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1、三、混凝土结构工程施工现状及未来发展趋势(1)、总述混凝土结构工程在建筑施工中占有重要的地位,他对整个工程施工的工期、成本、质量都有极大的影响。混凝土结构工程主要由钢筋工程、模板工程和混凝土工程三部分组成,施工中三者之间要紧密配合,才能确保工程质量和工期。(2)、钢筋混凝土混凝土结构的特点概述混凝土材料在工程设计中的工作性能具有良好的可塑性、可模性、耐久性以及耐火性等。再加上现浇钢筋混凝土结构的整体性好,大量的钢混结构被广泛的应该用到了现代社会工程建设中。混凝土结构也有其有待改善的弊端,混凝土的极限拉应变与极限压应变的差距巨大,后者是前者的将近20倍,这就使其具有了抗拉强度低,抗裂性较差等不足
2、(2)、钢筋混凝土混凝土结构的特点概述其次由于高强度高刚度等要求,混凝土结构的自重大,一般可占到结构重力荷载的70%80%以上,使其抗震性能减弱。就多数混凝土施工而言,工期较长、模板消耗较大、施工受气候和季节影响较大以及新旧混凝土较为不易连接等都是混凝土结构设计及施工有待完善的和工程中应着重注意避免事故发生的侧重点。(3)、混凝土结构工程施工技术的发展和现状概述我国目前应用于大量工程建设中的混凝土工程施工方法主要是现浇筑钢筋混凝土与预制装配式钢筋混凝土工程,也可二者相搭配组合施工。比较而言,前者施工方法整体性好,所以抗震能力较强,相对节约钢材,且不需要大型的起重机械,但工期较长,成本偏高,同时
3、受施工环境气候影响较大。(3)、混凝土结构工程施工技术的发展和现状概述预制混凝土施工则可在加工厂内完成主要的生产环节,批量且可降低成本及劳动强度,缩短工期以及增加机械化程度等优点,但是在现场施工时对大型起重设备要求较高。所以在现代施工工程中,尤其国家典型高难度发杂施工项目中,二者通常结合应用于施工作业。(3)、混凝土结构工程施工技术的发展和现状概述混凝土结构工程施工规范规范总结了近年来我国混凝土结构工程施工的实践经验和科技研究成果,开展了多项专题研究,参考应用了有关国外先进标准,经过广泛征求意见、反复讨论最后定稿,是一部结合实际、具有先进性和操作性的好规范。规范的发布实施将对推动我国混凝土结构
4、工程的施工发展起到一定的作用。(3)、混凝土结构工程施工技术的发展和现状概述根据我国当前混凝土结构工程的总体施工水平,虽已接近或达到一些先进国家的水平,但在某些方面还有一定的差距,现将我国近10年来混凝土结构施工的总体情况和发展分述如下。1)、混凝土配合比在混凝土配合比方面,近10年来有着很大的变化,每m3混凝土的水泥用量明显减少,大力推广了较大掺量粉煤灰和掺少量磨细矿渣粉等矿物掺和料的技术,大大节约了水泥和能源,并且有利于控制混凝土裂缝。1)、混凝土配合比不少超高层建筑基础底板C40混凝土水泥用量仅230kg/m3,而粉煤灰用量190kg/m3,水胶比为0.39,后期强度(60d)可达C50
5、以上。如北京国贸中心三期(高330m)A段底板混凝土强度等级为C45,水泥(PO42.5)每用量仅为230kg,粉煤灰用量为190kg/m3。1)、混凝土配合比所以,大掺量粉煤灰的应用使单方混凝土的水泥用量有较大幅度的降低,这是近10年来在混凝土施工领域中的一项重大突破。今后发展应重视降低水泥单方用量,这也是绿色施工的重要举措。2)、混凝土施工工艺近年来,混凝土施工工艺也有了显著的变化,商品混凝土已从大城市发展到中、小城市,尤其在北京、上海的市区和近郊已基本消除了现场搅拌。随着混凝土集中搅拌的发展,混凝土达不到强度等事故也大幅度减少,劳动效率和工程进度大大加快。由于高层和超高层建筑的迅速发展,
6、泵送混凝土技术大大提高,目前混凝土一次泵送高度已达527米(上海中心大厦工程)2)、混凝土施工工艺泵送混凝土已得到普遍推广应用,大大加快了混凝土施工速度,减轻了塔式起重机的负担,提高了劳动效率、加快了整体工程进度。对现场文明施工、绿色施工都起到了较显著的作用,不少大体积混凝土基础的底板施工24h内可浇筑1万m3以上。以后随着商品混凝土和泵送混凝土的发展,很有可能会进一步实现混凝土工程的整体专业化(含浇筑)。2)、关于混凝土伸缩缝的处理从20世纪80年代开始,我国实施了“后浇带”(指伸缩后浇带),给施工造成了很大困难,近10年来出现了“分仓法施工”。这是混凝土施工的一项重大突破。其实这项技术早在
