混凝土结构设计总结范文1
关键词：地下工程超长无缝结构设计技术
1．地下工程超长无缝结构设计原理
地下工程超长无缝结构设计的思路是“抗放兼施，以抗为主”，利用膨胀加强带所建立的预压应力，与混凝土抵抗收缩变形所产生的拉应力达到补偿平衡，这是设计的关键。膨胀加强带的构造一般共设置二道(包括底板、墙板、顶板)，宽度2m，在加强带的两侧架设密孔钢丝网，网孔5mm，以防止带外混凝土流入加强带，带内增加水平构造钢筋，加强带混凝土强度等级要求比两侧混凝土提高一级，施工中，先浇一侧带外混凝土，浇到加强带时，改用膨胀混凝土连续浇捣。膨胀混凝土用于超长结构无缝施工，其限制膨胀率设计和设定非常重要，膨胀率偏小，则补偿收缩能力不足，无缝施工难以实现，膨胀率过大，对混凝土强度有明显的影响。微膨混凝土的设计，主要是在混凝土的配比中掺入适量的外加剂、添加剂，使得混凝土在凝固过程中产生水化热和凝固后的干燥收缩，即热胀冷缩所产生的变形压缩到最低的一种构思。
2．某工程概况
该工程为一商业广场，地下工程为现浇钢筋混凝土框架结构，长约440m，宽约420m，地下一层，局部二层，总建筑面积42万平方米，地下室占地面积16万平方米，建筑面积19万平方米。基础为嵌入式整体肋梁筏板，底板厚400-700mm，地梁尺寸多为1000×1500mm，外剪力墙厚350-400mm，混凝土设计标号C30/S10。结构属于超长无缝混凝土结构。
3. 超长无缝结构设计技术
3.1超长无缝结构总体设计
对于超长结构工程的无缝设计问题，目前已形成了较系统的经验和理论。膨胀剂在常规掺量下，一般可60m不设缝，当超过60m时，可采用“加强带”解决，带宽2m，“加强带”内大掺量，带两侧普通掺量。带两侧设钢丝网，目的是防止两侧混凝土流入“加强带”内。施工时连续浇筑，浇到加强带时改换配合比。
结合超长结构无缝理论和膨胀剂抗裂技术要求，根据本建筑要求及地基情况，底板分为A-F六个区域，使用掺YQA膨胀补偿收缩混凝土。每个分区内大约每40m设一条膨胀加强带，带宽2m；加强带二侧设孔径小于5mm钢丝网，带中膨胀混凝土掺入12％YQA膨胀剂，混凝土标号较底板砼增加5MPa。每80m设一条后浇加强带，带宽800mm，带中掺入12％YQA膨胀剂的膨胀混凝土，混凝土标号较底板砼增加5MPa。
对于工程地下室超长、结构及工程地质条件复杂，施工技术要求较高情况，除必须满足强度、刚度、整体性和耐久性外，还存在裂缝控制及防水问题。所以如何控制混凝土硬化期间水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化和混凝土干缩的共同作用，产生的温度应力和收缩应力导致钢筋混凝土结构开裂，成为施工技术的关键。
3.2后浇加强带与膨胀加强带设计
后浇加强带是一种扩大伸缩缝间距和取消结构中永久伸缩缝的有效措施，它是施工期间保留的]临时收缩变形缝，保留一定时间后，再进行填充封闭，后浇成连续整体的无伸缩缝结构，这是一种“抗放兼施，以放为主”的设计原则。因为混凝土存在收缩开裂问题，后浇加强带的设置就是把大部分约束应力释放，然后以膨胀混凝土填充，以抗衡残余收缩应力。后浇加强带间歇施工，总长度控制在80m左右。
为确保地下工程混凝土底板和墙板在施工和使用阶段不出现有害裂缝，采用了YQA膨胀剂。A-F区域各个分区内大约每40m设一条膨胀加强带，带宽2m；带两侧设孔径小于5mm钢丝网，带中用12%YQA膨胀剂，混凝土标号增加5Mpa，带外用常规掺量膨胀剂混凝土。每80m设一条后浇加强带，带宽800mm，按常规方法施工，带中用12%YQA膨胀剂。即“后浇加强带-膨胀加强带-后浇加强带”的设计及施工技术（图1）。
钢丝网 膨胀应力曲线
YQA YQA
2m
加强带 收缩应力曲线
图1后浇加强带设计做法示意图
膨胀加强带分段设计，每条总长度控制在80m左右，连续施工，即在80m的中段设一条加强带。膨胀加强带与后浇加强带设计示意如图2。
图2膨胀加强带与后浇加强带设计示意图
3.3膨胀剂使用设计
掺膨胀剂的补偿收缩混凝土在限制条件下使用，构造（温度）钢筋的设计和特殊部位的附加筋符合《混凝土结构设计规范》(GB50010)规定。
在地下室底板、外墙后浇缝最大间距不超过80m情况下，后浇加强带回填时间应不早于45d。
4. 大体积混凝土配合比设计
本地下工程混凝土工程量为25万立方米，混凝土配合比规模较大，优化配合比设计主要从以下个方面控制。
4.1混凝土原材料要求
水泥选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥（GB175-1999）。YQA膨胀剂符合混凝土膨胀剂（JC476-2001）技术标准。粗骨料粒径不大于4.0cm，且含泥量小于1％，泥块含量小于0.5%。细骨料细度模数2.5以上，含泥量小于3％，泥块含量小于1%的中粗砂。其它外加剂达到国家规定的品质指标，使用前作适应性试验。YQA型混凝土膨胀剂可以与减水剂、缓凝剂等复合使用，YQA混凝土中掺用的其他外加剂，符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ50119），满足施工条件要求。各种材料的运输与保管按有关标准执行。但是，对于膨胀剂作如下规定：在运输与保管过程中不得受潮和混入杂物，并应单独存放；膨胀剂有效期为一年。
4.2大体积混凝土配合比设计
根据设计要求及工程的不同部位、混凝土标号、膨胀率和收缩率、以及施工时所要求的混凝土塌落度指标进行YQA混凝土试配。
搅拌站选择泵送剂时，除对减水率进行要求外，必须考虑其缓凝时间，因为工程在秋冬季节施工，比较实验室凝结时间而言现场的混凝土凝结速度要快一些，因此必须根据气温变化调整缓凝剂的掺量，确保现场混凝土的初凝时间不得少于10小时。入模混凝土坍落度120-130mm，同时确保混凝土不得有泌水现象。
抗裂混凝土，其性能应满足下表的要求，限制膨胀率与干缩的检验按补偿收缩混凝土的膨胀率及干缩率的测定方法进行。
表1有关混凝土的抗裂技术性能
项目 限制膨胀率（×10-4） 限制干缩率(×10-4) 抗压强度（MPa）
龄期 水中14天 水中14天，空气中28天 28天
性能指标 ≥1.5 ≤－3.0 满足设计要求
表2填充用膨胀混凝土的技术性能
项目 限制膨胀率（×10-4） 限制干缩率(×10-4) 抗压强度（MPa）
龄期 水中14天 水中14天空气中28天 28天
性能指标 ≥2.5 ≤－3.0 满足设计要求
本工程C30/S10混凝土配合比设计如下：
表3混凝土配合比设计参数表
水泥 YQA 粉煤灰 砂子 石子 缓凝减水剂 水
280 22.4 43 789.6 1005 4.96L 190
混凝土7天膨胀值128×10-6，抗压强度36.9Mpa，满足设计要求。
参考文献：
[1]龚晓南．复合地基理论及工程应用[M]．杭州：浙江大学出版社，2002．
[2]郑喜若.地下室工程结构设计探讨与研究[J].黑龙江科技信息，2011（4）：267.
