時間：2022-05-21 05:13:47
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇抗浮設計論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】地下建筑，抗浮技術，措施探討
中圖分類號：TU198文獻標識碼： A 文章編號：
一.前言
隨著城市和建設進程逐步加快，各種地下建筑逐漸出現，這些建筑在進行設計施工和正常的運行中，由于一直基本處于下下，很容易受到來自各種地下水的侵蝕，地下水對整個地下建筑有著十分重要的影響，因而，在建筑施工和竣工后的使用中，要做好各種抗浮措施，如此，可以更好的防止地下墻體發生裂縫或者是軟化坍塌，對確保整個地下建筑的安全和工程質量有著十分重要的作用。
二.地下水對地下建筑的危害探究
1.地下水水位變化對建筑工程的危害。地下水的水位一般會受到降水，季節變化等因素的影響而產生水位的升降，地下水位的上升下降，會對整個建筑結構的設計產生極其消極的影響，。首先，當水位上升的時候，不僅僅會造成地震沙土液化速度加快，規模擴大，更會使得建筑結構下的巖土發生斷裂，變形扭曲，滑坡，崩塌等多種地質災害，嚴重降低了整個建筑結構中基礎地基的承載能力，不利于整個建筑結構的穩定，不利于整個建筑結構抗震性能的增強。其次，地下水的過大下降，常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題，對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。最后，地下水的凍脹也會對建筑結構的設計產生消極影響，主要表現在，當凍脹的地下水升溫使得水浸濕和軟化巖土時候，會使得地基土質的強度會大幅度降低，使得建筑物的沉降幅度變大，地基容易發生很大幅度的變形，造成建筑結構的穩定性差。
2.地下水會對建筑物的建筑構件造成很大的侵蝕性。地下水會對建筑構件中的混泥土，可溶性石材，和建筑主體中的管道，金屬構件等造成很大的腐蝕和侵蝕，不僅僅會加快各種構件的老化，壽命縮短，更大幅度降低了整個建筑結構的穩定性和剛度。
3.地下水的水力狀態容易發生改變，會使得在飽和的砂型土質的建筑結構設計變得更為艱難。當水力發生變化時候，土質的效應力大幅度降低，容易形成流砂，使得建筑結構下的土體發展流動，造成地表地基的坍塌，威脅建筑結構的穩定。
三.地下水對地下建筑結構設計的受力影響
1，地下水對地基基礎設計中應力計算的影響
在地下建筑結構設計中，最關鍵是要確保地基的穩定，進行地基設計時候，首先要做到的就是要精確計算出自重應力和附加應力。在計算地基任意深度的自應重力時候，要以地下水位為分界線，地下水上面的土質，一般采用的是土質的自重應力。如果地基位于地下水的下面，那么，地基在水下的砂性土需要綜合考慮到地下水的浮力作用。如果還是粘性土質則變得更為復雜，需要根據不同的情況而定，一般認為，如果在地下水下面的粘性土質的液性指數不小于零，那么，此時土質會是一種流動的狀態，每個土質顆粒之間有很多自水，這種情況下，土體便受到了地下水的浮力作用。因此，在進行地下水位之下的自重應力的時候，要根據實際情況，綜合考慮，分析確定是否需要將地下水的浮力納入其中。如果液性指數在零之下，那么土質會保持在固體的狀態，土質就不會受到地下水的浮力，在實踐操作中，一般都會按照不利的狀態來進行綜合考慮分析。
2.地下水對天然地基承載力的影響
在建筑結構地基的設計中，要做好天然地基承載力的計算，地下水對地基有著十分重要的影響作用，一般而言，都會表現在兩個方面，其一，位于地下水位之下的土質，會很容易失去表觀凝聚力，而這種凝聚力多半是由毛細管和弱結合水所形成的，當失去凝聚力的時候，會使得土質的凝聚力大幅度降低。其二，當受到地下水的浮力時候，土質將會很大程度的降低了自身的凝聚力，也因此會使得建筑結構設計中地基的的綜合承載力變弱。在實際建筑結構設計中，都會假設地下水水位上下的土質強度都是一樣的，只是單一的考慮到地下水的浮力對土質的承載力產生的影響，當建筑結構設計的地基持力層在地下水位下面，而且不具有透水性，那么，不管基底上層的土質是否具有透水性，都統一使用保護重度，當地基的持力層具有透水性的時候，可以將有效重度納入范圍。
五.抗浮設計方案與具體措施
除箱形基礎和內部無柱的地下構筑物外，采用片筏基礎的地下室的結構一般難以滿足整體抗浮的剛度和強度要求，故將地下室劃分為若干結構單元進行抗浮驗算是合理的，抗浮設計需結合結構單元抗浮驗算的結果選擇或調整結構抗浮方案及措施?？垢》桨讣按胧┯校?/p>
1.主體工程采用樁(挖孔樁除外)基礎時，單層地下室或裙房地下室可用樁協助抗浮，因為受地下水變化的影響，該樁可能抗拔也有可能承壓。
2.主體工程采用天然地基時，單層地下室或裙房地下室可采用加大恒載(如覆土)抗浮，或將單層地下室和裙房及裙房地下室的結構處理成垂直荷載作用下的子框架結構支承于主體結構上，由主體結構協助抗浮。后者需修正原設計對應于子框架的梁柱內力與配筋和主體結構中支承子框架的節點的梁柱端的內力和配筋，修正的原則是取二次設計中承載力大的配筋和截面。主體結構離支承子框架節點較遠的梁柱端內力受影響較小，一般可以不必修正。
3.抗浮錨樁協助抗浮。如圖1，抗浮錨樁的結構設計方法基本上同錨桿，適用范圍比較大。常用于大空間、大面積的單層地下室或裙房地下室及地下構筑物抗浮，當水壓力較大時，用分布抗浮錨樁無梁地下室底板的方案易于設計且比較經濟。
4.地下罐體的抗浮設計應注意其基礎或基墩在地下水的影響下可能受壓也可能受拉，要做兩個方向受力的強度驗算。
5.在必要時要做抗浮樁或抗浮錨樁的撥和壓的雙向受力驗算，承壓驗算宜考慮樁土協同工作，樁主要起抗傾斜作用，注意抗浮驗算單元應與協助抗浮的方案吻合，位于地下水位以下的室外抗浮覆土要扣除地下水的浮力，懸挑出室外的地下室底板可以適當考慮上面覆土的內摩擦角按倒梯形截面計算抗浮力，抗拔樁和抗浮錨盡量布置在柱、墻下或對稱布置在柱下，共同形成基礎梁的支座，可以使抗拔樁和抗浮錨樁的受力均勻。
如圖2，當基礎梁的剛度較小時，要避免跨中抗梁的內力計算，因基礎梁的豎向位移剛度從柱下至跨中各點不相同，所以布置在基礎梁跨中的抗拔樁和抗浮錨樁對基礎梁跨中是新約束，應注意計算簡圖的處理，調整基礎梁的配筋，工程地質勘查應考慮協助抗浮的抗拔樁和抗浮錨樁的布置方案對樁長的影響。
五.結束語
地下建筑的抗浮設計施工關系到整個建筑工程的后續施工，關系到整個建筑工程的工程進度，工程成本控制和工程質量的保證。加強地下水對建筑結構設計影響的研究，找出地下水浮力對地下室和建筑物結構施工設計的重要影響方式，和發生原因，有助于地下建筑結構設計的科學化和合理化。地下水是建筑結構設計中無可避免的載體，水壓力和地下水的浮力都會優先于地基對建筑物的結構產生反力作用，因此，在建筑結構設計中，要對地下水這一最重要的影響因素做出深入研究，這是保護地基穩定的關鍵環節。同時，通過探究發現，地下水主要還是通過影響到建筑結構設計中的基礎設計的受力，主要是建筑結構的自應重力和建筑結構的承載力，要從建筑結構設計中的抗浮力上面加以改善和修正，盡力保證建筑結構設計的合理性和科學性，保證工程的質量。
參考文獻：
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[3]賴澤金 李濤 彭星新 地下建筑物的抗浮設計 [期刊論文] 《中國房地產業》 -2011年8期
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[5]黃學兵 地下建筑工程抗浮的探討 [期刊論文] 《中華民居》 -2012年6期
【關鍵詞】 地下室，結構設計，常見問題
1 引言
由于土地資源的緊缺，在現代城市建設中，建筑和交通向地下轉移的趨勢越來越明顯，所以，對于地下室在功能和結構上的研究和設計也顯得越來越重要。同時，隨著城市建筑的高度不斷增長，地下室的結構也相應地向多層和深度發展，這對于地下室的設計、施工和防震、防水等各方面提出了更高的要求，成為建筑行業普遍關注的重要內容和熱點。
一般說來，地下室是相對于大底盤的高層建筑的地下部分而言的，由于地下室的建設和施工是在地下作業，環境較為特殊，涉及到的施工類型多、工序復雜，是一項具有高度系統性的工程，涉及到結構設計、工程施工、選擇材料等等各個方面的因素，在質量上出現問題的可能性很大。現把在地下室結構設計中容易出現的問題分別介紹如下。
2 地下室的埋置深度
高層建筑設置地下室對建筑物結構的益處很多。首先可以利用土的側壓力減小結構的滑移和傾覆，有利于上部結構的整體穩定性；其次可以減小土的重量，減少地基的附加壓力和沉降；再由于基礎具有一定的埋置深度，還可以減小地震作用對上部建筑的影響。地下室在具有足夠的剛度、承載力和整體性的條件下，可作為基礎結構的一部分。高層建筑基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩定性的要求。位于巖石地基上的高層建筑，其埋深應滿足抗滑的要求。建議同一結構單元應全部設置地下室，并應當有相同的埋深。基礎的埋置深度為建筑物室外地面至基礎底面的距離，可按以下要求進行估算：
（1） 一般天然地基，不宜小于建筑物的高度的1/ 15 ，并大于3 m；
（2） 巖石地基可不考慮埋深的要求，但應驗算傾覆和滑移；
（3） 樁基礎不宜小于建筑物高度的1/ 18。
3 地下室合理層高的取值
當一座建筑的方案和結構設計確定下來后，一般就不應再做大幅度的改動和調整，只有樓層高度還是可以適當進行調整。對于地下室來說，其層高對整體的影響非常重要，這些影響主要體現在土方的開挖、降水方面的要求、基坑的支護、施工完成的工期、地下室的抗浮水位要求等等不同的方面。在設計中，設計人員往往會把層高設計得較低。因為層高是從結構層的最低點的基礎上，考慮設備的凈空要求和建筑本身的凈空要求加以確定的，所以，在設計過程中，采用提高其頂板的結構最低點，常常被看成是減小其凈高的有效方法之一。
具體地說，這種處理是：頂板和樓板一般采用寬扁型的梁、無梁的樓蓋或者使用預應力式的空心樓板。例如，在某工程中，當地下室的跨度最大值是9.6米時，人防等級就為核6級，如果使用普通的梁板，梁高的要求是1.2米；如果使用寬扁形式的梁結構，梁的高要只有0.8米；而在改為預應力的空心樓板后，只要有暗梁就行，這時梁高和板厚只有0.5米。由此可見，地下室的凈高受頂板結構形式的影響是非常大的。
另外，如果能在設計中合理設置柱網，對地下建筑進行恰當、合理的調整，也可以明顯減小地下室的凈高。現在的地下結構，一般是用來作為停車場，所以，建議在設計時要根據結構柱網的形式，對車位以及行車道進行調整。這同時也對減小地下室在造價和成本方面也有很大的效果。這一點卻往往被設計人員所忽略。
4 地下室抗浮設計
4.1 抗浮水位的確定