7、40年前上海宝钢就已经采用,但未能得到推广。2)、关于混凝土伸缩缝的处理在专家王铁梦的帮助下,北京从2000年以来大力推广应用了这项新技术,先后在梅兰芳剧场、蓝色港湾等工程中应用效果显著,如蓝色港湾工程长宽都超过150m的基础底板,采用“分仓法”施工,分成十几个仓,经半年多时间观察未发现裂缝,目前在北京已较普遍推广应用。2)、关于混凝土伸缩缝的处理中建一局集团建设发展有限公司和清华大学共同研发了高层建筑大体积混凝土底板连续无缝施工技术科研课题,从混凝土配合比入手,在低热、低收缩、低钙、高工作性和高抗裂性方面进行研究,经过足尺模型试验与计算,并改革了施工工艺,采取快速施工等,在国贸三期、深圳平安
8、金融中心等5个工程中使用,达到了满意的效果2)、关于混凝土伸缩缝的处理这项技术如果能够推广,对解决混凝土的伸缩缝将会起到显著成效,该成果宜进一步进行开发研究,以便在更大范围中推广应用。目前也在一些有条件的工程中取消了沉降缝或提前浇筑沉降缝的办法,这也是今后的发展方向。3)、混凝土浇筑新工艺随着高层、超高层结构的发展,诸如钢管混凝土、劲性混凝土结构和超高层的出现,对混凝土的性能、施工工艺都提出了许多新的要求,促进了混凝土性能和施工工艺的不断发展。近几年来对钢管混凝土结构中混凝土的浇筑工艺较普遍地采用了混凝土从管底顶升浇灌的新工艺。3)、混凝土浇筑新工艺这种新工艺目前在许多工程中都成功应用,一次顶
9、升可21m(5层),取得了显著的效益。自密实混凝土已较普遍使用,但造价稍高,有待进一步研究,这是发展方向,也是绿色施工的重要方向。4)、大体积混凝土相关问题大体积混凝土施工近10年来获得了显著进展,目前大体积混凝土不仅出现在高层和超高层建筑的基础底板上,在主体结构中也出现大量的大体积混凝土(如柱、梁)。另外过去对大体积混凝土虽有定义,但一直不够准确。大体积混凝土容易出现裂缝的原因主要是混凝土构件内的温度和表面以及大气温度之间的温差(超过25)造成的。4)、大体积混凝土相关问题另外单方混凝土水泥用量过多也是造成混凝土收缩裂缝的重要原因。所以有人认为不管是大体积混凝土或是还没有达到大体积混凝土标准
10、的构件,都是受到上述这条规律的制约,尤其是在低温施工阶段,室外温度晚上降到03,如果拆模时间过早,不加强保温保湿养护4)、大体积混凝土相关问题梁、柱混凝土内部水化热正达高峰,此时温差将达4050,因此混凝土构件表面必然会开裂。不仅是大体积混凝土存在这类问题,一般非大体积混凝土也同样存在。因此任何混凝土构件都应该重视和控制混凝土构件的内部温度和大气温度的温差25,在低温阶段应控制拆模时间。4)、大体积混凝土相关问题水泥用量应该严格控制,不要过多。中建一局集团建设发展有限公司的经验很宝贵,C40混凝土水泥用量控制在230250kg/m3就可以了。如果混凝土强度等级大于C40,也应尽量少增加水泥用量
11、而使用活性较高的掺和料,因为水泥用量过多会造成混凝土的过多收缩,从而出现较多的混凝土收缩裂缝,严重影响混凝土的耐久性(尤其是地下或露天工程)。4)、大体积混凝土相关问题目前出现的混凝土裂缝中,很大一部分是“收缩裂缝”,这与不重视混凝土养护也是分不开的。大体积混凝土还容易出现塑性裂缝,这是由于底板混凝土浇筑完成后,面上有一层薄水泥浆(强度很低),如果不马上用塑料薄膜覆盖,遇风或强烈的阳光,水分蒸发过快,很容易形成表面开裂,并且裂缝很宽。4)、大体积混凝土相关问题要解决这种塑性裂缝方法很简单,一是浇筑混凝土后立即用塑料覆盖,二是每隔23h揭开塑料薄膜进行抹压,采取多次抹压的方法,直到初凝以后。为了
12、控制裂缝,不宜采用高强混凝土(柱例外),尤其是地下四周外墙混凝土强度等级不宜超过C40,并采用后期强度作为配合比设计及强度评定及验收的依据,确定混凝土强度时的龄期可取为60d或90d。4)、大体积混凝土相关问题总之,专家王铁梦有一句名言:“普通混凝土好好打”,应切实做到精心施工、不留隐患。5)、钢筋工程在钢筋工程方面,近10年来也有发展,粗钢筋连接技术经过一段时间的实践,一致认为直螺纹连接技术是当前较为理想的连接技术,所以在全国已得到广泛推广应用。其他连接方式除在特殊情况下应用外,几乎都已被淘汰。5)、钢筋工程另外,钢筋集中工厂化加工的问题也有进展,尤其是在大城市,由于现场施工场地紧缺,一般都
13、在工厂进行配制后运至工地进行安装、绑扎。钢筋预制网片的应用近几年虽有进展,但发展尚不理想,还须继续努力推广应用。各种高强度钢筋近几年来迅速发展主要由设计单位来负责推广应用。5)、钢筋工程今后钢筋网片应大力在楼板、剪力墙及各种预制构件中推广,努力提高工厂化水平,节约劳动力,加快施工进度。高强钢筋也应大力推广应用,各种不同强度的高强钢筋的应用范围应由设计单位根据结构的具体部位(构件)分别采用,强度较高的高强钢筋(如HRB500级)可用于某些柱子或预应力构件上,但不宜用于梁、板构件。也应该是绿色施工的重要内容之一。5)、模板工程模板工程近10年来有滞退趋势,传统的工具定型钢模板或钢框竹、木面板定型模
