第一篇:有關(guān)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的幾點(diǎn)體會
有關(guān)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的幾點(diǎn)體會
一、前言
近年來,隨著大型和高層建筑物的增加,混凝土的用量越來越大,使用的混凝土的強(qiáng)度等級也越來越高,混凝土的脆性缺陷也越發(fā)暴露出來,它對工程建筑物帶來各種危害,如大體積混凝土的溫差裂縫和干縮裂縫以及混凝土框架結(jié)構(gòu)的各種裂縫,繼而影響到結(jié)構(gòu)的耐久性和結(jié)構(gòu)的使用功能。對此有關(guān)專家已進(jìn)行了數(shù)十年的深入研究和探討,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生的原因和治理的研究在理論和實(shí)踐中也已獲得了不少成果。因此本文僅只就混凝土的級配以及設(shè)計(jì)、施工中有關(guān)影響到裂縫發(fā)生的節(jié)點(diǎn)結(jié)合××××醫(yī)院住院大樓工程的一些施工實(shí)踐進(jìn)行一些粗淺的探討。
二、混凝土的級配
下表是該醫(yī)院住院大樓工程地下室結(jié)構(gòu)使用的泵送混凝土級配情況:部位強(qiáng)度等級水泥石子黃砂粉煤灰水jhn礦粉uea底板、墻板c40、s82191035733611907.069432頂板c503301035665701837.226840從上表可以看到,c40強(qiáng)度等級抗?jié)Bs8的混凝土水泥(p.o42.5)單方用量可以說已是相當(dāng)?shù)牡土耍由戏勖夯液偷V粉的用量也只有374kg,對控制混凝土的溫差裂縫是有利的,但對混凝土的早期強(qiáng)度提高我們認(rèn)為是不利的,而混凝土產(chǎn)生溫差裂縫和干縮裂縫也主要在這一時(shí)期,也即“早期裂縫活動期”。因此如何恰到好處地選用混凝土的組成材料和進(jìn)行合理地級配設(shè)計(jì),做到既能有效控制混凝土的溫升又能提高混凝土的早期強(qiáng)度以抵抗早期裂縫的產(chǎn)生,這似乎是有關(guān)混凝土檢驗(yàn)試驗(yàn)人員應(yīng)該進(jìn)行深入研究的事情,但它又關(guān)乎混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。三、有關(guān)設(shè)計(jì)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)
說起鋼筋混凝土產(chǎn)生的裂縫,一般往往歸結(jié)為沉降不均勻、溫差裂縫和干縮裂縫以及施工中的保養(yǎng)不夠,不容置疑,大多數(shù)的裂縫是因?yàn)檫@些原因產(chǎn)生的。但有時(shí)候,往往由于這些原因的存在而掩蓋了結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處理的不足。1、基礎(chǔ)承臺與底板交接
在地下室基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中,設(shè)計(jì)的承臺底標(biāo)高往往比地下室底板的底標(biāo)高要低得多,且承臺與底板的交接往往是垂直交接,有時(shí)候地下室的底板設(shè)計(jì)厚度往往在400~600之間,有的甚至為了節(jié)約,底板厚度在300的也有。我們認(rèn)為由于承臺塊體的剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于薄板的剛度而造成各種應(yīng)力在板與承臺角點(diǎn)交接處的應(yīng)力集中,而使該部位出現(xiàn)八字縫。因此我們認(rèn)為應(yīng)對該部位的板應(yīng)進(jìn)行局部加強(qiáng),比如加腋,并配制構(gòu)造鋼筋等。事實(shí)上,有些設(shè)計(jì)已經(jīng)這樣做了。2、地下室底板與墻板翻口
現(xiàn)在由于高層建筑越來越多,因此對豎向構(gòu)件的強(qiáng)度要求也越來越高,這樣往往就造成了豎向構(gòu)件的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平面構(gòu)件的強(qiáng)度等級,對于設(shè)計(jì)也是無奈之事?,F(xiàn)在,高層建筑地下室墻板的混凝土強(qiáng)度往往要比基礎(chǔ)底板的強(qiáng)度高二個(gè)等級,有的甚至高三到四個(gè)等級。在實(shí)際施工中,由于基礎(chǔ)底板的水平施工縫必須留置在墻板上,那么基礎(chǔ)底板上必定有一段墻板(即通常所說的翻口)與之一起澆筑,但由于墻板與基礎(chǔ)底板的混凝土強(qiáng)度等級不同,因此不能真正做到一起澆筑,尤其采用商品砼泵送的,就更容易在該部位產(chǎn)生施工冷縫。因此我們認(rèn)為,設(shè)計(jì)最好要將基礎(chǔ)底板與外墻板等豎向構(gòu)件的強(qiáng)度等級統(tǒng)一,既減小了施工冷縫出現(xiàn)的幾率,又便于施工,又能有效的保證工程質(zhì)量。3、柱與梁、板
