钢筋在配置不足的情况下，钢筋内会有较大的拉应力，进而有较大的应变，所以会出现裂缝；同时，根据其它工程的设计经验，一般为对付水平裂缝，水平钢筋应有一定的配置量，本工程采用的Φ8@180钢筋，无论从直径还是间距上都显得不足，这可能是产生可见裂缝的要因；3、砼本身的原因及施工质量，通过了解，当时施工时的是五六月份，温度很高，砼中没有掺膨胀剂（砼公司的成本高），施工人员在施工时，由于砼失水过多，砼的坍落度在浇筑时已很小，为了能使得砼浇筑顺利，部分人员又重新加水来改善砼的流动性，加上砼的标号是C50，砼公司在高标号砼生产中也不是有很丰富的经验，高标号砼本身的收缩就很大，上述多种因素综合作用，产生较大的收缩就成为可能；4、结构中的约束是不可避免的，本工程中主要的约束是内约束，像墙体内的暗柱、顶部的暗梁对核心筒砼墙板收缩变形的约束；墙端与墙中收缩变形的相互约束，上述强约束加上砼的强收缩，所以产生了裂缝，而砼的裂缝是竖向的直缝，也充分地说明了这一点；3、裂缝评估1、针对有人对砼的强度的怀疑，我们决定对成型的墙体混凝土进行全面回弹检测，测出混凝土的实际强度。按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-29）经强度换算后的强度值在42MPa左右，考虑到砼后期强度的发展，说明砼的强度是符合要求的，同时业主又委托设计单位对该裂缝进行计算分析也一致认为其承载能力能满足建筑物的安全及使用要求，同时提出，应采取有效措施，控制砼裂缝的再次发生或控制砼的裂缝宽度。2、按照PKPM软件的计算，就筒体结构而言，其砼墙体是个轴压比较小的构件，一般情况下当混凝土强度等级在C40至C50之间变化时，本工程核心筒各墙肢轴压比最大值为0.62～0.50范围内，而用于抵抗侧向力的核心筒四周外壁轴压比均小于0.62，混凝土的延性仍能得到保证。而通过检测，砼的强度已达42MPa，所以，即使砼的强度值与设计值还有一定的差距，对结构也是不会产生影响的。3、综上所述，经过评估，此竖向的裂缝不影响承载力，但是应该属于没有满足正使用极限的要求，对于钢筋混凝土，特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝，不会迅速导致破坏，只是限制裂缝宽度问题，使其不达到有害程度。或者说裂缝宽度过大，应该采取措施加以控制；4、控制措施1、严格施工的现场管理（1）、质量员现场监督，严格按操作规程施工，在施工中应防止侧模的偏移，开始浇注时应加强对墙根部的振捣，以防止产生烂根现象。混凝土的运输应均匀连续，防止产生冷缝或施工缝。（2）、分层浇筑，由于墙高4.2m，按照施工规范的标是竖构件砼的自由倾落高度是2.2米，经过分析决定分两层浇筑完结，同时采用导管输送砼，一次输送到位，按混凝土的凝结时间对混凝土的浇注施工及混凝土搅拌站的混凝土供应做合理的调度，使得上层砼在下层砼浇注后3-5h内浇筑，而不是控制在下层混凝土的初凝之前，砼的初凝时间并不是混凝土不致出现冷缝的终凝时间，实际上在此时浇注混凝土，上下层混凝土的结合已经很弱，如在混凝土接近初凝之时，对混凝土进行振动，同样也会在新旧混凝土之间形成一层薄弱层，从而影响结构的整体性。（3）、每层分层混凝土浇时，振捣棒应插入下层混凝土5-10cm，以利于两层混凝土充分结合。（4）、保持模板的湿润。一是继续采用木模板，二是浇筑前酒水湿润。浇筑后48小时保持模板表面的湿润，进而保证砼的凝结养护到位，虽然水分可能进不到砼里面去，但对砼的养护还是会起到作用的。（5）、控制拆模时间，拆除后加强洒水养护。我们认为模板的拆除过早会对砼的失水产生影响，同时，也会使砼的强度达不到要求而产生早期荷载过大进而产生裂缝的可能，同时对墙体的养护效果往往不很理想，故在拆除模板后刷上一层养护剂，可防止混凝土内部水分的过度挥发，并应进行充分的浇水养护，以保证水泥的充分水化。