14、板几乎已消失,木模板卷土重来,目前只是现浇梁板支柱还使用钢管。以钢代木的时代似乎已经过去,造成这种局面的主要原因是目前采用较多的“工程项目经理负责制”。5)、模板工程在这种体制中,为了单纯追求项目工程的经济效益,不愿投入资金购买较大先进的钢制定型模板,而是采用多层板(有的甚至是次品)等成本较低的模板。再加上模板租赁行业不景气,所以模板工程出现了滞退现象,“以钢代木”和定型、工具化走下坡路。5)、模板工程但是近几年来液压提升模板发展较快,尤其在高层、超高层建筑中核心筒的混凝土模板施工采用得很多,最快达到1层/(45)d,深受欢迎。新型液压提升爬模,采用大吨位、长行程油缸,一次直接提升1层,并配合
15、钢制大桁架、钢梁形成整体工作平台,效果显著。5)、模板工程应该指出,液压提升模板是今后的发展方向,它不仅仅能加快施工进度、节约模板,大大提高劳动效率,节约人工,还可以降低成本,保证质量和安全。建议今后除在核心筒使用外还可以进一步在高层剪力墙结构中推广应用,完全符合绿色施工的要求。5)、模板工程为了节约木材,目前各地都在纷纷研制、生产工具化标准定型的铝合金模板和塑料模板,但处于起步阶段,使用范围较小,有待进一步发展。应该指出的是塑料模板是发展方向,上述两种模板在很多先进国家很早都已推广应用,我国应大力推广,并给予适当的政策支持。5)、模板工程这样既可以回收重复使用的再生材料,又可提高周转次数(5
16、0次以上),板面平整光滑,对混凝土质量十分有利,并且便于拆模(不用脱模剂)。目前国内有很多厂家正在研制各种不同构造的塑料定型模板。这也是完全符合绿色施工要求的。(4)、施工过程中出现的裂缝问题及应对预防措施1)干缩裂缝问题及预防:干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.050.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。主要预防措施:严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量,严格把关,禁忌施工工人在施工过程偷加水等行为。最重要的是加强混
17、凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。并在混凝土结构中设置合适的收缩缝。2)塑性收缩裂缝及预防:塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长2030cm,较长的裂缝可达23,宽15mm。主要预防措施:在施工过程中浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。注意高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。3)沉陷裂缝
18、及预防:沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,混凝土结构容易产生这类裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈3045角方向发展,较大的沉陷裂缝。主要预防措施:注意在施工前期对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。严禁防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。如果在冻土上搭设模板时则要注意采取一定的预防措施。4)温度裂缝及预防
19、:温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较窄。主要预防措施:在高温季节浇筑时采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。同时在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混
20、凝土的内外温差。并加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。同时预留温度收缩缝。在施工中尽量减小约束。重要的是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。四、典型质量事故案例分析与经验交流。(1)、某工厂新建一生活区,共14幢七层砖混结构住宅(其中10幢为条形建筑,4幢为点式建筑)。在工程建设前,厂方委托一家工程地质勘察单位按要求对建筑地基进行了详细的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相继开工,一九九五年至一九九六年相继建成完工。四、典型质量事故案例分析与经验交流