[3]地下工程防水技术规范[S].GB50105-2001.
[4]预应力混凝土管桩基础技术规程[S].DBJ/T15-22-98.
混凝土结构设计总结范文2
关键词：幕墙埋件；预应力混凝土
中图分类号： TU37文献标识码： A
就一般的幕墙工程来说，由于工程中标后混凝土主体结构已经开始施工，所以在幕墙工程设计工作的初期阶段，幕墙系统设计师除了组织对幕墙系统进行设计以及对工程预算成本核算的工作之外，对预埋件施工设计也是一项非常重要和紧迫的设计工作。预埋件施工设计工作对于大部分的工程来说并不难，首先参照幕墙系统的连接设计和计算结果进行埋件节点设计，然后进一步结合建筑主体结构设计预埋件在混凝土楼板上的施工布置图。当然也有些特殊幕墙工程，其预埋件的设计就相对繁琐一些，比如在预应力张拉混凝土结构上进行幕墙预埋件的设计。
钢筋混凝土是目前建筑结构中应用最为广泛的结构形式，而大跨度、长悬挑或有特殊受力要求的钢筋混凝土结构多数会采用预应力钢筋混凝土的形式进行处理。所谓预应力混凝土结构，是在结构构件受外力荷载作用前，先人为地对它施加压力，由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。
幕墙埋件的前期设计准备
预张拉混凝土结构上的幕墙预埋件和后补埋件设计，与正常钢筋混凝土上的埋件设计有很大区别。前期应该进行以下工作，避免设计工作的重复和浪费。
详细核查甲方提供的建筑图纸和结构图纸，进行施工条件和成本评估：
由于方案投标阶段时间紧，方案设计组把主要的精力都放在准备系统投标图纸和投标报价上，所以他们往往对总包提供的建筑图纸&结构图纸没有时间细致审阅。这就需要幕墙施工设计师在工程中标后合同签订前这段时间内，针对甲方提供的建筑图纸和混凝土结构图纸进行详细查看，之后再针对幕墙设计方案的施工难点进行施工设计评估。
（2）前期设计过程中应及时与设计方结构设计师沟通：
在预埋件布置图设计过程中，应该充分的考虑到预张拉混凝土结构的复杂性。并且在设计预埋件布置图时，要对比每一层楼板的预张拉带布置图是否对预埋件布置位置有影响。为了避免出现错误，幕墙设计师应该立即与设计师和总包进行沟通。例如一工程采用施工方法是后张法，是采用钢索作为预应力筋。经过与混凝土结构工程师的沟通最终确定幕墙埋件锚栓孔的范围须在距张拉带锚固头150mm范围以外施工。
幕墙埋件结构形式的选择
（1）预埋件形式设计
对于预应力楼板，幕墙埋件的最好方式应该是考虑预埋。 当预埋件布置与混凝土预张拉带布置没有影响，可以避开张拉带时。可以按照正常的幕墙埋件形式设计和施工。当预埋件位置与张拉带锚固头位置重叠时，应符合结构师要求的范围进行合理避让，尽可能避开锚固头位置。如果预埋件不能避开时，就必须采用转接件形式进行避让设计。
当幕墙埋件可以避开混凝土预张拉带时，可以按照正常的埋件形式把槽埋安置在混凝土楼板正面。（图1）
图1 埋件可避开混凝土预张拉带
当幕墙埋件与混凝土预张拉带相对应时，幕墙槽埋不能安置在混凝土楼板正面，只能上下布置。（图2）
图2埋件不可避开混凝土预张拉带
后补埋件形式设计
工程施工过程中不可避免的会出现预埋件漏埋或混凝土先行施工导致预埋件无法施工的情况。此时需要设计师设计补打埋件施工方案。后补埋件形式很多，我们可以采用膨胀螺栓、化学螺栓、穿透螺栓等紧固形式进行设计，当然采用什么样的紧固形式要结合工程的实际情况确定，并应注意合理避让预应力混凝土的预张拉带。
下图（图3、图4）为由于后补埋件无法避让预应力混凝土的预张拉带，采用穿透螺栓的形式进行的避让。
图3 穿透螺栓形式避让预应力混凝土预张拉带（竖剖）
图4穿透螺栓形式避让预应力混凝土预张拉带（横剖）
小结
幕墙埋件作为整个幕墙结构的支撑体系，对结构安全起到重要的作用，所以必须引起高度的重视，尤其是针对特殊主体结构更应该进行细致的分析和研究。针对本文前面所述预应力混凝土结构结构的幕墙埋件设计要点总结如下：
首先根据结构计算受力力结果合理的选用锚固螺栓尺寸和数量；
根据结构计算结果提取反力和埋件形式，与主体结构的结构工程师沟通，合理设计锚栓开孔位置，以避让张拉带锚固头；
混凝土结构设计总结范文3
【关键词】超长混凝土结构；膨胀加强带；后浇带
中图分类号：TU37文献标识码： A
一工程设计
1 设计要求
1.1 原后浇带设计
根据《混凝土结构设计规范》及《补偿收缩混凝土应用技术规程》。后浇带混凝土浇筑时间为两侧混凝土浇筑完成后2个月。
1.2 后浇带变更原因
①后浇带的保护、清理与凿毛给后期施工无形中增添了一定的工程量；
②地下工程设计防水等级为一级，采用后浇带施工，增加了渗漏隐患；
③结构工期为226d，施工工期紧，而设计要求后浇带的浇筑时间需待两侧结构混凝土浇筑后2个月，影响总工期。
1.3 部分后浇带变更为膨胀加强带鉴于以上原因，依据超长无缝结构技术，膨胀加强带和后浇膨胀加强带的间距可控制在30～40m，经与设计单位、监理单位沟通协商，他们同意将后浇带变更为膨胀加强带，与结构地板、墙体和楼板混凝土同时浇筑。
2 膨胀加强带设计要求