地下室抗浮水位是一個十分復雜的問題，地質場地土層差異性，場地土內地下水復雜多變性，給地下室抗浮水位的確定帶來了較大困難，然而抗浮水位又是地下室抗浮設計中一個決定性的參數。
如何做到既安全又合理的確定其抗浮水位？勘察、設計人員應遵照《巖
土工程勘察規范》及《高層建筑巖土工程勘察規程》的相關規定進行勘察和分析。其中，根據《高層建筑巖土工程勘察規程》第8.6.2 條，場地地下水抗浮設防水位的綜合確定宜符合下列規定：
1） 當有長期水位觀測資料時，場地抗浮設防水位可用實測最高水位，無長期水位觀察資料時，應按勘察期間實測最高水位并結合場地地形地貌、地下水補給、排泄條件等因素綜合確定。
2） 場地有承壓水且與潛水有水力聯系時，應實測承壓水位并考慮其對抗浮設防水位的影響；
3） 只考慮施工期間的抗浮設防時，抗浮設防水位可按一個水文年的最高水位確定。此外，設計人員對于下列一些特殊情況還應進行必要的分析和論證：一是地下水賦存條件復雜、變化幅度大、區域性補給和排泄條件可能有較大改變或工程需要時，應進行專門論證；二是對于斜坡地段的地下室或可能產生明顯水頭差的場地上的地下室進行抗浮設計時，應考慮地下水滲流在地下室底板產生的非均布荷載對地下室結構的影響，不要籠統的采用勘察報告所提供的遠高于室外地坪的地下室抗浮水位來進行設計。水是往低處流的，若建筑物一側或多側是敞開的，水浮力不可能高出室外地坪；三是在有水頭壓差的江、河岸邊，且存在濾水層，應按設計基準期的最高洪水位來確定其抗浮水位；四是對于雨水豐富的南方地區，尤其應注意因地面標高發生變化后對原勘察報告抗浮水位的修正，防止產生地表水聚集效應對地下室的破壞。
4.2 解決地下室抗浮問題的方法
4.2.1 地下室整體抗浮
為防止地下室整體上浮我們通常采用兩類做法，一是利用建筑的自重（包括結構及建筑裝修、上部覆土等，不含樓面活荷載）平衡地下室水的總浮力，當不能平衡時，再就是采用錨樁或錨桿等來抵抗地下水的浮力。無論是增加自重還是增設錨桿的做法，都必須進行整體抗浮驗算，保證抗浮力（自重+抗拉力）大于水的總浮力。
4.2.2 地下室局部抗浮
地下室局部抗浮主要是對梁板墻柱結構構件的在水浮力作用下的強度驗算、變形驗算和裂縫驗算。對不滿足區域應該采取增加板厚，增大配筋或增設抗浮錨桿等措施。
5 地下室外墻問題
對于地下室外墻，一般計算時將底部作為固定支座（就是說，把底板看成是外墻的固定端），各個方向的側壁底部的彎矩和相鄰底板的彎矩基本相同，同時要求底板的抗彎應力不能小于側壁上的抗彎應力，盡量使厚度與配筋的量相匹配一致，這在地下車道的設計中最為突出，因為車道的側壁都是懸臂構件，一般要求其底板抗彎能力要大于側壁的底部。
對于在地面層上開洞的部位，比如樓梯間等，其外墻的頂部沒有樓板的支撐，無論是在計算模型中，還是在配筋構造時都應該和實際的條件相符合。當車道非常接近地下室的外墻時，車道的底板實際處于外墻的中部，在車道底板上會存在水平集中力的作用，就要特別注意外墻的承受能力。這也是在外墻設計經常被忽略的內容。
6 地下室頂板的設計
頂板的厚度不僅對于承受垂直荷載很重要，對于承受側向荷載也非常重要。其平面內的變形將影響樓層地震作用在各抗側力構件之間的分配。另外應避免或減少在頂板開洞，當避免不了時，應減小洞口面積，并對洞口周邊從構造上加強，以防止剛度突變或強度降低的不利影響。《高層建筑混凝土結構技術規程》規定，當地下室的頂板作為上部結構嵌固端時，應采用梁板體系，樓板厚度不宜小于180 mm ，不宜有較大洞口，混凝土強度等級不宜地于C30 ，應采用雙層雙向配筋，每層每個方向的配筋率不宜小于0. 25 %。當地下室的頂板不作為上部結構嵌固端時，樓板厚度不宜小于160 mm。
參考文獻
[1] 文華.論述地下室結構設計存在的問題[J].建材與裝飾，2008，（06）：10-12
[2] 龔昌基.地下室結構設計若干問題的探討[J].福建建筑，2012（3）：90-91
關鍵詞：鋼筋混凝土矩形水池，計算模型構造
引言：鋼筋混凝土矩形水池作為工程中常見的構筑物，已經被廣泛的應用于污水處理廠，化工廠等工業建筑內，因此研究其受力性能以應用于工程設計顯得尤為重要。論文寫作，計算模型構造。鋼筋混凝土水池結構主要由頂板、池壁、支柱、壁板等組成。論文寫作，計算模型構造。本文對矩形水池設計中常見的幾個問題進行探討，希望能對工程設計人員設計出可靠而經濟的鋼筋混凝土水池結構有一定的幫助。
1 設計水位的確定
水池這類占地面積大且內部空曠的構筑物，抗浮穩定的設計計算，顯的尤為重要。由于水池上浮所造成的經濟損失和彌補費用是相當可觀的，《給水排水工程鋼筋混凝土水池設計規程》CECS138:2002和《石油化工鋼筋混凝土水池結構設計規范》SH/T3132-2002中對水池的整體抗浮穩定安全系數取為1.05，根據相關規范的規定一般設計均取用水文資料的最高地下水位。在50年設計基準期內，一般水工構筑物地下水可變荷載作用的取用按照《建筑結構可靠度設計統一標準》GB50068-2001的原則確定，而不考慮旱遇洪水的偶然作用。但我們在實際的工程中，很多工程地質勘查報告所提到的地下水位并不是從地方水文資料分析得到的，在勘查報告中反映出來的數據往往是勘測期間的數據。如果勘測期間正好處于旱季或者枯水期，那得到的水文僅反映勘測期間的地下水位情況，所提供的地下水位標高將難以被設計取用, 或導致結構計算偏不安全。對于此類不合格的勘查報告，結構設計人員需要與詳勘單位溝通，以得到比較權威的水文數據用于工程設計。
2 縫的設置
《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規程(CECS138：2002)7.1.3條規定：伸縮縫的間距，根據水池的結構類別、地基類別和水池的工作條件等劃分，一般為20~30米，同時還要根據上游工藝專業的條件的布置做適當調整?？p寬一般為30mm，在實際的工程中，同一剖面上連同基礎或底板斷開，通常沉降縫、伸縮縫、抗震縫三縫合一。但是在近來所做的工程中，上游專業所要求的水池長度已大大的超過了規范間距, 另一方面隨著建筑材料和施工方法的改進, 又為超長水池不設縫或少設縫提供了技術上的支持。設計人員在具體設計時應根據地基、氣溫等工程情況,考慮是否設縫及相應的施工方法,認真進行計算并采取適當設計措施。論文寫作，計算模型構造。對于不能一次完成澆筑的水池底板、壁板，在施工中需留有施工縫，施工縫應設在池壁上，在選擇施工縫位置時，應符合溫度應力計算所選擇的位置，鋼筋在施工縫處貫通不斷，且施工縫應設置在構件受力較小的部位，在施工過程中要盡量縮短施工縫上、下兩段混凝土的澆筑間隙時間。因在施工縫處先后兩期分期澆筑的混凝土間的結合要比一次澆筑的混凝土要差，故在施工縫處需加設企口、在斷面處采取埋設止水帶或者外貼式止水帶和表面設槽口嵌入封縫料等措施。
3 裂縫的控制
根據規范的要求，對于水池結構，根據水池盛水性質(清水、污水)及其使用功能，最大的裂縫寬度一般控制在0.2mm或者0.25mm。在水池設計中對結構強度、裂縫開展寬度、抗裂度等計算和相關的構造措施,一般均能對裂縫寬度得以控制,但是由于溫度、變形以及不均勻沉降所引起的開裂, 在工程中卻常常遇到。在設計過程中，對溫度、混凝土收縮變形等影響因素的欠考慮，導致了裂縫的開展。對于由混凝土收縮和溫度差所造成的裂縫, 設計人員應充分考慮到施工中的不利影響。一般來說, 混凝土收縮越大, 裂縫的數量及寬度也越大；溫度越高越易開裂, 裂縫的數量及寬度也越大。因此設計人員需要掌握混凝土配比及其用料的品種規格和級配，在設計文件中最好能予以體現，同時需要對混凝土的灌注和養護提出相應的設計要求。增大配筋率或減小鋼筋直徑能增加混凝土的極限拉伸,在結構設計時,在節點應力集中處或大體積混凝土中沿截面均勻配置細、密的構造鋼筋或鋼筋網片,可提高構件的抗裂能力。采用合理的結構布置和圍護措施，在水池內外表面抹防水砂漿面層，以減小溫濕度對結構的影響，并加強整體剛度及保溫防寒。
4 水池底板計算模型的選擇
第一種計算模型為在地基反力的作用下，池底視作簡支在池壁上，池壁間距對池底反力分布有影響。論文寫作，計算模型構造。當池壁間距較小時，兩相鄰的池壁剛性角重疊，變形和反力不均勻分布可以忽略，而當池壁間距增大，這樣的不均勻分布愈加明顯。前者的計算可以采用靜力平衡的方法或者考慮池底與地基相互作用的內力分析來計算水池底板的內力，考慮地基反力是按照線性分布的，只要求滿足靜力平衡的條件，忽略變形協調條件，對于池壁間距較小，容積較小的情況，這樣的假定是合適的;第二種計算模型為假設把地基模擬為剛性底座上的一系列彈簧, 當地基表面某一點受壓時,僅在此點處產生局部沉陷,這種假設稱為文克爾假設,文克爾地基模式是目前較為實用的水池-地基共同作用的主要模擬方法之一，其假定地基單位面積上所受的壓力p與地基豎向位移y成正比，這種模型主要是以模擬天然地基土在荷載作用下實際應力-應變關系從而得到比較準確地解決變形協調關系，得到接近于實際的反力分布和變形規律。按文克爾假設計算地基梁時, 可以考慮底板梁本身的實際彈性變形,消除了反力直線分布假設時的缺陷,但其本身的缺點是沒有反映地基的變形連續性,當地基表面在某一點承受壓力時,不僅該點局部產生沉陷, 在其臨近區域也會產生沉陷,由于沒有考慮地基的連續性,文克爾假設仍沒有全面反映地基梁的實際受力情況；第三種計算模型是假設把地基看做是一個均質、連續、彈性的半無限體，既反映了地基的連續整體性，又從幾何、物理上對地基進行了簡化，將彈性力學中有關半無限體的概念引入水池底板的計算中。這種方法適合電算。能更好的模擬地基與水池底板的協同變形。以上所述的三種計算方法僅針對淺基礎水池。設計人員在設計水池底板時應酌情選擇計算模式，而不是簡單選擇第一種線性假定，導致計算結果與實際情況懸殊較大。
5 關于水池的構造
5.1池壁和底板的鋼筋宜選用小直徑的鋼筋和較密的間距，其目的是更好的滿足裂縫寬度的要求。論文寫作，計算模型構造。但為了方便施工，鋼筋的間距不宜小于100mm。論文寫作，計算模型構造。
5.2因池壁和池壁，池壁和底板之間是采用的剛性連接，為了避免在此處形成應力集中，抵抗角隅彎矩，增強連接處的抗裂性，在連接處宜設加腋角，加腋角內需配10@200的加腋鋼筋，并錨入兩側混凝土內。
5.3注意與水池相連的管道應做成柔性連接，在水池的池壁上留有套管，套管與接入管道間的空隙內填入柔性材料。必要的時候還可以做成U型管道連接，以保證水池的正常沉降不會導致管道的破損。
5.4注意宜在水池的四周設置散水，以防雨水等的滲入地下導致地基的不均勻沉降。
結語：
在水池的設計中，只有擁有完備而準確的設計條件，選擇正確的結構型式，建立合理的符合實際情況的結構模型，采取合理的構造措施，才能做出經濟可靠的設計。
參考文獻
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[2]國家標準混凝土結構設計規范.GB50010-2002.