21、。一年后在未曾使用之前,相继发现10幢条形建筑中的6幢建筑的部分墙体开裂,裂缝多为斜向裂缝,从一楼到七楼均有出现,且部分有呈外倾之势;3幢点式住宅发生整体倾斜。后来经仔细观察分析,出现问题的9幢建筑均产生严重的地基不均匀沉降,最大沉降差达160mm以上。事故发生后,有关部门对该工程质量事故进行了鉴定,审查了工程的有关勘察、设计、施工资料,对工程地质又进行了详细的补勘。经查明,在该厂修建生活区的地下有一古河道通过,古河道沟谷内沉积了淤泥层,该淤泥层系新近沉积物,土质特别柔软,属于高压缩性、低承载力土层,且厚度较大,在建筑基底附加压力作用下,产生较大沉降。凡古河道通过的9栋建筑物均产生了严重的地基
22、不均匀沉降,均需要对地基进行加固处理,生活区内其它建筑物(古河道未通过)均未出现类似情况。该工程地质勘察单位在对工程地质进行详勘时,对所勘察的数据(如淤泥质土的标准贯入度仅为3,而其它地方为712)未能引起足够的重视,对地下土层出现了较低承载力的现象未引起重视轻易的对地基土进行分类判定,将淤泥定为淤泥质粉土。设计单位根据地质勘察报告,设计基础为浅基础,宽度为2800mm,每延米设计荷载为270kN,其埋深为1.4m2m左右。该工程后经地基加固处理后投入正常使用,但造成了较大的经济损失,经法院审理判决,工程地质勘察单位向厂方赔偿经济损失329万元。(2)、某市一开发商修建一商品房,为了追求较多的
23、利润,要求设计、施工等单位按其要求进行设计施工。设计上采用底层框架(局部为二层框架)上面砌筑九层砖混结构,总高度最高达33.3m,严重违反国家现行规范建筑抗设计规范GBJ11-89和地方标准四川省建筑结构设计统一规定DB51/5001-92的要求,框架顶层未采用现浇结构平面布置不规则、对称,质量和刚度不均匀,在较大洞口两侧未设置构造柱。在施工过程中六至十一层采用灰砂砖墙体。住户在使用过程中,发现房屋内墙体产生较多的裂缝,经检查有正八字、倒八字裂缝;竖向裂缝;局部墙面出现水平裂缝,以及大量的界面裂缝,引起住户强烈不满,多次向各级政府有关部门投诉,产生了极坏的影响。(3)、某县级市一乡村修建小学教
24、学楼和教师办公住宿综合楼,乡上个别领导不按照有关基本建设程序办事,自行决定由一农村工匠承揽该工程建设。工程无地质勘察报告,无设计图纸(抄袭其它学校的图纸),原材未经检验,施工无任何质量保证措施,无水无电,砼和砂浆全部人工拌和,钢筋砼大梁、柱子人工浇注振捣,密实度和强度无法得到保证。工程投入使用后,综合楼和教学由于多处大梁和墙面发生较严重的裂缝,致使学校被迫停课。经检查,该综合楼基础一半置于风化页岩上,一半置于回填土上(未按规定进行夯实),地基已发生严重不均匀沉降,导致墙体出现严重裂缝;教学楼大梁砼存在严重的空洞受力钢筋已严重锈蚀,两栋楼的砌体砂浆强度几乎为零(更有甚者个别地方砂浆中还夹着黄泥)
25、,楼梯横梁搁置长度仅50mm,梁下砌体已出现压碎现象。经鉴定该工程主体结构存在严重的安全隐患,已失去了加固补强的意义,被有关部门强行拆除,有关责任人受到了法律的惩办。(4)、混凝土强度不足案例因混凝土强度未达到设计要求,北京大兴区旧宫保障房项目被停工停售后加固与拆除:经过检测和专家论证,北京市、区两级建设行政主管部门今天正式决定:拆除B、C区6栋楼地上结构部分,另外2栋楼进行局部加固处理。大兴区建设行政主管部门在保障房项目监督检查中发现,旧宫三角地B、C区8栋住宅工程出现混凝土强度不足。专家指出:出现这样的问题,建筑物的使用寿命就会减低,可能不到设计要求年限就不能使用了。严重的,会造成墙倒屋塌
26、甚至整栋楼倒塌。混凝土强度不符合设计要求,还会导致建筑物抗震级别及应对其它极端情况的能力打折扣。事件发生后,北京市、区两级住建委对工程的建设、施工、监理等单位质量保证体系执行情况进行了全面检查,立即责令北京华跃腾飞混凝土有限责任公司停产,对其立案处罚。同时,对该项目实行停工整改、暂停网签预售,并对预售资金实行监管,确保购房人的利益不受损害。需要指出的是,相关部门迅速委托法定检测单位对“问题工程”进行全面细致的检测,并组织专家研究制定工程处理方案。经专家多次论证,设计单位计算复核,不能满足结构抗震要求。为确保结构安全可靠,满足住宅使用功能,决定拆除B01、B02、B03、B04、C01、C02六