膨胀混凝土的原理是，混凝土在膨胀时其中的钢筋(或相邻边界)对它的膨胀产生限制作用，同时在混凝土中产生相应的压应力，这种压应力能够抵消导致混凝土开裂的全部或部分拉应力，从而避免或大大减轻混凝土结构的裂缝。膨胀剂，是以高铝熟料为主要原料生产的具有良好膨胀源的混凝土膨胀剂，其特点是膨胀能量大，干缩小，掺入到混凝土中能补偿混凝土的收缩，从而达到抗渗防裂的目的。所谓超长混凝土结构，是指混凝土长度超过现行《混凝土结构设计规范》规定的伸缩缝最大间距的混凝土结构。在混凝土中掺膨胀剂，以膨胀加强带取代后浇带，可实现超长混凝土结构的连续浇筑。其原理是：膨胀剂在混凝土硬化过程中产生膨胀作用，由于钢筋和周边约束，在结构中建立起0．2～0．7MPa的少量预压应力(通过调整混凝土中膨胀剂掺量，可使不同区段获得不同的预压应力)，以此来补偿混凝土在硬化过程中因温差和干缩产生的拉应力，从而防止裂缝出现，起到抗渗、防水的作用。使用这种方法可连续浇筑100~200m的超长结构。根据抗裂原理，只要控制混凝土的收缩与膨胀保持在一个相对的范围内，就能做到结构无缝或裂缝控制在规范允许范围内，满足工程的使用功能。在应力集中的膨胀加强带两侧设临时隔挡措施，防止混凝土流入加强带，部分规范要求底板加强带间适当增加水平构造钢筋10％～15％。施工时，加强带外用掺8％～10％JY的小膨胀混凝土；浇筑到加强带时，用掺12％～13％JY的大膨胀混凝土，其强度等级比两侧混凝土高一级，即5MPa；到另一侧时，又改为浇筑掺8％ ～10％JY的小膨胀混凝土。如此循环下去，连续浇筑JY混凝土，实现无缝施工。通过JY的不同掺量，可使混凝土结构在长度方向获得相应大小的补偿收缩的膨胀应力。
二后浇带
2.1后浇带的设置及做法
后浇带是现浇钢筋混凝土结构施工过程中，用于克服由于温度收缩和结构主体沉降而可能产生的有害伸缩和沉降的一种临时施工缝。后浇带的设置通常为每30～40m设置一道，宽度800-1000mm，一般钢筋不切断，且要配置适量的加强钢筋，待后浇带两侧混凝土浇筑完2个月后(如工期非常紧迫和有特别困难时，也不得小于1个月)，将两侧混凝土表面凿毛，清洗干净再用比设计强度等级高一级的混凝土(宜用加膨胀剂的补偿收缩混凝土)浇灌，并振捣密实、加强养护。现浇钢筋混凝土结构后浇带宜布置在剪力较小的跨度中间范围以内，且宜配置适量的加强钢筋，如图1、2所示。
图1 楼板后浇带
图2 主次梁后浇带构造要求
本工程是筏板基础长度超过160m时，宜每隔30～40 m设置后浇带一道，其宽度一般不小于800mm，位置宜在距柱或距墙的中部1／3范围内，其做法如图3所示。
图3 底板及外墙后浇带
2．2 后浇带的优缺点。
设置后浇带的优点是显而易见的，可避免设伸缩缝，施工方便，节省造价。任何事物都具有两重性，后浇带也有以下几点：(1)留于基础底部结构的后浇带，需要2个月甚至更长的时间，期间后浇带中将不可避免地落进各种各样的垃圾杂物，由于底部结构钢筋较粗较密，使得清理工作非常艰难；(2)后浇带贯穿整个地下、地上结构，所到之处遇梁断梁，遇板断板，给施工带来很多不便，因而影响结构施工进度；(3)在后浇带灌筑混凝土前，需将两侧混凝土凿毛、清理，施工非常困难，而有些结构混凝土与后浇带混凝土浇筑时间间隔数月，新旧混凝土的粘结强度很难保证，又由于浇筑时间差，造成这些结构的混凝土的干缩大部分已于后浇带灌筑前完成，因此，后浇带混凝土的干缩容易在新旧混凝土的连接处产生裂缝，设置施工后浇带的初衷是防止混凝土裂缝的产生，而后浇带处理不好却人为地在每条后浇带处造成两条贯穿裂缝，从而引起漏水。
2．3 后浇带的工程实例
总医院新建病房综合楼工程，分为四个区：
一区为医技楼，地下1层，地上5层；二区为病房综合楼由22层高层建筑和4层的多层建筑组成，地下均为1层；三区为行政办公楼，地下1层，地上5层；四区为地下室车库。如图4所示。该工程总建筑面积为,9.3万m2，地下室建筑面积为1.68万m2。基础长163.28 m，宽141.45 m。由建筑功能的要求，地下室连成一体，采用大底盘多塔结构体系。基础采用钻孔灌注桩桩基+承台筏板基础，地下室混凝土强度等级为C40，抗渗等级P8。考虑到地下室面积较大，共设计了三横两纵的后浇带，结构平面划分为10块，后浇带的宽度为800 mm，后浇带的梁板构造同本文图1、2后浇带的做法。基础后浇带做法如图5所示。后浇带的混凝土强度等级为C45，掺加限制膨胀率应大于0.03％的膨胀剂。并在所有地下室混凝土中掺加了微膨胀剂，其掺量按试验确定，在地下室外墙混凝土中除掺加了微膨胀剂外，还掺加了抗裂纤维。并对在施工中应注意的事项、控制生产工艺、混凝土的浇筑、混凝土的振捣及养护作了严格的要求。
该工程已结顶几年时间，基本达到工程的预期效果，但在地下室墙板上发现了几处渗漏现象，经修补后，至今尚未发现再有渗漏。后浇带的设置实现了163 m×141 m超大地下室无沉降缝及伸缩缝的大底盘大空间结构。但也出现了一些后浇带所带来的弊端，如施工工期较长，施工困难，经济效果欠佳等。
三超长混凝土结构膨胀加强带的施工
3.1原材料的选择
工程开始施工前同预拌混凝土搅拌站进行协商沟通，要求选用性能较稳定的P．042．5普通硅酸盐水泥，以降低水化热。粗骨料选用碎石，级配为5～31.5mm连续级配，且含泥量、泥块含量、针片状含量、压碎指标等，符合建筑用粗骨料II类质量要求；细骨料选用洁净的中砂，连续级配，细度模数为2.3～2.5，含泥量