[3]國家標準給水排水工程構筑物結構設計規范.
GB50069-2002.
論文摘要：文章分析了現澆混凝土裂縫產生的原因、控制混凝土裂縫的一些方法以及裂縫處理的基本方法。
現澆混凝土工程在現代工程建設中已占有很重要的地位，原預制空心板結構因其自身存在的通病過多，已很少被人們采用。在經過多年的現場觀察，通過查閱有關混凝土方面的專著，對混凝土裂縫產生的原因、控制方法有了初步的認識，下面分別進行闡述。
一、裂縫產生的原因
混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格，模板變形，基礎不均勻沉降等。
（一）混凝土水灰比，塌落度過大
混凝土強度值對水灰比的變化十分敏感，基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。如果水、水泥及骨料計量有偏差，將直接影響混凝土的強度。廣泛采用的泵送混凝土為了滿足泵送條件：塌落度大、流動性好，易產生局部粗骨料少，砂漿多的現象。此時混凝土脫水干縮時，就會產生表面裂縫。
（二）拉應力影響
混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面產生拉應力，后期在降溫過程中又會在內部出現拉應力，當這些拉應力超出混凝土抗裂能力時，即會出現裂縫。
（三）模板、墊層過干
混凝土施工中模板、墊層過干干燥也是產生裂縫的原因。干燥的模板、墊層吸水量很大，也可引起混凝土的塑性收縮，產生裂縫。
（四）過分抹干壓光表面
混凝土澆筑后過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多的浮到表面，形成含水量很大的水泥砂漿。水泥砂漿中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳會生成碳酸鈣，引起表面體積收縮，導致表面龜裂。
（五）混凝土的養護不當
過早、過遲養護都會影響混凝土的膠結能力，尤其是過盡養護，水泥缺乏必要的水化水而產生急劇的體積收縮，此時混凝土早期強度低，不能抵抗這種應力而產生裂縫。
（六）拆模或上荷載的時間
過早拆?；蛟诨炷廖催_到終凝時就上荷載或在施工中不注意鋼筋保護，負筋位置不正確等都會出現裂縫。
（七）施工中未按規范施工
如一次打不完的混凝土留斜坡茬，疏松的混凝土未徹底鑿除等，在澆筑新混凝土時就容易出現裂縫。
二、控制混凝土裂縫的一些方法
（一）控制水灰比和水泥用量
嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小孔隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度，尤其是商品混凝土，對塌落度的檢查是很重要的因素。
（二）正確使用外加劑
1、正確使用減水防裂劑可以改善水泥稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。
2、可以提高水泥漿與骨料的粘結力，提高混凝土的抗裂性能。
3、減水防裂劑可有效提高混凝土抗拉強度，大幅度提高混凝土的抗裂性能。
4、摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝固而帶來的塑性收縮增加。
5、外加劑可使混凝土和易性好，表面易拉平，形成微膜，減少水分蒸發，減少干燥收縮。
（三）澆筑前準備
在混凝土澆筑前應先墊層和模板澆水濕透，避免過分多吸收水分。
（四）混凝土的早期養護
混凝土的保濕對防止表面早期裂縫尤其重要。澆筑后及時用材料覆蓋保溫，認真養護，防止強風及烈日的曝曬，其主要目的在于保持適宜的溫室條件，達到免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。另外使水作用順利進行，以達到設計的強度和抗裂能力。
（五）施工程序 轉貼于
施工嚴格按規程進行，杜絕過早上荷載、過早拆模，避免因不均勻沉降而產生裂縫。
有時為了提高模板轉率，即使盡早拆模也應在拆除模板的混凝土表面覆蓋保溫材料以防止混凝土表面產生過大拉應力。
三、裂縫處理的基本方法
1、對于一般裂縫，可先將裂縫肖理干凈，用1：2水泥砂漿抹縫，壓平養護。
關鍵詞：高層建筑結構設計；設計分析；概念設計
中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：
1. 引言
結構設計師在進行設計時，應設計出安全、經濟的建筑，同時還應符合人們對精神生活的追求，這些都要求設計師擁有扎實的理論基礎，充分掌握高層建筑結構設計中的要點問題，能夠合理有效的處理設計中可能出現的問題。下面筆者將結合多年的工作經驗，通過對具體工程的設計分析，提出在高層建筑結構設計中應該注意的問題，希望對讀者有一定的借鑒作用。
2. 工程概況
本工程為一座綜合樓工程，處于城市中央商務區，四周環繞著城市道路。房屋總高度為89m，上部樓房層數為19層，有一層屋面結構局部突出，并附有2層地下室。一層地下室為汽車庫，同時用于各類設備的放置，二層地下室主要為汽車庫，同時部分空間兼有人防的功能。裙房用于銀行的辦公，包括營業大廳，辦公區、業務區、計算機房、檔案室、職工之家和花園等。主樓主要用于公司辦公，包括辦公大堂、兩層共享空間、物業辦公用房、員工餐廳和會議室等。
3. 設計分析
3.1 地質條件和基礎設計水位
經過現場地質情況的勘查，本工程環境類別為Ⅱ類，地下水位的穩定埋深為3.33~8.50m，穩定標高為14.17~14.44m，按A類水進行設計。場地孔隙潛水水質良好，只具有輕微的腐蝕性，對混凝土結構和鋼結構有較弱的影響，但對鋼筋混凝土結構基本無影響。粉質粘土對鋼結構也有輕微的腐蝕性，但對混凝土結構和鋼筋混凝土結構的鋼筋基本無腐蝕作用。設防水位的選擇要考慮抗浮和抗滲的因素，綜合考慮之后選用的設防水位為場地標高21.00m。
3.2 基礎方案的選擇
本工程中地基基礎的底部標高大約為-11.10m~-12.20m之間，基礎的持力層為細砂層和粗砂層，經測定，這兩者的承載力特征值分別為150kpa和200kpa。對于部分純地下室和裙房地基，這兩層持力層已基本能夠滿足承載力要求，因此采用天然地基即可抵抗上部荷載的作用，基礎的形式采用平板式筏型基礎，但對于部分高層地基，持力層的承載力還無法抵抗上部荷載的作用，因此考慮使用樁筏基礎作為高層部分的基礎，樁采用鉆孔灌注樁。本工程中另一個需要考慮的重要影響因素是抗浮設防水位，由于其水位很高，需要采取相應的抗浮措施，針對本工程的特點，采用的抗浮措施為抗拔樁。
3.3 抗震等級
本工程的結構形式為現澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，地下2層框架抗震等級為四級，剪力墻等級為四級，地下1層框架抗震等級為二級，剪力墻等級為三級，地上1層~地上2層框架抗震等級為二級，剪力墻等級為三級，地上2層~頂層框架抗震等級為三級，剪力墻等級為三級。標高為±0.00的樓板處通常兼做上部結構的嵌固層，剪力墻的底部應進行局部加強，本工程對地下1~3層進行了加強。
3.4 屋蓋及樓蓋結構的確定
在本工程中經過綜合考慮之后，上部結構的部分樓面采用的樓蓋結構為以現澆主框架梁為主配以次梁的樓蓋，而地下部分結構采用的樓面體系為以現澆主框架梁為主配以厚板的樓蓋。在樓面中有時出于需要，樓面中會設置面積較大的孔洞，這往往會降低建筑物的整體剛度，因此為了避免整體剛度的減弱，設計中采取的措施為：對孔洞周圍樓板的厚度進行加強，同時增加周圍樓板的配筋和加大孔洞邊梁的截面尺寸等。在三層的大堂頂板由于其特殊的結構形式，在設計時為重點考慮的問題，由于大堂空間的需要，對大堂進行了抽柱，造成了托柱轉換，轉換梁的跨度過大，已達到17.4m，在這種情況下，一般的鋼筋混凝土結構已經無法解決這個問題了，進過分析考慮，本工程在大堂位置采用了鋼骨混凝土梁，最終解決了這個問題。
3.5 結構縫的設置
鑒于本工程裙房部分的荷載較小，而高層部分的荷載較大，這其中存在的較大的荷載差異會造成地基不均勻的沉降，但由于本工程中為了承受高層部分較大荷載的作用，所采用的基礎形式為樁基，樁基的使用大大減少了兩部分結構之間差異沉降，滿足設計對沉降的要求，因此本工程只需設置施工后澆帶即可滿足要求，無需設置永久后澆帶，施工后澆帶的設置能夠避免混凝土的收縮變形所引起的開裂問題。
在本工程中，由于混凝土的收縮和溫度應力在較長的地下室混凝土結構中所引起不利影響往往較大，為了減弱這種影響，設置了后澆帶，同時還采取了以下措施：（1）在設計中，部分結構在配筋時合理的提高了最小配筋率，包括基礎外墻和地下室頂板等，頂板的鋼筋采用了雙層雙向貫通整個頂板。（2）在選用水泥時，考慮的原則為較小的水化熱和收縮變形。在選擇混凝土的強度等級時，對于基礎外墻和地板，應合理的控制混凝土的強度等級，以60天的混凝土強度指標為標準。對于抗裂要求較嚴格的結構部位，加入一定量的抗裂纖維，基礎外墻、頂板和主樓頂層的混凝土在采取這種措施之后均可滿足抗裂要求。在混凝土中往往有外加劑的使用，對于這些外加劑，在使用過程中應正確搭配，并嚴格控制其用量和質量。
4. 高層建筑結構設計要點
顯然，相對于普通建筑而已，高度上較大的高層建筑結構受風荷載和地震的影響較大，而且這兩種荷載都是隨機振動的，這加大了結構設計的難度和復雜性。因此，在進行高層建筑結構設計時，應考慮采取概念設計輔助力學分析。
概念設計是從結構的整體角度出發，立足于整體和局部結構體系之間的力學關系和相互反應，運用結構設計基本原理和思想解決設計中遇到的問題。概念設計即注重總體布置，又關注局部的細節設計，統籌兼備從而達到合理有效的設計。
本工程的概念設計包括以下幾點：（1）設計時應選用簡單規則的平面形式。簡單規則的平面形式，其風荷載的影響較小，有利于抵抗高層建筑的風壓，同時簡單規則的形式，有利于實現抗震的結構平面布置，相對而言抗震性能較好。（2）高層建筑中所設計的豎向體型應采取合理的形狀，其原則為經濟合理、對側向力反應較弱、較強的外荷載抵抗能力等。（3）建筑寬高比對結構傳力體系的影響較大，在設計中應按規范要求選擇寬高比，同時應保證抗側剛度的均勻變化。（4）在設計時，結構應始終保持連續性和整體性，構件節點的承載力應大于連接構件的承載力。（5）高層建筑基礎承受著較大的荷載，結構在整體穩定性上受著較大的挑戰，因此應合理的進行基礎形式和埋深的選擇。（6）在材料的選擇上應滿足均勻、各向同性、延性好等原則。（7）在抗震上盡量采取多道抗震設防措施。