2、加强砼原材料的控制我们走访调查了江苏盐城地区的砼质量，发现高强砼施工，该地区的砼公司的经验还不充足，他们对砼全过程的控制还不够，目前建筑市场出现了很多新型的掺合料，质量保证主要靠强度试验的结果，而体积变形稳定性方面的试验，而许多材料都有增加收缩的特点，必须进行长时期准确的收缩试验，才能得到有利于控制裂缝的材料。同时，混凝土中的较大含泥量及其它杂质可以明显地降低混凝土的抗拉性能，有的混凝土骨料中混入了有害膨胀物引起混凝土的崩裂，故我方通过与砼公司对接，要求砼生产时，其外掺料采用不超过20%的矿渣，降低砼收缩；同时，严格控制砂石的活性物质的含量，保证砼的质量，进而减小砼的收缩。3、调整设计的配筋，主要是控制水平钢筋的直径和间距。钢筋混凝土中配筋率对混凝土中自约束有很大的影响。“适当”的构造配筋能够提高混凝土的极限拉伸，对控制混凝土的温度收缩裂缝及收缩裂缝有积极的作用。在墙板结构中，采取增配构造钢筋的措施，使构造钢筋起到温度筋的作用，能有效地提高混凝土的抗裂性能。从设计规范上看，结合抗拉构件最大裂缝宽度Wmax及裂缝间距Lcr公式都可以看出，钢筋的应力（与配筋率有关）、保护层厚度、钢筋的直径都影响了最大裂缝宽度Wmax及裂缝间距Lcr，所以配筋原则应做到“细而密”，即配筋应尽可能采用小直径，小间距设计。提高混凝土结构的含钢率或减小钢筋直径都可提高材料的抗裂性能，但减小钢筋直径、加密间距要比提高含钢率效果明显一些。采用直径8-14mm的钢筋和100-150mm间距是比较合理的，结构全截面的配筋率不宜小于0.3%，应在0.3-0.5%之间。经过与设计部门的沟通，最终选定Φ10@120钢筋网片，同时在产生裂缝的对应部位两侧，在上一层核心筒砼浇筑时加设钢丝网，宽20cm；4、加抗裂钢纤维和膨胀剂（1）、钢纤维砼的性能钢纤维砼是在砼中掺入适量钢纤维经拌合而成的一种复合材料，它不仅能改善砼抗拉强度低的缺点，而且能增强砼构件的抗剪、抗裂和耐久性，能使脆性的砼具有较好的延性。同时，钢纤维砼具有较好的能量吸收能力，因而它使构件具有优良的抗冲击能力，对于结构抗震性能有极大改善。如用于剪力墙中，同样具有抗收缩、增加水平抗剪的作用。（2）、钢纤维材料选用经过考察和征求意见，我们选用了天津公司曾用过的佳密克丝胶粘性钢纤维，此材料为进口材料。该材料的特征主要为：长度：35mm、直径：0.55mm、长径比：65、抗拉强度最低1150MPa、形状：钢纤维用水融性胶水粘结成排，两端带钩；掺量按1.0%（体积比），相当于每立方米砼掺抗裂纤维80kg。（3）合理选定砼塌落度，掺入钢纤维对砼的坍落度会有影响，且不同的钢纤维掺量，对砼塌落度损失值不一样，经过试验和调整认为：掺入钢纤维后，砼的塌落度损失约为60～80mm，砼运输及由于气温高等困素塌落度的损失约20～40mm，综合以上情况，施工采用坍落度要求值可比普通砼大20mm，这样也给砼的浇筑带来了方便。（4）外加剂的选择：结合砼收缩因素和高温季节施工的特点可通过选用高效减水型膨胀剂，外加剂中不得含有氯盐,对外加剂必须严格检查,经试验合格后，我们选用了XF-III型HEA抗裂防水剂，此外加剂综合了目前国内外砼膨胀剂、防水剂发展的最新机理，具有膨胀抗裂、密实防水、减水、缓凝等诸多功能，与水泥相容性好。该产品不含氯离子，碱含量低，对钢筋无锈蚀作用，无毒、无味、不燃、使用安全。我们要求严格按说明书的标配置，并严格工艺过程。5、效果检查通过上述综合措施的采取，我们旨在解决核心筒的裂缝问题，我们安排了专职质量员和施工管理人员，严把过程中的每一个质量控制点，一层核心筒施工后7天，我们拆除了核心筒的模板后，经过观察，没有发现裂缝，经过28天的后期观测，出没有发现可见的砼裂缝，同时地下室核心筒的裂缝没有进一步的发展。为进一步提高工程质量，我们在检查和总结上述施工方法后，同时指出了进一步改进的方法，就是本工程是现浇空心楼盖且墙板的砼量体积也大，我们在施工中应进一步考虑砼浇筑的时间，尽量将砼安排在傍晚时施工，同时考虑大体积砼施工的特点，必要时进行分层、分段施工和加强养护和覆盖。6、心得体会现在的高