3.2 膨胀加强带设置
3.2.1 膨胀加强带的做法
采用以膨胀混凝土加强带取代后浇带的连续浇筑无缝施工技术，不仅消除了如前所述后浇带施工带来的一些弊端，还增加了混凝土的密实度，提高混凝土的强度及抗裂，防渗性能。同时缩短了工期，节省了造价，效果更为显著。膨胀加强带的做法主要有以下三个要点：
(1)带宽2.0m，带的两侧布置5 mm的密孔铁丝网，将带内混凝土与带外混凝土分隔开，钢丝网垂直布置在上下层(或内外层)钢筋之间，两端分别绑扎在上下层或内外层)钢筋上 。
膨胀加强带取代后浇带的原理和做法
(2)带内增设10％～15％ 的加强钢筋，均匀布置在上下层(或内外层)钢筋上，加强筋垂直分布于膨胀加强带长度方向，两端各伸出膨胀加强带30d(d为钢筋直径)，并固定在上下层(或内外层)钢筋上 。
(3)带内采用设计强度等级比相邻非加强带混凝土强度等级高一级的混凝土进行浇筑，外掺适量膨胀剂。其做法如图5、6、7、8所示。
图5 楼板加强带做法
图6 现浇梁加强带做法
图7 地下室底板加强带做法
图8 地下室外墙加强带做法
3.2．2 膨胀加强带的优点
在超长混凝土结构中设置膨胀加强带，不但有利于解决温度变化和混凝土收缩等因素对房屋结构安全的影响，而且具有如下优点：
1)构造简单，施工方便，周期短；
2)材料用量较少，易于控制工程造价，经济性好；
3)保持结构的整体性，有利于结构抗震。
因此，膨胀加强带在超长混凝土结构已得到较广泛的应用并已产生较好的经济效益和社会效益。
3.2．3 膨胀加强带的工程实例
北京人民医院工程为框架剪力墙结构体系，建筑长78m，宽46m，高68m。原设计考虑到建筑超长，在中间设计了一道后浇带。后浇带混凝土浇筑时间为两侧混凝土浇筑后两个月填缝，但由于：
(1)本工程结构复杂，施工难度大，后浇缝的保护、清理与凿毛非常困难；
(2)设计防水等级为一级，采用后浇带施工，留下渗漏水隐患；
(3)施工工期紧，而设计要求后浇带的填缝需待结构两侧混凝土浇筑后2个月方可施工，影响总工期。鉴于以上原因，经与设计单位、监理单位协商，同意后浇带变更为膨胀加强带。依据超长无缝结构技术，膨胀加强带或后浇膨胀加强带的间距控制在30～40m，总长控制在100～150m，原结构设计图后浇带设计的间距和位置均可满足“无缝设计”膨胀加强带的要求，膨胀加强带布置为原后浇带的位置。膨胀加强带的做法同本文图5、6、7、8。本工程现场设有混凝土搅拌站，使得混凝土连续浇筑得以顺利实现。本工程采用的膨胀加强带的性质是以较大的膨胀应力补偿冷缩干缩应力集中的地方，可以替代后浇带。膨胀加强带替代后浇带后，据不完全估算，每米可节约施工措施费(包括钢板网模板、高分子防水卷材、钢板止水带、加强筋等的综合费用)200元；每米可节约后浇带两侧混凝土清理、凿毛用工4工日。也节约了由于后浇带需要60d后才能补浇而延误的工期。更重要的是，避免了由于后浇带处理不好而造成的在每条后浇带处产生的2条贯穿裂缝，保证了工程质量。
4 结 语
现代建筑或构筑物越来越多地采用超长或双向超长结构，如按传统施工技术每个工程须留置少则几条多则几十条的后浇带。后浇带一般需经30～40d才能浇筑，拖延工期，给施工带来麻烦，且结构整体(防水)性不好。超长混凝土结构无缝设计施工技术的应用，突破了传统的设计施工规范，用“膨胀加强带”替代原来的后浇带，减少了施工对后浇带处理这繁琐的环节，大大地缩短了施工周期，加快了施工进度，取得了良好的技术经济效益和社会效益。
【1】 李国胜．多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例[M]．北京：中国建筑工业出版社，2008．
【2】 王铁梦．工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业出版社，2007．
【3】GB 50010-2010，混凝土结构设计规范[s]．
【4】GB 1596-2008，用于水泥和混凝土中的粉煤灰[s]．
混凝土结构设计总结范文4
【关键词】水泥混凝土；路面破损；维修工艺
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
公路交通是国家基础建设产业的重要构成部分，改革开放三十多年来，公路交通的高速发展为国民经济的持续稳定增长奠定了坚实基础。而新形势下，随着公路交通建设与科技使命的重大变革，高等级公路兴建与路面维修已成为现阶段路桥企业面临的两大重任。其中，水泥混凝土路面作为高等级路面的重要结构形式之一，其路面维修工艺的研究显得尤为迫切。由于上世纪90年代高等级混凝土路面建设技术、设计施工认识等因素的局限，建设过程存在大量的质量缺陷，地方干线公路的类似问题尤其严重。由此，在许多混凝土路面已进入或正进入维修期的情况下，维修工艺的需求显得更为迫切。
1 水泥混凝土路面破损的成因分析
1.1理论上的认识局限
90年代以来我国混凝土路面设计主要采用的是上世纪九十年代初交通部主持的“水泥混凝土设计理论、方法和参数的研究”课题成果，随后的如“水泥混凝土路面结构可靠性研究”等也为水泥混凝土路面的修筑标准提供了全新的可靠标准。但鉴于理论计算与建设实际间的差距，包括地基模量处理、基层结构等理论方面的认识问题仍存在不足。突出地表现为：