27、栋楼地上结构部分,地下部分进行结构加固,B05、D01两栋楼进行局部加固。事故原因、责任:预拌混凝土生产单位北京华跃腾飞混凝土有限责任公司没有履行质量责任,为该工程提供了不符合质量要求的混凝土产品,对这起质量事故负有直接责任。建设单位北京日月房地产开发有限公司对其采购的预拌混凝土没有履行质量责任,对该工程出现的混凝土质量事故负有重要责任。事故原因、责任:施工单位北京住宅第二开发建设有限公司在施工中没有履行质量责任,在施工过程中不按照施工技术标准对预拌混凝土进行检验,对该工程出现的混凝土质量事故负有施工和管理的重要责任。事后:北京市、区两级建设行政主管部门将加大对该工程拆除作业的安全质量监督检查
28、力度,严格监管加固工程的验收工作以及后续的正常施工,确保结构安全可靠。而且,进一步加大对混凝土搅拌站企业的检查力度,强化对保障性住房项目的质量监管,继续定期组织工程质量的网格管理执法检查,普查和抽查在建的保障房项目因施工和使用不当而引起的混凝土强度不足,将会使结构的承载能力和刚度下降,挠曲变形加大,同时使结构的抗裂、抗渗和耐久性降低,影响结构使用。强度不足的表现:混凝土强度不够必将伴随有抗渗能力降低,耐久性降低,更重要的会影响结构的承载能力。主要表现为三方面:1降低结构强度、刚直下降。2抗裂性差、产生大量宽裂缝。3构件变形,变形大到影响正常使用。3)引起混凝土强度不足的原因1原材料质量差:(1
29、)水泥质量不良:1.水泥实际活性低;2.水泥安定性不合格;3)引起混凝土强度不足的原因(2)骨料(砂、石)质量不良:1.石子强度低;2.石子体积稳定性差;3.石子形状与表面状态不良;4.砂、石中有机杂质含量高、粉尘含量高,砂中云母含量高;3)引起混凝土强度不足的原因(3)拌合水质量不合格;(4)外加剂质量不合格或组成配比不当3)引起混凝土强度不足的原因2混凝土配合比不当:混凝土配合比是决定强度的重要因素之一,其中水灰比的大少直接影响混凝土强度,其他如用水量、砂率、骨灰比等也影响混凝土的各种性能,从而造成强度不足事故。3)引起混凝土强度不足的原因(1)用水量加大:较常见的有搅拌机上加水装置计量不
30、准;不扣除砂、石中的含水量;甚至在浇灌地点任意加水等;(2)随意套用配合比(3)外加剂掺量不准;(4)外加剂使用不当;(5)砂石计量不准和水泥用量不足。3)引起混凝土强度不足的原因3施工工艺不正确(1)搅拌不佳,时间过短或过长造成不匀;(2)浇筑时水泥浆漏失严重;混凝土假凝、初凝;振捣不实;(3)养护不当;如早期缺水干燥,受冻等.3)引起混凝土强度不足的原因4试块未经标准养护或未按规定制作对于混凝土强度不足的补救和处理一般采用测定实际强度,利用后期强度,减少结构荷载,结构加固、分析验算,至拆除重建等。4)典型加固方法及适用范围:混凝土结构强度不足的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实
31、际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。4)典型加固方法及适用范围:1、直接加固的一般方法有:(1)加大截面加固法在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;
32、适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。4)典型加固方法及适用范围:(2)置换混凝土加固法该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。(3)有粘结外包型钢加固法外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅
33、度提高。(3)有粘结外包型钢加固法该法也称湿式外包钢加固法,受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。(4)粘钢加固法钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力,且施工方便。(4)粘钢加固法该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作
34、用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。(5)粘贴纤维增强塑料加固法外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理。(6)绕丝法该法的优缺点与加大截面法相近;适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合。(7)锚栓锚固法该法适用于混凝土强度等级为C20C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。2、间接加固的一般方法有:(1)预应力加