5. 結語
筆者結合多年在建筑結構設計中的工程實踐經驗，并結合建筑結構概念設計的理念，通過具體高層建筑的結構分析，闡述了高層建筑中幾個重要方面的設計分析過程，并論述了概念設計中的幾個要點，提出了高層建筑結構設計中的注意事項和可能遇到的問題以及相應的解決措施，希望能夠對讀者在今后的工程設計中有所幫助。
參考文獻：
[1]夏卓文．高層建筑結構設計特點與剪力墻設計[J]．住宅科技．，2007,2：29～32
關鍵詞:大面積混凝土地面 裂縫 無縫施工 控制
我們在工程施工實踐中,利用UEA混凝土補償收縮的原理,采用膨脹加強帶替代后澆帶,實現了超長鋼筋混凝土的無逢施工,為同類的工程施工提供了可借鑒的經驗職稱論文。
1 混凝土無縫施工設計
1.1 設計思路
大面積混凝土路面結構無縫施工設計,關鍵是對裂縫控制的設計。根據溫度應力與結構長度呈非線性關系,且混凝土早期(7~10d)溫差及收縮變形較大的特點,把大面積混凝土地面結構按垂直方向設置施工縫,分為若干小塊,每一塊為一倉,施工期間實行分塊跳倉澆筑。這種跳倉澆筑采用了短距離釋放應力的辦法應對混凝土早期較大的收縮,待混凝土經過早期較大的溫差和收縮后,各倉澆筑連接成整體,應對以后較小的收縮,即“先放后抗,抗防兼施,以抗為主”的辯證設計原則。
1.2 跳倉間距的確定
根據地基上混凝土板的平均伸縮縫間距計算公式以及施工現場的情況,跳倉間距決定取17米。整個展覽館的平面尺寸為100米×98米,按垂直施工縫分倉,整個區域分成30個網格。
2 混凝土施工工藝
施工時按網格的編號順序進行跳倉澆筑。在每一網格內,混凝土必須一次性澆筑完畢,不允許出現冷接縫,相鄰兩塊混凝土澆筑間隔時間不得少于7d。
2.1 混凝土工程
控制混凝土的用水量及水泥用量,水泥用量越大,含水量越高,則收縮變形越大,且延續的時間越長。在地面施工中,經過試配、選擇了配合比為1:1.82:4.07,水灰比0.43,水泥用量328kg/m。由于抗折混凝土的石子級配要求用石量較大,所以摻入了0.75%水泥用量的FDN減水劑,摻入減水劑不僅使混凝土的和易性有明顯的改善,同時又減少了10%左右的拌合水,減水后使混凝土回縮量減小。混凝土骨料中的砂子采用中、粗砂,根據有關試驗資料表明,當采用細度模數為2.79,平均粒徑為0.381的中、粗砂,比采用細度模數為2.12、平均粒徑為0.336的細砂,每1m3混凝土可減少用水量20~25kg水泥用量可相應減少28～35kg。如用細度較低的砂子,可以加大高效減水劑的劑量,以減小混凝土的收縮。
如工期允許,也可以考慮摻加適量的粉煤灰(因摻入粉煤灰后早期強度較低),因為普通硅酸鹽水泥混凝土的自生收縮是正的(縮小變形),而粉煤灰的自生收縮是膨脹變形,這對混凝土的抗裂性是有益的,另外也可以改善混凝土的和易性,以達到減少水和水泥用量的目的。
2.2 主要技術措施
2.2.1 混凝土的攪拌
攪拌在現場進行,為降低混凝土的入模溫度,現場砂石采取遮陽降溫(因為是夏季),必要時灑水降溫,袋裝水泥倉庫保持空氣流通,攪拌時攪拌機每2h澆水一次,混凝土輸送管上覆蓋麻袋,并灑水保濕。
2.2.2 坍落度嚴格控制
坍落度控制在(12.2)cm,混凝土澆筑前應對水灰比、坍落度和入模溫度進行測定,初始施工時坍落度應每1h檢查一次,質量穩定后,2~4h檢查一次?；炷寥肽囟葴y試每工作班不應少于兩次。
2.3 混凝土振搗必須充分
混凝土入模后先用插人式振動棒振密振實,然后用振搗粱振至表面平整,后用Φ180的鋼管(內裝砂子),制成的提漿滾在混凝土表面來回滾壓提漿,用人工抹平。
混凝土澆筑振搗完畢,立即采用塑料薄膜覆蓋,進行保水養護7d以上。注意混凝土所處的大氣環境,在干燥季節或風口處應加強保水措施,防止混凝土水分蒸發速度過快,以控制其出現早期表面裂縫。
加強混凝土的養護,目的是要使混凝土保持或可能接近于飽和狀態,使水化作用達到最大的速度,以得到更高強度的混凝土。在養護溫度相同的情況下,連續濕養護(即蓋草袋子、灑水養護)時混凝土強度在各齡期均為最高。特別是混凝土在澆筑后內部處于升溫階段時要適時進行濕養護,以加強混凝土的水化反應。這樣一方面可以降低混凝土內部的溫度峰值,又可以防止后期的強度損失。尤其摻加減水劑后更需要保證養護時間。
3 施工控制措施
3.1 要求攪拌站嚴格執行配合比,施工配合比可根據現場材料情況在允許范圍內進行調整,以保證混凝土的工作性能。
3.2 混凝土出站前,要求測試坍落度,同時觀察和易性,不得出現離析、分層等現象,不符合要求的混凝土不得出廠。
3.3 澆筑混凝土時,對到施工現場的每車混凝土都要求測坍落度,控制在160～180mm,并觀察其和易性,不得存在離析、泌水現象。表觀檢查不符合要求的混凝土堅決退場。
3.4 混凝土振搗嚴格按操作規程進行,不能漏振、欠振和過振,更不得用振搗器拖趕混凝土,振搗時間掌握在以混凝土表面出現浮漿和不再下沉為準。
3.5 混凝土表面經耐磨處理并壓光后立即覆蓋塑料布進行保水養護,使混凝土表面一直處于潮濕狀態。
3.6 表面防裂施工技術要點
3.6.1 泵送混凝土經振搗后表面水泥漿較厚,容易引起表面裂縫,首先,要求在振搗最上一層混凝土時,控制振搗時間,注意避免表層產生太厚浮漿層。
3.6.2 除了水泥水化作用影響,外界氣溫也會導致混凝土表面與內部產生溫差,氣溫的驟降也會增加混凝土表層與內部溫度差的梯度。在澆搗后,必須及時用2m長括尺,將多余浮漿層刮除,按施工員測設的標高控制點,將混凝土表面括拍平整。有凹坑的部位必須用混凝土填平,在混凝土收漿接近初凝時,混凝土面進行二次抹光,在混凝土收漿凝固施工期間,除了具體施工人員外,不得在未干硬的混凝土面上隨意行走,收漿工作完成的面必須同步及時覆蓋表面養護保護層。
4 現場監測與分析
主題詞：建筑工程 ； 聚丙烯纖維 ； 混凝土
Abstract: the application of polypropylene fiber concrete in the construction engineering is briefly introduced, providing a reference for similar engineering construction.
Key words: Construction Engineering; polypropylene fiber; concrete
中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
1引言
現今的建筑物向高、大、寬發展，平面形狀復雜，產生的約束力大而復雜，這樣混凝土裂縫就比普通混凝土結構的裂縫多得多，而高強、大流動度的混凝土密實性能滿足混凝土的抗滲等級要求。所以從防水角度來看，應從過去注重混凝土的密實性轉向注重混凝土的抗裂性問題。
2混凝土的本體結構防水措施
2.1膨脹補償型
在混凝土中摻入適量膨脹劑，經水化反應生成32水硫鋁酸鈣結晶體產生膨脹，使混凝土凝結后體積微膨脹來補償混凝土的凝結收縮應力，從而達到抗裂目的，如UEA膨脹劑等。但存在以下特點：①可靠度低，受施工條件、環境等因素影響大，如在42h內不及時連續澆水養護，不但不膨脹反而會收縮開裂；②摻量的范圍較小，攪拌均勻度要求高，稍過量就會膨脹，產生裂縫或安全性不穩而龜裂，量稍小則達不到效果。
2.2填充密實型
在混凝土中摻入適量浮化的液態高聚物化學材料，使混凝土在拌合和凝結時高分子聚合物破乳，形成網狀結構，填充和堵塞混凝土中的毛細孔隙而達到防水作用。但由于此種材料價格昂貴，如氯丁膠乳、環氧乳液等，所以也不是很適合在實際工程中應用。
2.3減水密實型
通過摻加各類型的減水劑，減小單位體積中水泥和水的用量，使混凝土中的水化熱減小，減小混凝土的收縮裂縫，提高混凝土的密實性，達到密實防水的目的。但減水劑的用量必須嚴格控制。
2.4憎水型
一般是通過高分子材料與水泥中化學組分結合，生成具有憎水性的網狀化合物，分布在混凝土的顆粒之中，使水分子在混凝土之間的界面表面張力提高而產生憎水效果。但在實踐中很少單獨使用。
2.5抗裂防水型
在混凝土中摻入適量的微纖維，攪拌過程中微纖維均勻地擴散到混凝土中，由于微纖維與混凝土有極強的結合力和抗拉強度，每立方米混凝土中含有數千萬條的高抗拉強度的微纖維，從而產生了全方位的增強效果，削弱了混凝土的收縮應力，減少了混凝土收縮裂縫。堵塞混凝土中的道路，從而達到防水效果。
綜上所述，抗裂防水措施在混凝土本體剛性防水措施中，具有設計、施工方便及經濟性等明顯的優勢。聚丙烯纖維混凝土作為防水措施即屬于抗裂防水型。
3聚丙烯纖維的特性
聚丙烯抗裂合成纖維是采用改性母料添加到聚丙烯切片中進行共混、紡絲、拉伸后，經過特殊的防靜電及抗紫外線處理，并經過化學接枝和物理改性處理后，表面粗糙多孔，大大提高了纖維與水泥基料的結合力。加入混凝土/砂漿基料中，能迅速輕易地與混凝土/砂漿材料均勻混合。能有效防止和減少混凝土/砂漿的初期塑性裂縫，是混凝土/砂漿的“次要加強筋”。
聚丙烯纖維的優越性能在于： （1）提高混凝土的抗滲性；（2）減少混凝土裂縫的產生和發展；（3）增進混凝土的韌性、抗疲勞性，提高混凝土的抗沖磨性能；（4）提高混凝土的耐久性能；（5）提高混凝土抗御凍融破壞能力。
與其它纖維相比，聚丙烯纖維具有以下優點：（1）分散性好，握裹力強；（2）高耐堿性，高抗輻射；（3）抗凍防腐，增強韌性；（4）物理加筋，抗裂補強；（5）性能穩定，安全無毒；（6）施工簡易，經濟可靠。
聚丙烯纖維的使用一般不需改變原設計的配合比，也不取代原設計的受力鋼筋。每立方米混凝土摻量為0.6kg ～1.2kg，一般摻量為每立方米混凝土0.9kg。廣泛應用于：水利水電、道路、橋梁、隧道、海港、碼頭、機場、泳池、人防工程和民用建筑工程等。
4聚丙烯纖維混凝土的防水性能及機理
混凝土專用聚丙烯纖維的物理性能如下：密實0.91g/cm3；抗拉強度276Mpa；極限拉伸15％；無毒；耐酸堿性極高；熔點165℃；燃點593℃；導電、導熱性極低。
聚丙烯纖維混凝土的防水屬于剛性本體防水，通過改善混凝土的抗裂和抗滲兩個途徑來提高防水性能。其防水機理建立在對混凝土的固結、收縮的微觀研究基礎上。