一是缺乏对基层水害的认识。由于水泥混凝土板整体结构的水敏感性较强，春、冬季节尤其是在路面构造缝填缝材料失效的状况下，雨水或其它地表水渗入并在车轮荷载作用下，造成板与基层之间滞留水的高速流动，基层的细料在水流冲刷作用下被带走，板底脱空，接缝结构破坏。其中就与我国早期泥混凝土路面缺乏缩缝传力杆设计标准的情况存在明显的联系。二是缺乏对基层结构、材料设计要求的足够重视。工程设计方面，设计方更偏重于路线设计，在结构设计上未能深入分析和论证沿线的路基水文状况、荷载交通量变化及材料的力学特性等问题，“典型结构”大行其道。材料要求方面表现为对缺乏对材料的级配状况与混凝土强度间的影响认识；构造缝的填缝材料在基层防水、耐久性方面缺乏综合考量，聚氯乙烯胶泥、沥青玛蹄脂等低价填缝料仍列于相关规范内。
1.2 施工与早期维护中留下的缺陷
在高等级公路迅速发展的过程中，水泥混凝土路面施工技术、大型施工机具等方面均得到极大提升，但就系统工程而言，在技术应用、总体质量意识、材料工程管理方面仍存在较多缺陷。普遍问题是：①混凝土路面基层施工质量不均匀，部分半刚性路面未形成整体结构，抗冲刷能力弱；②面层混凝板厚度普遍不达标，混凝土板强度离差大，新建公路路基填土的非均匀沉降现象严重；③混凝土路面早期养护观念仍停留于传统的反应型养护方式，在早期病害如路面排水不畅、填缝料失效或脱落问题处理上缺乏预防养护意识，直至出现面板严重破碎、错台等情况才考虑换板。
此外，超限超载运输车辆是诱发水泥混凝土路面早期病害的重要外因之一。据统计资料显示：车辆超限重量与其造成的路面损害是呈几何倍数增长的，超载2倍的车辆行驶一次造成的公路损害等同于正常载荷车辆行驶16次，超限10％的车辆也会增加损害近40％，使路面结构出现如路面网裂、变形、松散、坑槽等病害。
2 水泥混凝土路面维修工艺分析
就目前水泥混凝土路面破损维修工艺来看，主要包括改建加铺、局部维修两种方案：加铺方案主要指依据交通量、使用年限进行结构计算，稳定处治旧路路面损害；局部维修方案则重点解决维修工艺与旧路结构的相容性问题。
2.1 加铺罩面技术
1．加铺沥青混凝土路面的技术方案
加铺沥青路面的路面使用寿命多为5－10年，低于5年、超过10年均不具有经济性，应考虑改建方案。具体而言，需注意以下几点：
(1)结构设计：罩面沥青混凝土结构设计应考虑复合式路面规范，通过规范计算与经验相结合，有效规避旧路面结构反射裂缝八强度不均匀问题等潜在病害。
(2)稳定旧混凝土路面板：主要是以灌浆、换板等措施稳定处置混凝土板块，破碎严重的路段可进行碎石化或破碎加浆碾压。
(3)设置调平层：路面行驶质量在错台，路基变形等状况影响下严重下降时，可采用稳定粒料级配或优质级配砂率设置8～12cm厚的调平层。
(4)罩面层厚度。罩面层厚度通常由三个因素决定：防止或减少反射裂缝、使用寿命及气候因素，尤其是使用寿命与沥青混合料总厚度存在较紧密的对应关系。如6～8年的使用寿命可对应9～10 cm的沥青混凝土总厚(cm)，而防止反射裂缝的最佳厚度为8～12cm。由于旧路罩面结构设计相较于新路更为复杂在考量旧路结构、交通量、使用寿命等因素的基础上，还须考虑旧路处理、防止反射裂缝等技术问题。由此，在日均交通量为200～1500辆时，沥青混凝土厚度最低为7～10cm（双层）,高于1500辆时，最小厚度为10～12cm(双层)。
（5）沥青混合料应采用优质沥青或改性沥青。
2．采用水泥混凝土罩面的技术方案
与罩沥青面层相同，在混凝土板和基层稳定处理后，可视旧面板高差情况设置8～12cm的调平层。罩面层厚度设计可依JTGD4O—2002《公路水泥混凝土路面设计规范》进行，根据新旧路面结合选取方式：结合式、直接式、分离式的不同，最小厚度分别取12、18、22cm。而钢纤维混凝土厚度还应联系材料特性、使用要求具体确定，对计算出的最小厚度增加约2～3 cm，以预防旧路结构的潜在缺陷。
2.2 局部维修技术
第一，切除旧路损坏部分。主要是指应配置混凝土切割机、风镐设备，能在短时间内凿除破损路面。凿除作业前，先确定修复位置和范围并画线确定切割位置；切割形状尽量取直角，单块修复尺寸长宽比通常应低于1.5，不得高于2；全部凿除破损混凝土板块直至露出基层材料后才能进行创面的清理；至于老混凝土的创面，可采用高压空气或高压水清理其上的松石和细料，如设计有锯缝，应予凿平。第二，旧路的基层补强处治措施。旧路基层的补强须根据补强面积大小具体确定，面积≤20㎡宜采用低标号混凝土；＞20㎡时宜采用与旧路面基层结构的相应材料进行补强。由于道路局部维修与正常交通间的影响，混凝土路面维护应采取早强措施，即使用专用修补材料、技术或早强混凝土作技术处理。
3 结语
总之，在旧水泥混凝土路面修复方案的选择中，施工单位应联系行车要求和经济性等标准，因地制宜地选择最具经济性、可行性的方案，并应在实践过程中积极探索、总结混凝土路面破损评价与维修工艺间的联系，促进混凝土路面施工环保、节能、经济的发展趋势。
参考文献
[1]王兴忠．水泥混凝土路面破损的灰色评价[J].重庆交通学院学报，2006（05）．