35、固法(一)预应力水平拉杆固法预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上(当拉杆与梁板底面紧密贴合时,拉杆会与构件共同找曲,此时尚有一部分压力直接传递给构件底面),在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。由于水平提杆的作用,原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压,因此,加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。(二)预应力下撑拉杆加固法钢筋混凝土构
36、件采用预应力下撑式拉杆加固定后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,在外荷载和预应力共同作用下,拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件,改变了原构件截面内力特征,从而提高了构件的承载能力该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不能用于温度在600C以上环境中,也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。(2)增加支承加固法增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少
37、作用在被加固构件上的载载效应,提高结构承载水平的目的。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。(3)其它加固法辅助结构加固法是采用另制的辅助构件,如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁,部分或全部分担被加固梁的荷载。在支座附近加腋后,支座附近截面的有效高度提高了,因此,截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。3、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有:(1)托换技术系托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;对技术要求较高
38、,需由熟练工人来完成。(2)植筋技术一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。(3)裂缝修补技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。内部修补法。内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中,结硬后起到补缝作用,
39、并通过其胶结性使原结构恢复整体性,该方法适用于裂缝宽度较大,对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响,或有防水防渗等要求的裂缝的修补。4)碳化混凝土修复技术系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。(5)混凝土表面处理技术系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。(6)混凝土表层密封技术系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。(5)、温差变形引发的砖砌体裂缝某县长途运输公司一号集资楼,砖混7层,面积4901m,建于1994年10月1
40、996年4月,纵长56m,未设变形缝,屋面为多孔板灌缝找平后加小青瓦坡屋面防水,两侧纵长为宽2m现浇屋面板并作排水檐沟使用,当年夏季过后即发现东西两端顶层边套边间纵墙出现约45斜裂缝。在查明施工、设计及现状后即采取了对症措施:以每套为独立元,将屋面板间正对的每套之间的多孔板端缝,重新切开留缝;将相对此端缝的现浇檐沟板切缝分开(减缓了动力源);将其内一道空斗纵墙干脆拆除改实砌;在不明显影响结构安全的缝部位,铲除原抹灰后加钢丝网片,再用高标号水泥砂浆粉刷修补。一年后再检查未见变化。这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是那些纵向较长的)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称
