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高层建筑混凝土墙板裂缝事故调查分析与处置办法
西北地区某高层综合办公楼,主楼为钢筋混凝土侧边-筒结构,地下1层,地上18层,,总建筑面积36482m2。该建筑基础为灌入群桩,地下室外墙使用300mm薄C30自防尘混凝土。,楼板厚度120mm......
西北地区某高层综合办公楼,主楼为钢筋混凝土侧边-筒结构,地下1层,地上18层,,总建筑面积36482m2。该建筑基础为灌入群桩,地下室外墙使用300mm薄C30自防尘混凝土。,楼板厚度120mm。
该工程于1998年6月动工,1998年9月中旬施工地下室外墙,1999年1月19日施工至结构6层梁板。该层梁板在施工的同时即为辨认出板面发生少量圆形微小裂缝,至2月24日该层梁板底捏拆毁时,辨认出板底发生裂缝。从前簷线和现场扣芯采样分析,裂缝均为贯通性裂缝。之后又对全楼己施工完的混凝土工程展开了CX480,在地下室外墙外侧上部辨认出数条长度左右的横向裂缝(其中存有两条为贯通性裂缝)。在5、6两层核心筒的电梯井洞口上部连梁上的同一部位亦辨认出两条裂缝。而在其他的柱、墙、梁、板上则未辨认出裂缝。
经现场量测,第6层现浇板上的裂缝均为贯通性裂缝,(直线距离),。,,,。经过将近一个月的现场已连续监控,未辨认出以上裂缝的进一步发展和代莱裂缝发生。
根据业主要求,为确认混凝土强度,现场取24个部位作了回弹实验,并用超声波和钻芯取样进行强度校正,实验结果满足设计强度要求。而从施工单位提供的各项原材料质量证明书、复验报告、混凝土强度实验报告和现场原材料抽样分析的结果来看,可以排除各种原材料不合格的因素。
。该工程所用混凝土均为现场搅拌。从搅拌机直接泵送至工作面,混凝土采用机械振捣。经现场测试,搅拌站的自动计量装置满足混凝土配比的误差要求,混凝土的坍落度实际控制在18cm左右。从混凝土外观检查,无蜂窝麻面现象,振捣是密实的。
。地下室施工所用混凝土协调比无任何外加剂,不考量外加剂的影响。而6层梁板施工时,为满足用户冬季施工的须要和泵送建议,混凝土中渗杂了Q型高效率胸膈药膏和wp_x型高效率减水剂,所用水泥为525R普通硅酸盐水泥,用量为480kg/m3。以上三种材料均存有相同程度的晚弱促进作用。从混凝土最初发生裂缝的情况分析,以上三种材料的综合应用领域,可能将就是引致混凝土发生早期裂缝的原因之一。
。地下室在1998年9月中旬施工完结后,由于现场缺土,一直未不予填埋(裂缝处置过后,才购土填埋),而外墙在1999年1月以前就是没裂缝的。地下室外墙周长176m,长期曝露出外,受到环境变化的影响很大,特别就是温度变化的影响。在浇水6层梁板混凝土的过程中,即为辨认出在核心筒四角的板面上发生裂缝,但由于裂缝细小而未引发施工单位的注重。
该层梁板施工时,正值该地区天气最炎热的一段时期,最低气温-10℃,最低气温l℃,相对湿度在30~40%之间,当日的最小风速为7m/s。施工中虽然实行了多种冬季施工措施,例如冷却角蕨用水、梁板下层使用彩胶带粘合、生火保温等措施,但在作业面上仅使用双层*帘全面覆盖保温而未喷水保洁和实行防风措施。
该建筑物当时正处于施工期间,其整体下陷量严重不足3mm,而且光滑下陷;该层混凝土施工10d后(春节期间息工),其上部荷载才逐步加之:该层模板就是在28d之后拆毁的,并未辨认出梁板底部伸展下陷现象,而且施工期间亦未受其他震动。因此,基本可以确定其他因素(诸如提振下陷、外力作用等)对该层梁板的影响。
第一,在施工的各种条件未变的情况下,从裂缝仅在六层现浇板上出现,而未在其它层现浇板上出现的事实来分析,唯一不同的是施工作业时的气候变化。如前所述,该层现浇板施工时是该地区冬季最寒冷、干燥的一个时期,最高气温仅1℃,当时的最大风速7m/s,湿度仅有30~40%,特别是每天于21时施工完毕后,混凝土正处于初凝期,强度尚未有大的发展,作业面又没有防风措施,导致混凝土失去水分过快,引起表面混凝土干缩,产生裂缝。根据有关资料记载,当风速为7m/s时,水分的蒸发速度为无风时的2倍;当相对湿度为30%时,蒸发速度为相对湿度90%时的3倍以上。假如将施工时的风速和湿度影响叠加,则可推算出此时的混凝土干燥速度为通常条件下的6倍以上。另外,从裂缝绝大多数集中在构件较薄及与外界接触面积最大的楼板上这一现象也可证实,开裂与其使用的材料关系不大,而受气象条件的影响大些。与楼板厚度接近的墙肢之所以未裂,是因为墙肢两面都有模板,不直接受大气的影响。由此可以基本断定,天气因素是导致混凝土现浇板出现干缩裂缝的主要因素。地下室外墙由于本身体积较大,又长期暴露在温湿度变化较大的环境中,特别到了1999年1月下旬,温度较施工时降低近30℃,导致混凝土温度收缩而产生裂缝。