混凝土结构设计总结范文5
关键词：民用建筑；大体积混凝土；裂缝；无缝施工
民用建筑工程的大体积性、多样性和复杂性导致混凝土结构施工后存在各种各样质量问题发生，混凝土裂缝的发生造成严重质量问题的同时，也影响了工程的使用性能，混凝土裂缝的控制是目前工程建筑学术领域研究的重要课题之一，而裂缝控制更是大体积混凝土结构施工过程中质量控制的关键因素。
1、大体积混凝土裂缝产生原因分析
混凝土初凝过程中水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用产生温度应力和收缩应力是大体积混凝土结构开裂的主要因素，混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。
混凝土硬化过程中收缩产生裂缝也是大体积混凝土开裂的主要因素，经过实际施工经验总结发现，在设计配合比中时，混凝土中的用水量和水泥用量越高，该种配合比的混凝土的收缩就越大；
在施工组织时或混凝土拌合站，采购的水泥成分不符合要求或水泥安定性不合格是大体积混凝土裂缝产生的常见因素；
施工队伍专业化程度不够，施工作业程序不规范、施工技术措施不适当等是大体积混凝土开裂的经常发生的主要原因之一；
大体积混凝土施工特点方面的原因：大体积混凝土结构钢筋密、由于体积过大，混凝土一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大，工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，混凝土产生裂缝的机率较多。
基础沉陷或不均匀沉降产生裂缝：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混凝土出现沉陷裂缝，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。
2、无缝施工方案设计过程(以大体积地下室混凝土底板、墙板、顶板施工为例)
大体积混凝土无缝施工设计原理：
目前大体积混凝土结构施工无缝设计是以掺加ZY膨胀剂的补偿收缩混凝土为基本材料，以设置加强带取代后浇带，达到连续浇筑超长大体积混凝土结构的施工技术；
根据混凝土结构无缝设计的要求，在施工方案设计时，将地下室混凝土底板、墙板及顶板进行分块设计以形成多个施工浇筑的单元，每个施工块中均设置有加强带。混凝土墙板、顶板的分块与底板的分块相对应设置后浇带和加强带；
膨胀加强带宽设置要根据拟浇注的大体积混凝土的实际工程特点合理设置，边缘每侧设密孔铁丝网并用钢筋加固定位，以防止加强带外混凝土流人加强带内；
大体积混凝土浇筑施工时应先浇带外混凝土，当施工浇注到加强带时改用掺量ZY膨胀剂混凝土施工。考虑到外加剂膨胀作用会使混凝土强度降低，所以应该对膨胀加强带的混凝土强度等级进行适当的提高，并加大膨胀剂用量，用这样的方法循环施工达到超长无缝结构混凝土的目的；
补偿收缩混凝土设计。根据《混凝土外加剂应用技术规范》的规定进行对掺加ZY的试件的限制膨胀率进行试验，设计并验证补偿收缩混凝土试件的微膨胀性。大体积混凝土配合比的设计。水泥采用优质的42.5Mpa普通硅酸盐水泥；
细骨料选用中砂，细度模数Mx＝2.6～2.8，表现密度2．64克／立方厘米，松散密度1410千克／立方米，紧密密度1550千克／立方米，含泥量≤3％。粗骨料为碎石，粒径为5～31.5mm连续级配，压碎指标8％ ～9.8％ ，含泥量≤3％ 。膨胀剂选用行业内知名公司生产的性能稳定的ZY膨胀剂。减水剂选用大中厂家生产的优质Ⅱ级粉煤灰。
混凝土配合比设计需要保证混凝土的泵送性能，经现场实际经验总结，管道出口处坍落度应在140～160mm之间，试块强度满足设计及规范要求。
大体积混凝土实验室设计。根据多个项目的施工经验总结，考虑混凝土在输送管道中的坍落度损失，坍落度值设计值为200～220mm，输送管道出口坍落度实际值为140～160mm，试配的每立方米混凝土材料用量如表1：(以C30、C40 为例，单位为Kg)
表1
3、施工方案及控制措施
(1)后掺少量减水剂的预备措施。如混凝土浇筑施工在高温季节，易造成混凝土坍落度损失加大，或者由于混凝土运输途中延时等问题，使浇捣速度减缓，延误了混凝土的入模时间，致使不能满足泵送要求，此时应严禁加入生水，而应采取二次掺少量的FDN21减水剂的后掺法，补偿和恢复混凝土的坍落度损失。在配合比中FDN21减水剂量为0.8％，一般该减水剂的掺量最高为l％，在后掺减水剂时只考虑在0.2％ 以内。凡后掺减水剂的运输车应快速搅拌40转以上。
(2)地下室墙体混凝土配合比及浇筑的措施。墙板混凝土配合比设计试配时，采取降低水灰比的措施以减小混凝土的收缩。底板与墙板同为C30P12，如底板的水灰比为0.47，则墙板的水灰比为0.41，混凝土的坍落度指标底板为18～20厘米，墙板坍落度指标控制在14～16厘米。
混凝土浇筑阶段，采用二次振捣的工艺，即在混凝土初凝前进行二次振捣。避免混凝土因沉降收缩而引起裂缝。