4.1提高混凝土抗裂性能的機理
聚丙烯纖維阻滯混凝土的塑性收縮裂縫的產生和限制裂縫的發展。混凝土的塑性開裂主要發生在混凝土硬化前，特別是在混凝土澆筑后4-5h內，此階段由于水分的蒸發和轉移，混凝土內部的抗拉應變能力低于塑性收縮產生的應變，因而引起混凝土內部塑性裂縫。摻入聚丙烯纖維后，由于其分布均勻，起到類似篩網的作用，減緩了由于粗粒料的快速失水所產生的裂縫，延緩了第1條塑性收縮裂縫出現的時間。同時，在混凝土開裂后，纖維的抗拉作用阻止了裂縫的進一步發展。試驗表明，混凝土塑性裂縫面積、裂縫最大寬度及失水速率均隨著纖維體積含量的增大而降低，說明聚丙烯纖維有效地提高了混凝土的抗裂性能。
4.2提高混凝土抗滲性能的機理
在混凝土中摻入適量聚丙烯纖維后，均勻分布在混凝土中彼此相粘連的大量纖維起了“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水與集料的沉降，從而使混凝土中直徑為50～100nm和大于100nm的孔隙含量大大降低，有效提高了混凝土抗滲能力。此外，由于纖維的存在，減少了混凝土的收縮裂縫尤其是連通裂縫的產生，因而減少了滲水通道，提高了混凝土的抗滲性能。聚丙烯纖維混凝土和素混凝土抗滲性能試驗結果表明；纖維含量為0.5、0.7、1.0㎏/m3的聚丙烯纖維混凝土抗滲能力分別比普通混凝土提高64％、73％和75％。
由于以上分析可知，聚丙烯纖維可以大提高混凝土抗裂、抗滲能力，作為混凝土本體剛性自防水的效果顯著。聚丙烯纖維加高效減水劑的防水方案，目前已為國內外眾多防水專家所肯定，可廣泛應用于地下室、屋面、蓄水池、污水池等工程。
5聚丙烯纖維混凝土的施工要點及注意事項
聚丙烯纖維摻入混凝土中，除不適宜采用人工攪拌外，對攪拌及施工工藝無特殊要求，只要適當保證攪拌時間即可，一般為3～5min.攪拌可先將砂、石、水泥與水在攪拌機內均勻拌合后再加入纖維，亦可先將纖維與砂、石、水泥干拌后再加水濕拌，整個攪拌時間較拌制普通混凝土適當延長1～2min.為改善拌合物的和易性，可摻加適量的引氣劑、減水劑或高效減水劑，也可摻入不超過10％的粉煤灰。拌合好的纖維混凝土由攪拌站運至工地，時間不應超過30min；否則應在混凝土運到工地后再加入聚丙烯纖維。
6聚丙烯纖維混凝土在防水工程中的應用實例
6.1地下室外墻工程
某地下室面積為1100㎡，基礎埋深-0.8m。因受地鐵影響，地下室分兩期施工，第1期外墻總長約250延m，采用普通防水混凝土C50，數月后發現有數10條垂直細裂縫，滲入嚴重。第2期外墻總長約70延m，混凝土設計強度等級C50。采用42.5R普通硅酸鹽水泥、中砂、5～25㎜連續級配碎石，摻加一定量的Ⅱ級粉煤灰和聚丙烯纖維及混凝土外加劑。實踐證明，纖維混凝土對防止墻體細裂縫的出現是有效的。后來又在污水池、水箱等結構中應用，至今，這批纖維混凝土構筑物均未發現因干縮而引起的微細裂縫，無滲漏現象。
6.2地下室基坑工程
某地下室基坑支護采用噴錨網工藝，考慮基坑臨江面抗裂抗滲要求高，僅在該面的噴射混凝土中加入0.07％體積摻量的聚丙烯纖維（不臨江的另外三面未摻入纖維）。工程完工后，盡管該面水壓較高，但未發現裂紋，僅在兩邊錨頭有輕微滲水；而其他三面均發現了不同程度的裂縫，多處錨點滲漏嚴重，說明聚丙烯纖維對控制和防止混凝土的塑性收縮裂縫、提高抗滲性有顯著功效。
7結語
在混凝土（砂漿）中添加適量聚丙烯纖維是克服其開裂的有效途徑，纖維在混凝土（砂漿）中形成的亂向支撐體系，會產生一種有效的二級加強效果，能較大幅度提高混凝土的抗滲性和抗裂性。其經濟性也相當可觀：
（1）用于民用建筑內外墻抹灰等工程。每平方砂漿摻加0.9kg纖維，砂漿厚度1cm，每平方增加的成本為0.45元，取代外墻貼瓷磚減少的每平方米成本至少在10元以上，10000平方的內外墻減少的成本至少為10萬元。同時，減少了內外墻裂縫的產生和發展，防止下雨滲水，減少了防水涂層成本，提高了使用壽命，降低了高額維修、維護成本。
（2）用于道等路等工程，在滿足工程要求的情況下，摻加纖維可以適當減少混凝土設計厚度，綜合提高了道路質量和使用壽命，節約了工程成本。
（3）用于水利水電等工程，摻加聚丙烯纖維能大大提高抗滲性能，提高工程質量和使用壽命，造就百年大計工程，從長期來看為國家節約了大量投資。
參考文獻：
[1]期刊論文 聚丙烯纖維對水泥基材料性能的影響 - 混凝土與水泥制品2000(z1)
[2]徐至鈞 纖維混凝土技術與應用 2003
[論文摘要]隨著社會生產和科學技術的進一步發展，一大批先進的儀器和施工工藝越來越廣泛地應用到高層建筑的施工中，這對設計、施工、監理也提出了越來越高的要求。我們要嚴把質量關，從而有效控制高層建筑中樓板裂縫的產生。
隨著我國社會經濟的蓬勃發展，建筑科學和建筑技術也有了高速發展。高層建筑猶如雨后春筍般在各地發展起來。針對高層建筑住宅樓現澆樓板裂縫越來越嚴重這一現象，本文從材料、施工和設計三方面分析其成因，并提出一些相應控制措施，以供相關人員參考。
一、樓板裂縫的形式及現象
出現最多的是開間墻角處的450斜裂縫，還有部分是樓板跨中的通長裂縫，負彎距鋼筋端頭處的裂縫以及一些其他位置的裂縫。裂縫大多貫穿樓板，少部分為表層裂縫，寬度一般在0.3mm以內，肉眼可見，灌水可滲至下層。出現時間一般在樓板混凝土澆搗后1～6個月，后期也會產生一些裂縫，但最少。裂縫板塊采用荷載試驗，承載力滿足設計要求，少數會產生較大撓度。
二、原因分析
（一）收縮引起的裂縫
收縮裂縫最為常見，主要為塑性收縮、干燥收縮和自生收縮。
塑性收縮發生在混凝土凝固階段，尤其是初凝階段，此時水泥水化反應較強烈，混凝土中水分蒸發很快，可塑性也同時失去。塑性收縮量很大，尤其是水灰比大的混凝土。
干燥收縮發生在混凝土凝固后，隨著混凝土表面的干燥，表層混凝土體積縮小，而內部混凝土失水較慢，體積變化小，因內外變形的差異，使表面混凝土產生拉應力，而此時混凝土強度較低，便產生干縮裂縫。
自生收縮發生在混凝土的后期硬化過程中，由于水泥的水化反應，體積會縮小，尤其是硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土。
（二）設計因素引起的裂縫
高層住宅柱網較密，柱尺寸大，多數設置剪力墻，因此結構豎向剛度大。而樓板因跨度大，板較薄，其剛度較小，當混凝土發生變形時，在剛度突變部位容易產生應力集中現象，造成板角開裂；基礎設計往往是一致的，而每根柱的荷載不一定相同，必然產生不均勻沉降，尤其是角柱和核心筒剪力墻，與其他柱有較大的沉降差，樓板容易開裂；設計時按承載力計算，忽略了變形驗算和構造要求，配置鋼筋直徑大，間距也偏大，當采用冷軋帶肋鋼筋代替熱軋圓鋼時最容易發生此類問題；樓板角部未設計放射筋，當角部彎距較大時出現角部裂縫；當樓板中埋置直徑較大的水、電管，甚至管子重疊、交叉，造成樓板局部混凝土厚度太小，很容易出現裂縫。
（三）施工因素引起的裂縫
模板支撐系統剛度不足或穩定性不良，造成局部變形過大，易產生平行于板邊的跨中裂縫。拆模時間過早，結構無法承受自重而出現跨中裂縫；鋼筋綁扎不規范，最常見的是負彎距筋未設置足夠的馬凳筋，承載力降低。負筋綁扎不牢，施工中無法保證鋼筋間距均勻，不滿足構造要求。角部施工時省略了構造筋，造成配筋不足；混凝土配比不正確；混凝土澆搗時振搗不密實，壓光時間不當，或振搗時間過長，使粗骨料下沉，面層浮漿多；混凝土澆搗后養護不及時、不充分、表層失水太快，里層混凝土水化不足；混凝土攪拌時間不足導致混凝土中各成分不能均勻混合，影響強度。施工荷載的過早施加、超載也是造成混凝土早期裂縫的主要原因。
（四）材料因素引起的裂縫
水泥安定性不合格；粗、細骨料（砂、石）級配不良，造成骨料間孔隙率大，混凝土中游離水隱藏量多，密實度下降，從而導致強度下降。砂、石中含泥量高，不但會降低混凝土強度，而且抗裂性、防滲性受到明顯的影響。砂、石顆粒偏細也將增加水泥用量和耗水量而影響強度；外加劑選擇不當，其減水或膨脹效果不明顯，未能達到預期效果。
（五）溫度變化引起的裂縫
當環境溫度發生變化時，混凝土將發生變形，變形遭受剛度、強度較大的構件約束時，構件將產生拉應力，應力超過混凝土的抗拉強度時就會產生溫度裂縫。
三、裂縫防止措施
（一）優化工程設計
工程開工前，認真組織審圖，及時做好圖紙會審工作，根據工程實際情況，提出合理化建議，達到防止樓板裂縫的目的。
提高樓板的強度和剛度是防止樓板開裂的有效措施，因此應適當增加樓板厚度和配筋率；合理調整建筑物“重心”和“形心”的位置，盡量讓其重合，減少偏心傾斜?；A設計應與上部結構荷載相協調，確保建筑物均勻沉降；樓板筋設計應采用細徑密排，最好采用雙層雙向鋼筋，角部設置放射筋，預留洞口等薄弱部位應設置加強筋。水、電管線避免重疊、交叉。
（二）優化配合比設計
選用高性能混凝土。比如采用補償性混凝土、在混凝土中摻入適量的膨脹劑，使混凝土產生微量膨脹來補償其產生收縮。
嚴格控制水灰比。混凝土水灰比盡量控制在0.50以下，同時應控制水的總量，若采用泵送混凝土，水的用應控制在190Kg/m3以內，如果坍落度不能滿足要求，應采用高效減水劑解決。水灰比的降低，將會提高混凝土的彈性模量，提高其抗裂性能；在保證混凝土強度的前提下，盡量降低水泥、砂含量，提高石子用量；一般民用建筑的梁板不做抗裂設計，施工單位在做混凝土配合比的試配過程中，也多對強度、和易性、是否泵送、早強等方面提出要求(除非大體積混凝土)，對施工過程中的溫度收縮考慮較少，當外界數種不利因素同時發生時，配比方面的潛在影響就暴露出來了，所以，對重要建筑物，無論是否做抗裂設計，混凝土試配時應考慮這種因素。
（三）合理選用原材料
水泥。選用水化熱較低的水泥；強度較高的水泥能減少水泥用量，有利于防裂；外加劑。選用減水率較高的高效減水劑以及性能優越的膨脹劑，泵送混凝土還摻入緩凝劑，最好選用復合型外加劑，既滿足多種性能要求，又方便施工；摻合料。泵送混凝土宜選用優質的Ⅰ級粉煤灰。摻入量在水泥用量的12%～15%為宜；砂、石骨料。應選用中、粗砂，且砂中含泥量嚴格控制在3%以內。應根據泵送能力，盡量選用粒徑較大的碎石，有條件時選用5～40mm粒徑的級配石，采用非泵送方法澆搗混凝土有利于抗裂。
（四）加強施工過程控制