與上述情況類似,高層建筑中柱子的強(qiáng)度等級遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于梁、板構(gòu)件的強(qiáng)度等級,這似乎是無法解決的一個(gè)難題。柱子及周邊一定范圍內(nèi)的梁、板混凝土要采用比其他梁、板混凝土高二到四個(gè)強(qiáng)度等級的混凝土澆筑,但其他梁、板的混凝土又要跟著澆筑,且不說臨時(shí)模板的安拆困難,就是每個(gè)柱子周邊四個(gè)方向的混凝土要在混凝土初凝前全部交接完畢也不是一件容易的事情。我們建議設(shè)計(jì)對該節(jié)點(diǎn)部位采用鋼板套予以解決。四、施工中的節(jié)點(diǎn)處理
1、柱、墻與梁、板節(jié)點(diǎn)
現(xiàn)在,有很多工程為了加快工程進(jìn)度,每一層結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件的柱、墻與平面構(gòu)件梁、板混凝土施工時(shí)一起進(jìn)行澆筑,同時(shí)又不控制澆筑速度,在豎向構(gòu)件柱、墻的混凝土澆筑到梁、板底后未作停歇,就立即進(jìn)行樓面梁、板的混凝土澆筑。這時(shí)的柱、墻的混凝土未充分沉落穩(wěn)定,在梁、板混凝土澆筑后繼續(xù)沉落,所以混凝土澆筑完成后拆模后往往就在該處發(fā)生裂縫。斷面高度大的深梁在與樓板的交接處也極易產(chǎn)生此種裂縫。因此我們認(rèn)為每一層結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件的柱、墻與平面構(gòu)件梁、板混凝土不宜一起進(jìn)行澆筑,如要一起澆筑,必須控制澆筑速度。對斷面高度大的深梁也必須控制分層的澆筑速度。2、后澆帶的處理
現(xiàn)在的地下室除了無法避免的一般都不設(shè)變形縫,而采用后澆帶第二篇:鋼筋混凝土裂縫論文 混泥土結(jié)構(gòu)論文
鋼筋混凝土裂縫論文混泥土結(jié)構(gòu)論文
談鋼筋混凝土裂縫的治理
【摘要】本文結(jié)合作者多年從事建筑施工積累的經(jīng)驗(yàn),建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫有十余種類型,其特點(diǎn)和形成規(guī)律也各不相同,但在實(shí)際工程中,往往裂縫形成的原因是多種因素造成的,其中有主要因素,也有次要因素。
【關(guān)鍵詞】裂縫;控制;治理
混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”,經(jīng)常困擾著工程技術(shù)人員。根據(jù)大量研究和工程實(shí)際,從原材料選擇,改進(jìn)組成設(shè)計(jì)、改善施工工藝等方面著手,可以預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生。下面就裂縫的產(chǎn)生原因和治理辦法進(jìn)行闡述。
地基沉陷引起的裂縫
1.1 裂縫產(chǎn)生
通常我們都認(rèn)為地基土層在自重的作用下壓縮已穩(wěn)定,因此,地基沉降的外因主要是建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力。其內(nèi)因是土由三相組成,具有碎散性,在附加應(yīng)力的作用下土層的孔隙發(fā)生壓縮變形,引起地基沉降。
1.2 治理措施探討
1.2.1 結(jié)構(gòu)方面措施
(1)采用輕質(zhì)高強(qiáng)的墻體材料,如陶?;炷痢⒖招钠鰤K、多
孔磚等,以減輕墻體自重。
選用輕形結(jié)構(gòu)。如可采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),輕鋼結(jié)構(gòu)和各種輕型空間結(jié)構(gòu)等。工業(yè)廠房屋蓋的重量較大,可將過去常用的大型屋面板外加防水屋蓋改成各種自防水預(yù)制輕型屋面板,重量可減輕許多。減少基礎(chǔ)和上覆土的重量??刹捎每招幕A(chǔ)、薄殼基礎(chǔ)、無埋式薄板基礎(chǔ)等自重輕,回填土少的基礎(chǔ)形式,以及用空地板代替厚填土以減輕基底壓力。