(3)地下室顶板的混凝土浇筑的控制。按照长无缝混凝土的施工方案，地下室顶板的浇筑顺序是浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后进行地下室顶板的混凝土浇筑。在顶板的浇筑过程中主要是要控制好早期裂缝的产生，从混凝土收缩裂缝的形成时间看，裂缝往往发生在混凝土初凝到终凝这段时间内，故在施工中，将顶板二次或三次搓平、抹压，特别是初凝抹压作为控制早期收缩裂缝的一项重要控制措施，这对于控制早期裂缝是起到了至关重要的作用。
4、细部加强处理
因一般情况下外墙与边柱的配筋率不同，收缩也不相同，其连接处应根据规范和构造要求设置水平增强钢筋，防止因应力集中发生纵向裂缝。由于底板双向配筋锚人基础梁二排主筋之间，使底板与柱节点处板面混凝土保护层可能过大，故在柱边1米范围设置双向钢筋网片，防止板面出现裂缝。
外墙模板施工的对拉螺杆突出部分割掉后，用ZY掺量为10％的1：2水泥砂浆封堵；相关安装专业的各种穿外墙管道处孔洞用ZY掺量为10％ 的1：2水泥砂浆封堵，必要时做细部防水处理。
5、混凝土的养护
地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。按照养护制度，在混凝土抹压后，能上人时即铺上麻袋片或草席，用水浇湿保养，混凝土硬化3～4小时后，底板与顶板均筑堰蓄水3～5厘米进行养护，墙板采取不问断淋水保温，采用这些养护方法不得少于14天，墙板侧模的拆除也不少于7天。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。
6、结语
混凝土结构设计总结范文6
关键词：建筑结构；设计；混凝土裂缝
中图分类号：TU74文献标识码： A
前言：
随着我国城市建设不断的发展，对建筑物的质量和外形要求也越来越高，建筑结构也逐渐变得复杂化。建筑工程在城市的规划建设中，属于基础的一项具体的工作，因此对其工程的质量要求是非常严格的，各项要素有无按照相关规划审批要求来进行施工对居民切身利益有着直接的影响。其中，结构性的裂缝在建筑工程中是发生率较高的一个质量问题，结构性的裂缝对建筑整体有着不可忽视的影响，也为居民的生命财产的安全带来了一定的安全隐患，因此，相关施工单位应重视建筑工程中关于混凝土的结构裂缝的问题，并积极采取相应有效的措施，控制混凝土的裂缝问题发生。
一、现浇混凝土结构设计概述
（1）、混凝土结构概念设计
对于裂缝控制来说，混凝土结构的概念设计对其有着直接的影响。概念设计能够快速地确定设计方案，并在对各个基础构件与整体构件的关系的利用的基础上，快速思考并确定总体结构的选择。由于基础构件的力学特性会对整体建筑结构有着重要影响，为了保证整体结构的稳定性与抗裂性，需要通过概念设计的创新来实现。
（2）、结构计算方法
结构计算的方法首先要建立模型，然后根据计算程序将模型简化，以保证模型能够满足其实际的使用环境。结构的荷载布置和刚度以及连接特性都是模型必须所具有的。简化后的模型的实际特性要与软件模拟的模型保持一致。
（3）、楼面水平强度和整体性
结构计算的各榀抗侧力结构分配分别包括了刚度单向协同、刚度双向协同和受荷面积。而计算方式的选择则由结构楼面的总体刚度来决定。
二、建筑结构设计混凝土裂缝出现问题的原因
（1）、设计因素
现代建筑功能性和美观性兼备，导致建筑结构设计越来越复杂，为了能够满足人们的需要，出现了一些大高差、大面积及同一地基不同基础形式的结构体等，这些结构体本身来说就容易产生裂缝，再加之施工难度及施工误差，从而产生裂缝。
（2）、混凝土自身原因
1、水泥材料发生水化热。在建筑工程混凝土施工过程中，水泥材料在水化时会散发大量的热量，使得混凝土内部和表面的温差越来越大，最终超出混凝土表面的收缩应力导致混凝土表面出现裂缝。并且随着时间的推移，建筑工程的一些大体积混凝土的弹性和强度逐渐降低，在降温过程中，混凝土发生收缩变形，并且受到很大的拉应力，混凝土的收缩变形应力和拉应力之间展开拉锯，当混凝土的强度逐渐下降时，混凝土表面就会出现裂缝。
2、混凝土收缩。混凝土是由水泥、砂石、水等材料组成，本身具有一定收缩性，特别是在气候、沉降、化学、温度等因素影响下很容易发生收缩，导致混凝土产生裂缝。
（3）、施工及现场养护原因
现场浇筑混凝土时，由于浇筑时间，浇筑完振捣或插入不当，漏振、过振，都可以影响混凝土的密实性和均匀性而导致裂缝；拌和时间不足，拌和不均匀，拌和和浇筑时间间隔过长，接荐处理不当产生的裂缝；夏季气温较高，风速过大，混凝土收缩值偏大产生裂缝，大体积混凝土浇注，现场施工技术操作及降温、保温措施不到位产生的开裂；养护措施不到位，养护时间过短，现场模板过早拆除，以及予应力张拉施工不当都会导致混凝土开裂。
三、建筑结构设计中混凝土裂缝的控制措施
（1）、设计环节