模板支撐系統應有足夠的強度、剛度和穩定性。澆搗混凝土時應留置同條件的拆模試塊，滿足設計和施工要求時方可拆除模板。早拆體系應有獨立的穩定系統，不得先拆后撐。后澆帶部位的支撐不得提前拆除，防止改變梁、板的受力狀態；應設置支撐筋來托起負彎距筋，使其具有足夠的有效高度和保護層。角部放射筋的位置應嚴格綁扎到位，嚴禁踩踏。同時不得遺漏角部的構造筋；混凝土攪拌時嚴格計量，攪拌時間應保證在120s以上，確保拌制的混凝土均勻?；炷敛捎枚螐驼窈投文▔?；嚴格控制樓層標高，保證樓板的設計厚度；加強混凝土的養護。
關鍵詞:市政；給排水管道工程；結構設計
隨著社會的發展與經濟的進步，城市的工業及人口規模不斷擴大，需水量呈現出日益增長的趨勢。在供水需求不斷增長的趨勢下，供水水源不斷向外拓展，因此市政給排水管道的輸水距離逐漸加長。在這樣的形勢下，市政給排水管道工程結構設計面臨著更嚴峻的考驗。
1工程概況
山西省朔州市神頭電廠泉水置換供水管線工程位于朔州市東北約2km處耿莊水庫至神頭電廠段。屬于國家戰略引黃北線工程的重要部分，對解決晉西北地區長期的缺水狀況有重要的意義。本地區屬海河流域桑干河水系桑干河上游，區內屬干旱半干旱氣候，四季分明，夏季干熱，春秋剛多風沙。本工程由萬家寨引黃工程北干線耿莊水庫取水，經供水管道供水至水廠，再由水廠供水至神頭電廠。擬采用PCCP供水管，管直徑1.0～1.5m，管線長11.85km
2工程地質條件
為準確反應給排水管道沿線的水文地質情況、地形地貌，必須要具備完整的地形勘探資料與水文地質勘探資料。經地勘單位勘探，主要成果如下:供水管線地處山前傾斜平原區，地形起伏不平，出露地層為第四系上更新統洪沖積低液限粉土、低液限粘土，結構較松散，其中上部低液限粉土厚6～15m，下部低液限粘土厚度大于10m，局部分布人工堆積物，主要為雜填土、建筑和生活垃圾等。供水管線改線段供水管道持力層為為上更新統洪沖積上部低液限粉土，據該層土的物理力學性質指標及標準貫入試驗指標等，地基土承載力地質建議值為80～90kPa，臨時開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質問題為濕陷性土，地基土濕陷厚度為6.0m，濕陷等級為Ⅰ級。建議管基底部增設3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。區內地下水位埋深大于15.0m，對工程無影響。供水管線區地基土對混凝土及鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。
3市政給排水管道結構設計的主要內容
3．1管道結構形式
一般來說，由給排水專業來確定管道材料及結構形式，與此同時，也要綜合、全面考慮管道的用途、口徑、流量、工作環境、覆土深度、敷設方式以及經濟指標、水文地質情況等因素。自來水廠的原水及輸水管道通常屬于承壓管，往往會采用以下幾種結構:鋼、鑄鐵、玻璃鋼、PCCP管、現澆鋼筋混凝土箱涵以及PE管等;而污水廠等重力流管道通常屬于非承壓管道或者壓力較小，出于經濟性考慮，往往會采用以下幾種結構:砌體蓋板涵、混凝土、鋼筋混凝土以及現澆鋼筋混凝土箱涵;在遇到鐵路、公路、過河渠等特殊地段或特殊情況的時候，局部地段的管道壓力較大時也可以采用鋼管形式。本文工程原水主管采用PCCP管，接口形式為承插口。
3．2管道結構設計及基礎選型
以管道規格、地面荷載、覆土深度以及試驗壓力、工作壓力、地下水位為主要根據，對管道的剛度、管道的強度進行復核、計算，最終確定管道結構配筋率、管道壁厚。而對于一些必須通過進行加固才能滿強度要求、剛度要求的管道來說，可以根據計算結果，選擇合理的加固措施，比較常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及鋼筋混凝土包管。本文工程采用北京河山引水管業有限公司朔州分公司設計生產的PCCP標準管，采用美國壓力管協會ACPPA為ASNI/AWWAC304編制的專用軟件UDP1.6對管道進行結構計算，其中:鋼筒厚度:1.5mm;鋼絲強度:1570MPa;活荷載:汽－20級重載車;纏絲應力:75%×1570MPa。計算結果如表1所示。因此，為了減少管子覆土規格的種類，加快管子安裝進度，保證管子由于覆土而造成的質量隱患，路面下清水管路的DN1200直徑PCCP管采用120°基礎包角。
3.3管道敷設方式
應綜合考慮管道地面障礙物、地下障礙物以及覆土深度等因素合理選擇敷設方式。一般情況下，管道敷設方式主要包括架空、頂管以及溝埋這三種，其中溝埋式是最常用的一種管道敷設方式。在利用溝埋式難度較大的情況下，可以選擇架空、頂管等方式。管道敷設方式方式不同，管道結構設計也會有所不同。本文工程局部有穿越鐵路線障礙處采用大直徑混凝土頂管(內徑2m，原水管從其中穿過)，由鐵路部門單獨設計。
3．4抗震設計
在確定管線走向時，應盡量規避不利于抗震的地基、場地，若是必須要經過液化土地基、地震斷裂帶，則應根據管道的使用條件、重要性進行綜合考慮。對于給水管道來說，應當選擇延性良好、抗拉強度高以及抗折強度高的鋼管，此外還要密切注意進行防腐;對于排水管道來說，應當選擇鋼筋混凝土形式的管道，并采取構造措施，以盡量避免出現嚴重的損害。本文工程實例中，區域地震動峰值加速度為0.15g;本區地震動反應譜特征周期為0.4s;工程區地震抗震設防烈度為7度。綜上，在進行結構設計時，也要適當加強抗震設計。根據歷年管道地震災害調查，管道地震災害破壞絕大部分位于管道接口位置，PCCP管承插口具有較好的抗剪和變形能力，抗震性能較好。
3．5構造措施
首先，地基處理。應當將地基處理的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖包含在設計圖中，掃描矢量化要進行處理的地段的地勘資料縱斷面，并選擇合適的參考點，以給排水專業的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖為主要根據，在地質縱斷面上放置管道基底輪廓線，然后再劃分地質單元，注明樁號、基底高程，并將地下水位以及基底以下、溝槽范圍內的土層構造標明。根據樁號劃分，確定需要處理的部分，再針對地質情況、厚度，采取相應的處理方法。本文實例工程中，樁號0+000～1+382.05地段、樁號1+382.05～11+850地段以及供水管線改線段的水管道持力層為上更新統洪沖積上部低液限粉土，地基土承載力地質建議值為80～90kPa，臨時開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質問題為濕陷性。因此，建議管基底部增設3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。其次，支墩與鎮墩。對于承插接口的壓力管道來說，應當設置水平支墩、垂直支墩。根據試驗壓力、工作壓力、土的參數以及管道轉角，計算所需支墩的大小。本工程根據10S505柔性接口給水管道支墩的相關要求進行設計。
3．6預防浮管
管道施工期間多雨或者管道敷設地段的地下水位比較高，在這樣的情況下，比較容易出現浮管現象，結構設計人員需要充分考慮到這兩點因素，加強對管道抗浮穩定的重視。在進行結構設計，根據管道結構計算結果，采取抗浮措施，以預防出現浮管問題。同時，在混凝土包封管道施工過程中，應該計算混凝土對管道的浮力影響，并采取措施固定管道。
4結語
綜上所述，隨著經濟的發展，城市居民用水、商業用水不斷增加，市政給排水管道工程逐漸增多。市政給排水管道工程在建成之后，能否長期有效的充分發揮其應有效益，結構設計是否合理是非常關鍵的因素，結構設計的質量直接關系到市政給排水管道工程的經濟效益，因此，必須加強對管道結構設計的重視。
作者:劉崇武 張云飛 單位:中國市政工程西南設計研究總院有限公司
參考文獻:
【論文摘要】在砼施工中合理選用材料，對砼配合比，供應進行優化，選用科學的施工方法，加強砼養護及砼裂縫的預防與控制等方面介紹了大體積砼施工技術。
0.前言
近幾年，隨著建行業的迅速發展，高層建筑物，高聳結構及大型設備基礎大量的出現大體積砼已經被廣泛應用，大體積砼與普通鋼筋砼相比，具有結構厚，體形大，鋼筋密，砼數量多，工程條件復雜等特點。
1.材料的選用
1.1水泥的選用
砼主要考慮抗裂縫性能好，兼顧低熱和高強兩方面的要求，部分表層砼，除抗裂性能外，還要求抗凍融性，耐磨性，抗蝕性，強度高及干縮較小，故此施工一般可用低熱礦渣水泥，中，高標號的中低熱硅酸水泥，此外，采用的水泥應對其品種，級別，包裝和散裝倉號，出廠日期等進行檢查，并應對其強度，安定性及其他必要的性能進行復檢，其質量必須符合現行國家標準的規定方可使用。
1.2滑料的選擇
一般選用結構致密，并有足夠強度的優良骨料，符合有關的標準，規范的要求，此外，還應注意以下幾點（1）粗骨料要求潔凈，不含雜質。估傷腦筋大粒徑的卵石或碎石，含泥量小于等于1%。（2）細骨料建議采用中砂，含泥量小于等于3%。
1.3礦物拌合料
在砼中摻加磨細礦物拌合料后，可以起到降低溫升，改善和易性。增進后期強度，改善砼內部結構，提高耐磨性，并可代替部分水泥，節省資源，起到抑制堿，骨料反應的作用。常用粉煤灰，高爐礦渣，沸石粉等。
1.4水
拌制砼宜采用飲用水，當采用其他水源時，水質應符合國家現行標準《砼用水標準》JGJ63的規定。外加劑：不同品種外加劑的摻加通?？善鸬礁纳祈虐韬衔锏牧鲃有?，調節砼凝結時間，硬化性能，改善砼的耐久性等作用。外加劑的選用應根據設計和施工的要求通過試驗及技術經濟比較確定，不同品種的外加劑復合使用時，應注意其相容性及對砼性能的影響，使用前應進行試驗，滿足要求方可使用。
2.砼配合比的確定與優化
（1）水泥初凝時間不少于6小時。（2）砂率控制在35-40%。（3）砼中的最大氧離子含量為0.06%。（4）砼中的最大堿含量為3.0KG/M3。（5）水泥中鋁酸三鈣含量小于8%。
3.優化砼的供應
大體積砼應由商品砼攪拌站供應。原材料計量要準確，保證配合比的準確性。
3.1計量
要求使用檢定過的計量器具，保證計量正確。
3.2拌制
控制原材料投入攪拌機順序，不采用“外摻”、“后摻”的作法，嚴格控制拌制時間，攪拌完成后裝入運輸車時，即測定坍落度，同時觀察砼的和易性，不得存在離析，分層等現象，坍落度不符合要求的砼不能出站。
3.3運輸
根據路線的比對，交通的狀況，隨時增減車輛，保證砼的正常供應，砼運輸時間不得大于180MIN，砼運輸車輛離開攪拌站后不得摻加任何材料，包括水、外加劑等。