41、性,但有时仅一端有,轻微者仅在两端12个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋,更易发生。在阳光照射下(特别是南方地区)屋面板温度可高达6070,而在其下砖砌体仅为3035,如此大的温差,加上混凝土线膨胀系数比砖砌体近似大一倍。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。当屋面向两端热胀时,致使下部砌体出现正“八”字缝,当冷缩时,就出现倒“八”字缝,一胀一缩则易出现“x”字缝。其防治的主要方法:一是减缓消除热胀冷缩动力源,如设隔热层、变形缝;二是增强相关砌体抗力,如提高
42、砂浆强度,提高饱满度,空斗改实砌,加筋砌体,加设构造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(对于不影响结构安全的缝)。(6)、基基础不均匀沉降引起的裂缝如某县新建的石门中学教学楼,局部地基为粉砂层,下挖一部分换土处理后采用混凝土柱下带基施工,于1999年9月开工至2000年4月基本完工,粉刷之后,在中间检查时发现,一侧外窗台下角出现上宽下窄竖缝及窗间墙水平缝,共4层均有发现,但下层比上层严重,调查原因中发现由于附近山涧水直接冲刷渗透地基土导致在纵横交点处沉降过大,再加墙外堆土过高(超过原设计室外标高近2m),从而增加附加沉降,为此,立即采取拦截涧水和铲除堆土的措施,近半年后观测裂缝已无变化。对于不均匀沉降
43、导致的裂缝应以预防为主,即无地质勘察资料严禁做施工图设计,严格按图施工,不得擅自更改、任意处理(7)、特殊砌体材料产生的裂缝例如某县公改25幢商品房于1997年4月开工,1999年11月完工,采用灰砂砖砌体,由于缺乏使用经验,于检查中发现在较长墙段(大于5m,包括有交叉墙的直线段)及窗台下、上下角等,无论上下层,普遍有竖、斜缝出现,为此加设钢筋网片修补后,未见再现。混凝土小型空心砌块、灰砂砖等的砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求未能跟上。后者一般使用蒸压灰砂砖,虽然外观、尺寸指标均较好,但在实际使用中对严格的灰砂砖砌体施工规程不熟悉,缺少使用经验,导致除存在粘土砖常见
44、裂缝外,还常见在较长墙段中及外墙窗台下的竖斜裂缝。其机理可以认为:刚出厂的灰砂砖稳定性差。灰砂砖主要由细砂和石灰组成,蒸压养护后,一般不到一周即已出厂,但根据生产经验,灰砂砖在出厂的一月内其释放的热量较大,存在着反复的化学反应过程,而且实际上一时难以完全反应,因此,体积极不稳定。对含水率有苛刻的要求,据有关试验资料和使用经验表明,含水率控制在7%10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则影响明显。砖体表面太光滑,粘结性能差,特别是当含水率不当致使砌体砂浆强度低劣粘结不良后,直接地导致了在缝间抗拉剪强度低下。预防的主要方法:确保使用前的稳定期;严格控制含水率;严格按有关灰砂砖操作规程和构造
45、要求施工,如在较长墙段中部及窗台下设通长构造筋等;改善砖面造型(如生产糙面灰砂砖)。如能切实落实这四类措施,在目前大力推广使用墙改材料的今天,灰砂砖还是有广泛的生产和应用潜力的。(8)、其它裂缝这些裂缝包括:混凝土构件变形导致砌体裂缝,如当挑梁上填充墙、梁相继同步施工致使挠度过大,其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间竖缝等;砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝;砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝如某县2000年6月份完工的综协字59幢就是一例,其施工洞留在与内纵墙交叉的横墙上,结果自下到上各层在这点交角上均出现了竖直缝;施工质量差造成的缝,如砌体通缝,灰缝砂浆不饱满,含水率掌握不当,脚手眼设置不当,组砌不当等。这些裂缝形态各异,必须对症防治。综上分析,砌体裂缝因温差和砖的材质因素产生的较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大,但其危害性和处理方法也不能一概而论,在具体处理时务须正确区分,对症防治,且以防为主。治理的原则:凡已涉及结构安全且变化剧烈的,应当机立断,迅速采取相应对策,排除动力源,加固补强或作拆除返工处理;反之,如变化趋缓、稳定、仅与外观和评定有关、修复后不影响使用,则重点放在表面处理上。总之,只要坚持对国家和人民极端负责的态度,认真,切实查明原因,砖砌体裂缝问题也是不难处理的。