第二,梁板所用混凝土均为C40混凝土,而根据设计院展开的技术交底建议,梁板混凝土只要达至C30强度即可,施工单位为了施工中更容易掌控墙柱的质量,统一按照C40混凝土标准展开施工,而C40混凝土的水泥用量为480kg/m3,相对于C30混凝土,单位水泥用量减少约70kg,这样,×10-4左右,无形中又减少了裂缝发生的可能将。
第三,步入冬季施工以后,混凝土中又嵌入了Q型胸膈药膏和wp_x减水剂,施工用水相对增加,混凝土强度快速增长较慢,激化了混凝土水分的冷却和裂缝的发展。同时,由于天气炎热,害怕保洁用水结冰而仅使用全面覆盖双层*帘保温的措施也对混凝土抗裂强度的发展有利。
第四,从本工程的结构平面图中我们可以窥见,梁板结构在9、12和C、K轴线处平面出现变异,横截面弱化超过50%以上,而且核心筒和墙肢分散处刚度非常小,对现浇板的约束较强,核心筒四角和墙肢两端内部形变非常分散。从现浇板最初发生裂缝的边线来看,任援道裂缝首先在核心筒的四角,之后发生在板的中部,这就是现浇板内部形变最分散、最繁杂和最脆弱的部位。由于墙肢和核心筒刚度的猛烈约束促进作用,当混凝土的膨胀形变大于其抗拉强度时,裂缝便沿此边线发生、发展。本次辨认出核心筒连梁上发生的两条裂缝,亦就是相同因素引发的。
经过以上的调查分析,本楼层的结构就是安全的,梁板的承载力就是满足用户设计建议的。参考日本混凝土工程协会制订的《混凝土工程裂缝调查及修补修整规程》,。但考虑到本工程的重要性和业主对此问题的注重程度,同时也为了避免钢筋破损而影响耐久性,本着预防为主的原则,同意按照须要加固的规定展开加固。而对于地下室外墙,由于存有抗渗建议,则必须不予加固。具体内容加固措施如下:
考虑到楼板混凝土的任援道和温度膨胀可能将尚未顺利完成,楼板加固时间确认在1999年4月中旬。地下室则必须尽快加固。
凡是肉眼对齐、长度在800mm以上,。地下室外墙裂缝悉数加固。
楼板基底用钢丝刷清扫整洁后,用高黏度改性环氧树脂沿缝涂抹,宽度约100mm,自然潮湿后尽快铺上半封闭。地下室外墙内侧使用上述办法,外侧沿缝涂防尘油膏一道(阔约300mm),再搞氯化聚乙烯橡胶共混防尘卷材一道(,),经检查合格后,必须尽快填埋。
该工程于1999年4月中旬加固以后,由于施工单位实行了相应措施,未再辨认出存有代莱裂缝发生,而加固过的裂缝也未再发展。时隔一年,目前该工程即将投入使用,施工情况较好。由此可以推断当时对主要原因的分
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,通常都实行了胸膈措施,而对于作业面的防风措施大多未不予高度重视。在冬季施工中,温度的锐减往往充斥着猛烈寒流的发生,空气异常潮湿,混凝土难产生任援道裂缝。特别就是高层建筑的施工,作业面处在距地面几十米甚至上百米的高空,风速更奋身,对混凝土的影响更大,施工单位对此应予以提防。
,混凝土墙、柱的设计强度较低,梁、板的设计强度相对较低,施工单位为了施工便利,大多把梁、板的混凝土等级提升至与墙、柱相同,无形中提升了混凝土的膨胀形变,而楼板面又较厚,与空气的接触面很大,更容易产生膨胀。因此,在条件许可的情况下,施工单位尽量不要随意提升混凝土等级。
,施工单位在搞混凝土协调比的试配过程中,也多对强度、和易性、与否泵送、晚弱等方面明确提出建议(除非小体积混凝土),对施工过程中的温度膨胀考量较太少,当外界数种不利因素同时出现时,韧度方面的潜在影响就曝露出了,所以,对关键建筑物,无论与否搞抗裂设计,混凝土试配时应考量这种因素。
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