4.大體積混凝土的施工工藝
4.1分塊分層的澆筑混凝土，有利于錯開拌合物內各層的水化時刻，分散混凝土的放熱峰值。一般在第一層混凝土還未初凝時，澆注上一層。
4.2在振搗上一層時，振動棒應插入下一層50-100MM，以消除兩層之間的接縫，振動時間不宜過長，防止石子下沉造成混凝土結構不均勻。
4.3在澆筑完畢到混凝土初凝前，粗抹面一次，混凝土接近終凝時，應用木模第二次抹光，消除混凝土表面的龜裂紋。 轉貼于
4.4采取措施控制澆筑溫度，如拌和用水以碎冰形式加進混凝土拌合物中，使新拌混凝土的溫度被限制在4-6度，在施工現場搭建遮陽蓬，防止烈日暴曬混凝土表面等。
4.5必要時可以預埋冷卻水管，用循環水進行人工導熱，以降低混凝土的內部溫度。
泌水及表面處理。砼在澆筑，振搗過程中，上涌的泌水和浮漿順砼坡面下流到坑底，通過側模底部開孔將泌水排出基坑，當砼大坡面的坡角接近頂端模板時，改變砼澆筑方向。及時用刮板將表層的泌水水分刮出，以提高砼質量，減少表面裂縫。
5.大體積混凝土易裂的原因
5.1水化溫升高，體積變化大
混凝土體積越大，水泥總用量相對大，水泥水化產生的熱量越不易散發，溫升越高，引起的體積變化也越大，大體積混凝土澆注后，內部溫度遠較外部高，形成較高的溫差，造成內漲外縮，使構件表面產生很大的拉應力以至開裂。
5.2受約束，產生拉應力
不受約束的混凝土是不會產生內就歷程的，體積變化受約束才產生內應力。約束條件有兩種，即外約束和內約束，外約束是指結構物的邊界條件，一般指基礎或其他外界因素對結構物的約束，水泥水化后期，散發熱量大于放熱量，構件溫度降低，體積收縮，受邊界條件約束，產生拉應力。
抗拉能力低?；炷潦谴嘈圆牧希箟耗芰^高，抗拉能力較低，抗拉強度僅為抗壓強度的1/10左右；極限拉伸也很小，大體積混凝土溫度變形受約束時產生的拉應變很容易產生裂縫。以上三方面同時存在，并達到相當程度必然會發生裂縫，缺少其中一個，或其中一個沒有達到相當程度，裂縫可能不會發生，大體積混凝土裂縫產生的最根本原因是水化溫升的引起的體積變化。
6.大體積混凝土防裂的措施
分析大體積混凝土裂縫的成因和工程實踐表明：控制水化熱，改變約束條件，提高混凝土極限拉伸能力等措施都有效的防止裂縫的形成。
6.1原材料選擇及配合比設計
水泥。不同品種水泥水化所釋放的熱量各異，大體積混凝土宜選用水化熱低，凝結時間長的水泥，在滿足水泥混凝土和易性，力學性能和耐久性的條件下，盡量使水泥用量降低至最小限度，從文獻資料得知，減少水泥用量可以減少總的水化放熱量，從而可以降低混凝土內外溫差。
6.2活性摻合材料
在大體積混凝土中摻加活性摻合材料，既可以相應減少水泥用量，又可以降低混凝土水化溫升，目前在南方地區粉煤灰是最理想的活性摻合材料。摻加粉煤灰能大幅度降低混凝土的水化熱，粉煤灰火山灰反應進展比較尺緩，發熱的速度較低。試驗數據表明，用粉煤灰取代20%的水泥，用使7D內的水化熱下降11%，取代30%的水泥時下降25%。
6.3外加劑
大體積混凝土宜選用高效緩凝型減水劑。外加劑的緩凝的作用可使水泥水化放熱速率減慢，有利于熱量消散，能使混凝土內部溫升降低。高效緩凝型減水劑還具有一定的引氣作用?；炷林幸胍欢康奈⑿》忾]氣泡，能有效地減小骨料間的摩阻力，使混凝土拌合物的和易性和硬化混凝土內部的孔結構得到改善，也有利于提高混凝土的抗滲性和抗凍性等耐義指標。高效減水作用能大幅度地減少混凝土用水量，保持水灰比不變，可大幅度減少混凝土中的水泥用量，亦即降低總的水化熱。另外，在大體積混凝土中也可采用膨脹劑來控制裂縫的產生，膨脹劑具有膨脹效應，它不但可補償混凝土的收縮，而且能降低混凝土的整體溫度，但是膨脹劑的成本較高且質量參左不齊，應通過試驗慎重選用。
7.結束語
大體積混凝土施工，只要選好原材料，確定配合比，并在施工組織和施工技術上采取必要的措施，就能控制溫度裂縫的產生。
參考文獻
[論文摘要]從合理選擇施工材料，優化混凝土配合比，優化混凝土的供應，采用科學的施工方法，加強混凝土養護等方面介紹了大體積混凝土施工技術，以達到降低混凝土溫度應力和提高混凝土本身抗拉性能的目的。
一、前言
近年來，隨著建筑行業的迅猛發展，大體積混凝土得到了越來越廣泛的應用，如混凝土大壩、高層建筑的地下室混凝土底板都是用大體積混凝土澆筑而成的。但在建造和使用過程中，有關因出現裂縫而影響工程的質量甚至導致結構垮塌的事故也時有發生合理選擇施工材料，優化混凝上配合比的目的是使混凝土具有較大的抗裂能力。
（一）施工材料的選擇
1.水泥的選擇。內部混凝土主要考慮抗裂性能好、兼顧低熱和高強兩方面的要求，一般采用低熱礦渣水泥，中熱硅酸鹽水泥摻入一定量的粉煤灰。外部混凝土，除抗裂性能外，還要求抗凍融性、耐磨性、抗蝕性、強度較高及干縮較小，因此一般采用較高標號的中熱硅酸鹽水泥。當環境水具有硫酸鹽侵蝕時，應采用抗硫酸鹽水泥。
2.骨料的選擇。選用結構致密，并有足夠強度的優良骨料，特別是粗骨料，具體應符合有關的標準、規范和規程。除此之外，還應注意以下問題：①骨料要求表面潔凈，不含雜質。②砂子采用中砂，石子采用大粒徑的卵石或碎石。③砂子含泥量不得超過3%，石子含泥量不得超過1%。④粉煤灰在混凝土的配合比中以部分粉煤灰代替水泥，不僅可以改善混凝土的和易性有利于施工操作，而且對降低混凝土的水化熱有益。在混凝土工程中，摻人粉煤灰時應滿足：選用細度合格、質地優良的粉煤灰；粉煤灰的摻量一般以15％～20％為宜。
（二）混凝土配合比的確定與優化
通過試驗室進行多種配合比的試驗和研究，選用最佳配合比作為混凝土的施工配合比，最佳配合比應滿足以下要求：
1.混凝土的初凝時間不少于6小時。
2.混凝土的砂率控制在35——40%。
3.混凝土中的最大氯離子含量為0.06%。
4.混凝土中的最大堿含量為3.0kg/m3。5.水泥中鋁酸三鈣含量<8%。
二、優化混凝土的供應
大體積混凝土由商品混凝土攪拌站供應，混凝土原材料計量要準確，以保證配合比的準確性。
（一）計量。要求使用檢定過的計量器具，保證計量正確。每工作班正式稱量前，要求對計量設備進行零點校核。
（二）拌制?？刂圃牧贤度霐嚢铏C順序，不得采用“外摻”、“后摻”等作法?；炷帘仨殗栏窨刂瓢柚茣r間，駐站工程師每一班抽測2次。攪拌完成后裝入運輸車時，即要求每車測定坍落度，同時觀察混凝土的和易性、不得存在離析、分層等現象，坍落度不符合要求的混凝土不能出站。
（三）運輸。根據路線的比短、交通的狀況，隨時增減車輛，保證混凝土的正常供應，連續澆注，避免因混凝土供應不上而出現冷縫。混凝土運輸時間在任何情況下不得大于180min，對到達澆筑點超過210min的混凝土不得使用。混凝土運輸車離開攪拌站后不得摻加任何材料，包括水、外加劑等?；炷撂涠仍谶\輸過程中損失超過40mm或混凝土到達澆筑點溫度大于25℃，不得澆筑到作業面。要求從每個攪拌站每隔一段時間就派出一輛混凝土罐車，保證混凝土供應的均衡性。因大體積混凝土方量較大，要求攪拌站派管理人員進駐現場指揮、聯絡、協調，發現問題及時解決。
三、采用合適的施工方法
大體積混凝土產生裂縫是由多種原因造成的，其中，采用合理的施工方法，是防止大體積混凝土裂縫的有效措施。
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（一）混凝土澆筑方法。混凝土的澆筑按混凝土自然流淌坡度、斜面分層、連續逐層推移、一次到頂的方法進行?；炷翝仓^程中，每層混凝土初凝前都確保被上層混凝土覆蓋，保證上下層澆筑間隔不超過混凝土初凝時間，避免施工裂縫出現。依據設計圖紙中的后澆帶將整個大底板劃分成厚薄、大小不同的區段，每個區段將獨立一次澆筑完成。
（二）混凝土振搗方式。混凝土振搗時布置三道振搗，第一道設在混凝土的坡角，第二道設在混凝土的坡中間，第三道設在混凝土的坡頂。每道設2臺振搗器，三道振搗相互配合，確保振搗覆蓋整個坡面。使用振搗棒振搗，振搗棒插入下層混凝土中的深度>50mm，振搗棒移動的間距以400mm左右為宜，振搗棒要快插慢拔，以混凝土面泛漿為宜。混凝土表面要用刮杠刮平，再撒5mm——25mm碎石，用木抹拍實抹平。
（三）泌水處理?；炷猎跐仓?、振搗過程中，上涌的泌水和浮漿順混凝土坡面下流到坑底，通過側模底部開孔將泌水排出基坑。當混凝土大坡面的坡角接近頂端模板時，改變混凝土澆筑方向，形成集水坑，及時用水泵將泌水排除，以提高混凝土質量，減少表面裂縫。
（四）表面處理。由于泵送混凝土表面水泥漿較厚，在澆筑后2～8h，初步按標高用長刮尺刮平，然后用木板反復壓數遍，使其表面密實，再用鐵面板收面后立即用塑料薄膜覆蓋。
（五）加強施工管理。在混凝土結構中，強度不是均勻的，裂縫總是從強度最低的薄弱處開始，當混凝土質量控制不嚴，混凝土離差系數大時裂縫就多。為防止裂縫，必須加強施工管理，提高混凝土的施工質量。
四、加強混凝土養護
降低大體積混凝土塊體里外溫度差和減慢降溫速度來達到降低塊體自約束應力和提高混凝土抗拉強度，以承受外約束應力時的抗裂能力，對混凝土的養護是非常重要的。
混凝土澆筑后，應及時進行養護(保溫層材料和厚度待定)?；炷帘砻鎵浩胶螅仍诨炷帘砻鏋⑺?，再覆蓋一層塑料薄膜，然后在塑料薄膜上覆蓋保溫材料進行養護，保溫材料夜間要覆蓋嚴密，防止混凝土暴露，中午氣溫較高時可以揭開保溫材料適當散熱。底層塑料布下預設補水軟管，補水軟管間距68m,沿管長度方向每100mm開5mm水孔，根據底板表面濕潤情況向管內注水，養護過程設專人負責?；炷撩谒Y束、初凝前為了防止面層起粉及塑性收縮，要求進行多次搓壓。最后一次搓壓時采用“邊掀開、邊搓壓、邊覆蓋”的措施。對底板面不能連續覆蓋的部位，如墻、柱插筋部位、鋼柱等采用掛麻袋片、塞聚苯板等方式，盡可能進行覆蓋，避免出現“冷橋”現象。混凝土澆筑完成12小時，嚴禁上人踩踏，澆筑完成24小時內，除檢測測溫設備及覆蓋材料外，不得上人踩踏。保溫層在混凝土達到要求強度并表面溫度與環境溫度差要小于20℃時方可拆除，并在中午氣溫比較高時才可安排保溫拆除。
五、結束語
大體積混凝土產生裂縫是由多種原因造成的，在大體積混凝土施工中，合理選擇施工材料，優化混凝土配合比，優化混凝土的供應，采用科學的施工方法，嚴格施工管理，加強大體積混凝土養護，就可以低混凝土溫度應力和提高混凝土本身抗拉性能，保證工程質量。
參考文獻：
[1]牛紫龍，混凝土施工中溫度裂縫的分析與控制，工程建設，2006.