在进行施工设计时，设计人员也需要注意技术的可靠性，避免因应力的过度造成工程出现不同程度的裂缝问题。如果混凝土变断面和孔洞等转角部位因为温度的不合理出现集中的问题的时候，就需要对设计进行及时处理，通过设计弥补裂缝的问题。与此同时，钢筋在混凝土中的使用可以增强建筑物的稳定性，如果建筑的平面中出现了凹口，建筑工程的建造就需要加强温度。如果建筑物长度出现过长的情况，需要按照设计的具体要求对后浇带和伸缩缝进行设置。如果承受的拉应力比较小的时候，可选择不会在工程的施工中产生不良影响的设置施工缝，对混凝土的施工进行定型通过多方面的工作处理对工程进行多方面的促进作用。施工方只有通过双向、双层配筋的设置，才能够多方面进行工作的处理，同时还应促进各个施工部分不同程度的处理。楼板斜裂缝的出现也是由于温度的不适当造成的，对于这一问题的解决需要综合处理。对于工程的设计关系到对施工进行多方面的处理，只有在对工程的设计进行科学的规划的时候，才能够将工程贯彻下去。设计人员在工程的设计工作中需要加强对工程设计的规划。工程设计规划需要总体的多方面监管，这样才能够做到工程设计的合理性。
（2）、严格控制混凝土材料
首先，水泥是混凝土中一种非常重要的原材料，施工单位在采购水泥材料时，必须选择质量好、信誉高的水泥厂家，购买低热性的水泥材料，确保水泥材料的质量。同时要注意检查水泥材料的质量合格证明和出厂证明，确保水泥材料的强度、稳定性和凝结时间严格满足混凝土施工要求。
其次，选择合适的骨料，在建筑工程施工过程中，对于骨料的选择有着严格的要求，使用骨料必须具有良好的化学和物理性能、高强度、高质量并且不含有机杂质。施工单位要尽量选择碎石和连续级配的粗骨料，选用中粗砂的细骨料。
再次，选择合适的外加剂，在混凝土中适当添加外加剂，可以有效改善混凝土裂缝问题，粉煤灰是一种重要的外加剂，在混凝土中适当添加粉煤灰，可以明显改善混凝土的脆性和干缩性，降低水泥的水化热反应。硫酸钙木质素是一种良好的活性剂，在混凝土中会发生分散效应，有效降低混凝土的表面应力。
最后，合理调制混凝土配合比，混凝土的配合比对于混凝土质量有着非常重要的影响，在设计混凝土配合比时，要严格按照建筑工程混凝土施工的混凝土性能和强度等级要求，设置合理的配合比。在泵送混凝土过程中，合理控制混凝土的流动性，尽量采用水灰比较小的混凝土配合比，改善混凝土的性能。
（3）、必要厚度的保护层
混凝土结构设计不仅仅是本身的结构设计，还涉及到与其他构件之间的结构合作。混凝土结构中，钢筋和混凝土都是其中的一份子，两者之间的结合部位必须由良好的承载能力才能保证混凝土结构的整体性能。混凝土中的钢筋要采用优质钢筋，强度、抗拉力都要符合设计要求，在使用之前清除钢筋上的油污、锈蚀，钢筋表面清洁，保证混凝土钢筋的握裹力。如果有锈蚀就很难保证混凝土和钢筋的充分结合，导致两者之间存在缝隙，导致混凝土产生裂缝。
（4）、加强混凝土养护
混凝土养护是建筑工程混凝土施工过程中必不可少的重要环节，因此必须加强混凝土养护，确保混凝土的强度。特别是在炎热的夏季，混凝土浇筑完成后，必须及时进行浇水，使混凝土在养护过程中始终保持湿润，这样可以使混凝土避免在巨大的温差下产生裂缝，并且有效降低混凝土所受的约束应力，从而控制混凝土裂缝。混凝土完成浇筑施工后的12～24H之内，混凝土凝固之前，做好自然养护。如果需要采用塑料薄膜进行养护，要确保薄膜的密封性，在养护期内塑料薄膜上要有一些凝结水，如果没有，要立即对混凝土浇水。
（5）、合理处理混凝土裂缝
当建筑工程混凝土出现裂缝后，要结合实际情况，采用合适的处理方法。对于混凝土中深度较浅的裂缝，可以采用树脂保护膜来修补混凝土裂缝，首先清理干净混凝土表面的再无，使用油状的树脂将混凝土表面的裂缝填充起来。对于较深的混凝土裂缝，可以直接采用合适的修补材料来填充混凝土裂缝，这种方法可以有效改善混凝土性能，防止混凝土老化，提高防水性。
（6）、控制变形裂缝的策略
当出现变形裂缝时，可以在综合利用“抗”或者“放”的方式的基础上有效控制裂缝的进一步恶化和不良影响。其中，“抗”指的是在结构构件的某些部位上添加配筋，从而提升混凝土的弹性极限，而且还能够对混凝土的塑性变形加以控制。另外，配筋的适当添加可以改善混凝土的内部结构性能。而对于变形因素影响比较突出的结构需要综合运用“抗”与“放”两种方式，在施工时设置后浇带，后浇带的浇筑应当在大部分变形完成后在进行，以使得结构能够成为一个有机整体，从而对未完成的收缩与沉降变形予以有效抵抗。
（7）、合理进行配筋设计
为了有效控制构件的裂缝宽度，可以适当提高构件的配筋率。《混凝土结构设计规范》中，对于不同的板与梁的构件的配筋率和钢筋间距做出了具体的要求，配置板的受力钢筋，应以选择具有较小的直径和较密间距为原则，以减小构件的裂缝。因此，构件的配筋与间距设置必须严格按照规范中的相关规定予以确定，只有这样才能对混凝土结构的裂缝进行有效控制。而且，建筑的屋面传热系数应该保持在1．0W/(m2．K)以内，并对屋面板的结构进行双层双向配筋，另外可以拉通板的支座负筋对无负筋的板面区域进行处理，或者在板无负筋的区域配置双向钢筋，并搭接在板负筋上。
四、结束语
综上所述，由于施工材料、施工技术等因素的影响，钢筋混凝土可能产生裂缝，造成建筑存在使用问题和安全隐患，同时对建筑外观也有不利影响。因而，我们应在设计时充分考虑、施工中运用新技术，加强对混凝土材料的施工技术控制和养护，最大程度地控制和消除混凝土裂缝现象的产生，从而提高建筑工程结构的稳定性和强度，推动我国房屋建筑行业可持续发展。
参考文献：
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