關鍵詞：聚丙烯纖維；混凝土；綠色；高性能
中途分類號：TU37 文獻標識碼：A文章編號：
一個主塔樓復雜的超高層結構工程，主樓結構采用混凝土核心筒+巨型框架+伸臂的多重受力體系，在平面4邊各布置兩根巨型框架柱，結合約15層一道的巨型桁架，承托7個區間的次結構重量；并且設置有四道兩層樓高的伸臂桁架加強層連接巨型外框架與核心筒。
巨型框架柱的截面尺寸5400mm*3800mm為典型的大體積混凝土，抗裂的要求尤為突出。前期的試驗已經得到，聚丙烯纖維混凝土的性能優異，尤其是變形性能為滿足混凝土巨型框架柱尺寸創造了條件。
1C80高性能大體積混凝土的模擬施工
為了更深入掌握C80高性能大體積混凝土的工作性能、溫升情況及溫度發展，在現場以1:1的比例制作一根高4.5m的模擬柱，截面尺寸為5400mm×3800mm，內澆筑配合比編號為C8023的C80混凝土，并進行了模擬柱溫度記錄、強度檢驗以及超聲波檢測[1]。
根據現場記錄，2011年10月24日20:00時，第一輛C80混凝土罐車到達現場，25日凌晨2:00，第十輛罐車澆筑完畢，至此，模擬柱內混凝土澆筑完畢?；炷翝仓?，分別在攪拌站和現場對C80高性能混凝土的塌落度和溫度等進行了檢測，由表1-2檢測數據顯示，C80混凝土各項指標符合要求。
表1-1華潤P•II42.5R水泥C80試配性能要求
混凝土澆筑采用汽車泵，泵管出料口深入筒腔內，出口應與澆筑面形成一個約50~80cm的高差，便于混凝土下落產生壓力，推動混凝土流動。泵車泵送混凝土應控制在1小時30m³左右，盡量保證混凝土在出機后60min內泵送完畢。模擬柱體高度為4.5m，為保證鋼管柱混凝土澆筑過程的均勻性，將通過依次換腔分層澆筑的方式施工，如圖1-1所示，先按箭頭順序依次澆筑500mm，再返回腔1澆筑500mm，循環澆筑，邊澆筑邊振搗。使用高頻振搗棒，工人無需進入筒腔內，只需在柱頂使用礦燈等工具輔助照明，振搗時間根據現場混凝土的實際情況控制在3至5分鐘，以混凝土表面出現浮漿，不再冒出氣泡和混凝土不再沉落為準。此外，還需在鋼板側壁上每隔0.5米處做好標記，以保證每次0.5米的澆筑高度。振搗時注意不要接觸鋼筋、加勁板、栓釘和鋼板[2]。
表1-2華潤P•II42.5R水泥C80試配性能
圖1-1 混凝土依次換腔分層澆筑順序
根據施工總體部署和施工工藝要求，鋼管柱內混凝土澆筑完后均可利用高出柱內混凝土完成面的鋼管柱進行蓄水及覆蓋麻袋養護。模擬柱施工過程中，管內的混凝土蓄水200mm，養護2天后即改為濕麻袋和防雨布養護至28天，實際施工中5天便可澆筑上一節混凝土，新澆筑的混凝土對下層的混凝土有保溫作用[3]。鑒于實際溫升的情況，1天后采取在3腔和4腔的外鋼板上包裹3層麻袋的保溫措施。
2 聚丙烯纖維混凝土的施工中的關鍵技術
2.1 聚丙烯纖維混凝土拌合關鍵技術措施
由于聚丙烯纖維混凝土自身的特點，現在的混凝土工程絕大多數采用商品混凝土，所以聚丙烯纖維混凝土在泵送時不可避免的具有與普通混凝土不同的要求：
（1）在混凝土澆筑前要將規定摻量的聚丙烯纖維加入混凝土罐車，高速攪拌至少6分鐘以后才可以使用；
（2）當拌制混凝土為大流態混凝土時，很難保證聚丙烯纖維在混凝土拌合物中分散均勻，此時要分兩次加水，先加一部分水將纖維在拌合物流動度還不是很大時拌合均勻，待聚丙烯纖維分散較完全時把剩下的水加入。這樣做的好處是纖維束被分散成了單絲以后，纖維整體也達到了較好的分散性，而且纖維分散成單絲后剛度比較小，不會影響水泥漿，細骨料、粗骨料等的分散，如果聚丙烯纖維不能很好的分散，就有可能阻礙混凝土中其他材料的分散，易在混凝土內部形成缺陷。
（3）對于聚丙烯纖維加入混凝土中造成坍落度小、難于施工的混凝土拌合物，應合理采用減水劑，切不能盲目加水，盲目加水不但不能使和易性變好，而且會降低混凝土的強度增加混凝土的干燥收縮。
2.2 聚丙烯纖維混凝土的振搗與養護技術措施
（1）振搗
首先從振搗的難易程度來說，由于聚丙烯纖維加入普通混凝土后不吸水，不需要改變普通混凝土的配合比，結構中配置的鋼筋數量也無需改變，所以不會給振搗帶來額外的困難。其次從振搗工藝來說，因為加入纖維后稠度增加，為了確保密實，減小強度降低的可能應增加振搗的時間，并且施工時做好技術交底，采用插入式振搗時，振搗點間距不應大于0.5m，且振搗要達到使混凝土表面呈浮漿且不再下沉為止。在鋼筋較密集的部位，應加強振搗，只有這樣在混凝土終凝后聚丙烯纖維的作用才能最大體現。
（2）養護
雖然聚丙烯纖維混凝土能有效的抑制早期的開裂，但是不可放松警惕，仍然要按規范要求做好早期的養護。另外在抹面時，聚丙烯纖維混凝土的初凝與終凝時間較普通混凝土有所增加，在其初凝收漿后要及時抹平并在終凝前壓光，對于不可避免的干縮裂縫要及時收光。此外，抹平時應注意避免把纖維從混凝土中帶出，影響抹面的質量。
3 聚丙烯纖維混凝土工程應用經濟效益分析
3.1 聚丙烯纖維混凝土在民用屋面板中應用
屋面樓板面積較大，是普通建筑物最容易出現裂縫的部位之一，如不采取措施容易在二次抹面前出現塑性裂縫，并且未參加聚丙烯纖維的樓板容易產生泌水，造成失水過快進一步加重裂縫的產生。屋面樓板一旦開裂，造成的后果很嚴重，由于平屋面直接暴露在陽光和空氣中，開裂后容易使裂縫進一步發展，下雨時會導致嚴重的滲漏事故，并且降低屋頂層鋼筋的耐久性，對住戶造成嚴重影響，必須耗費大量金錢進行維修。
對于這類問題，國內已有很多采用聚丙烯纖維混凝土成功解決的案例，比如南寧市建筑安裝工程有限責任公司四分公司職工住宅樓，邑寧縣機關工作人員住宅小區3#標工程[4]。
圖1-2 典型屋面板配筋圖
圖1-2為一塊屋面板的典型配筋圖，樓板厚度100mm，該圖中為防裂而設置的構造鋼筋和分布鋼筋為81kg/m2,即使不考慮分布鋼筋僅考慮構造鋼筋，每平方米也有16.9kg，按照目前的工程經驗使用聚丙烯纖維可降低此類鋼筋15%左右，即2.53 kg/m2,那么不考慮鋼筋的情況下，采用普通混凝土和聚丙烯纖維混凝土的屋面板的每平方米成本對比見下表,
表1-3 每平方米屋面成本
注：表中材料價格為2011年12月份北京地區平均價格，聚丙烯纖維摻量為1.0kg/m3
從表1-1可以看出，聚丙烯纖維的應用并沒有使建造成本增加多少，每平方米僅增加1.7元，比普通混凝土提高了4.8%。這是在沒有考慮鋼筋的情況下，如果考慮鋼筋的影響，按照每平方米節省2.53 kg/m2，以目前市場價4200元每噸計算，每平方米節省鋼筋的價格為10.62元，這時使用聚丙烯纖維混凝土的屋面板造價甚至比普通混凝土還低8.92元每平方米。
3.2 聚丙烯纖維混凝土在道路工程中的經濟效益分析
塑性開裂是路面橋面的早期主要缺陷之一，這是由道路施工的特點決定的，道面直接承受風、陽光、溫差等環境因素的直接作用，很難保證不產生裂縫，當汽車通過時會加速裂縫的擴展，尤其是在交通壓力越來越大，重載車輛多的路段，道路的鋪裝層出現開裂直至破碎的現象層出不窮，嚴重影響通行，這些混凝土的破損若發生在橋面還會使橋面滲水，加速橋梁的老化。為了解決這一問題，聚丙烯纖維混凝土在道路工程中已經有成功的應用。天津順池立交橋的橋面就全部采用了摻量為0.9 kg/m3的聚丙烯纖維混凝土[5]，取得了較好的效果，得到業主的好評。更多的工程實踐表明，在道路工程中使用聚丙烯纖維混凝土能提高鋪裝層的抗裂性、抗沖擊性和抗疲勞性。盡管聚丙烯纖維混凝土在道路工程中應用的優勢已經得到普遍認可，但是由于認識的局限性，很多部門錯誤的認為其成本較普通混凝土高，使得聚丙烯纖維混凝土在路面用混凝土中的應用受限。本文將應用價值工程原理（VE）來說明在道路工程中使用聚丙烯纖維混凝土的經濟價值。
價值工程是美國人Miles[6]在擔任通用電氣采購科長期間提出的，“得不到想要的材料，就想辦法獲得它的功能”。現在價值工程原理不僅用在開發新產品新工藝上，同樣也可以用于建筑工程，特別是建筑工程的維修組織提高建筑工程的經濟效果這一領域。價值工程要求以最低的壽命周期成本，實現產品的必要功能。在建筑工程領域，運用這一理論的要求就是在滿足建筑物使用要求的前提下，使建筑物在全壽命周期所耗費的費用最小。恩格斯說，“價值是生產費用對效用的關系。價值首先是用來解決某種物品是否就應該生產的問題，即這種物品的效用是否抵償生產費用的問題，如果兩種物品的生產費用相等，那么效用就是確定它們的比較價值的決定因素”[7]。由此，
從式中可以看出，價值由功能和成本決定，目前在道路工程中的從業者只注重一味降低成本C，卻忽略了功能F的提高，殊不知價值由這兩者共同決定，造成了當前道路使用壽命短，使用效果差。下面通過價值工程原理以實例證明聚丙烯纖維混凝土的價值。某路段由于重載車輛多，破環嚴重，經多次維修得不到根本改善，當地公路局決定重新鋪筑該路。重修時在接近市區的一段采用聚丙烯纖維混凝土，摻量為每立方米1.0kg，該路段厚240mm，按照當時聚丙烯纖維的市場價較普通混凝土成本上升了約3.2萬元/千米。經過兩年運營后，在遠離市區的路段出現裂縫、錯臺等現象，維修費用達到8萬元每千米，而在聚丙烯纖維混凝土路段雖然也出現了破損，但不嚴重僅需5萬元每千米進行維修。在兩年內，聚丙烯纖維混凝土路段的使用成本即與普通混凝土路段持平，并且聚丙烯纖維混凝土路段的使用效果更好?？梢灶A見，在該道路余下的設計使用期內，聚丙烯纖維混凝土路段的維修費用將大大少于普通混凝土路段。
道路的全壽命周期的費用主要包括材料費用，施工費用和維護費用，只考慮材料費用，不考慮設計使用年限內的費用綜合是不科學的，在道路工程中雖然聚丙烯纖維混凝土的成本較高，但其使用過程中的維護費用少，使用效果好，整個使用期內的費用比普通混凝土還要低。
4結論
考察聚丙烯纖維混凝土的經濟效益應從工程的全壽命周期出發，不能僅看材料成本，在屋面工程中采用聚丙烯纖維混凝土的初始成本即低于普通混凝土8.92元每平米。在道面工程中運用價值工程原理發現，聚丙烯混凝土在整個道路的運營周期可降低工程總費用?？傮w來看，聚丙烯纖維混凝土用在抗裂需求高的工程中具有實用性和優越性。
參考文獻：
[1]孫玉龍等. 聚丙烯纖維對混凝土韌性的影響研究[J]. 科技創新導報, 2007年32期
[2]閻培渝等.水泥水化反應與混凝土自收縮的動力學模型[J]. 鐵道科學與工程學報,2006年1期
[3]鄭欣.混凝土體積穩定性的測試方法[J]. 建筑技術,2005年4期
[4]傅春松.聚丙烯纖維對現澆混凝土樓板非荷載裂縫影響的試驗研究（碩士學位論文）.南寧：廣西大學，2006
[5] 王梅.聚丙烯纖維混凝土在路面工程中的應用技術研究：（碩士學位論文）.南京：東南大學，2003