(2)加強(qiáng)建筑物的剛度和強(qiáng)度。控制建筑物的長高比L/H<2.5;設(shè)置封閉圈梁和構(gòu)造柱。圈梁設(shè)置在基礎(chǔ)頂面,頂層門窗上方。地震烈度8度地區(qū)應(yīng)每隔一層加一道圈梁,甚至層層設(shè)置圈梁。圈梁應(yīng)設(shè)置在外墻,內(nèi)縱墻和主要內(nèi)橫墻上,并宜在平面內(nèi)連成封閉系統(tǒng)。圈梁的寬度等于墻厚,高度不小于120mm。所采用的混凝土強(qiáng)度等級不低于C15??v向連續(xù)澆注,一次完成以形成整體結(jié)構(gòu)。構(gòu)造柱應(yīng)設(shè)置在外墻四角和內(nèi)外墻交接處,其鋼筋與圈梁連接成整體。
(3)減小或調(diào)整基底的附加應(yīng)力,設(shè)置地下室。以挖除的地下室空間的土重抵消部分甚至全部建筑物的重量,達(dá)到減小沉降的目的;改變基底尺寸,使不同荷載的基礎(chǔ)沉降量接近,減輕不均勻沉降值。
1.2.2 施工方面措施
(1)保持地基土的原狀結(jié)構(gòu)。粘性土通常具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,尤其是高靈敏度土,基槽開挖時(shí),應(yīng)避免人來車往破壞地基持力層土
的原狀結(jié)構(gòu)。必要時(shí),基槽開挖深度保留200mm左右的原狀土,待基礎(chǔ)施工開始時(shí)再挖除。如果坑底已擾動,可先鋪一層中粗砂,再鋪卵石或碎石壓實(shí)處理。
(2)合理安排施工順序。當(dāng)建筑物各部分荷載差異大時(shí),施工順序安排應(yīng)先蓋高樓、荷載重的部分,后蓋低層、荷載輕的部分,這樣就可以調(diào)整部分沉降差。
(3)注意選擇合理的施工方法。在己建成的輕型建筑物附近,不宜堆放大量的建筑材料或土方,以避免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。在進(jìn)行井點(diǎn)降水降低地下水位及挖深坑修建地下室時(shí),應(yīng)注意對臨近建筑物可能產(chǎn)生不良影響。擬建的密集建筑群內(nèi)如有采用樁基礎(chǔ)的建筑物,樁的設(shè)置應(yīng)首先進(jìn)行。
施工技術(shù)引起的裂縫
2.1 裂縫產(chǎn)生
混凝土裂縫的種類和分布位置:現(xiàn)澆樓板混凝土穿透性龜裂;現(xiàn)澆樓板混凝土預(yù)留孔洞的放射性裂縫;墻體混凝土上部裂縫。
2.1.1 樓板拆模過早或拆模后再次支撐未作同條件混凝土試塊或不依據(jù)同條件混凝土試塊達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%就提前拆模,但拆模后又承受不了荷載就可能造成頂板混凝土開裂;此時(shí)利用支撐對此種情況的混凝土樓板進(jìn)行局部受力往上頂,因?yàn)槭蔷植恐c(diǎn),而且是人為掌握支頂力度無法確定支力大小,就不可避免地會出現(xiàn)此支撐支頂過力而使樓板混凝土出現(xiàn)裂縫。
2.1.2 樓板底模和支架的整體強(qiáng)度、剛度不夠
作者總結(jié),存在下面的原因時(shí)均能造成樓板底模和支架的整體強(qiáng)度、剛度不夠的結(jié)果,同事使得混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。未進(jìn)行模板強(qiáng)度計(jì)算;支撐間距和龍骨間距大于經(jīng)過模板計(jì)算的施工方案間距;支撐或龍骨的材料規(guī)格小于經(jīng)過模板計(jì)算的施工方案的材料規(guī)格;立向支撐的接頭縫、支撐與龍骨接觸縫、大小龍骨接觸縫、小龍骨與竹膠板接觸縫因有縫隙而不實(shí);立向支撐接頭軸心不直,且無拉桿或拉桿無效。
2.1.3 泵送混凝土布料桿安放處未設(shè)附加支撐
混凝土布料桿本身重量和布料桿系統(tǒng)中混凝土的重量形成的荷載均承壓在布料桿4條腿的4個(gè)支點(diǎn)上,在送混凝土?xí)r布料桿受混凝土輸送泵壓力沖擊的影響,使得布料稈的4條腿支點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)2條腿受力的狀態(tài),此時(shí)的現(xiàn)澆板混凝土強(qiáng)度均未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,所以此開間樓板混凝土很容易產(chǎn)生裂縫。
2.2 治理措施探討
2.2.1 模板的支撐、大小龍骨材料規(guī)格和間距必須通過模板強(qiáng)度計(jì)算確定,并在施工中嚴(yán)格執(zhí)行。
2.2.2 與竹膠板接觸的小龍骨厚度必須加工得一致、準(zhǔn)確,以確保與竹膠板接觸緊密。
2.2.3 在確保按施工方案設(shè)置支撐的拉桿以外,盡可能采用無接頭支撐和順百古撐,如使用有接頭支撐,必須確保兩半段支撐的軸心
基本一致,且必須保證接頭縫隙密實(shí),并在接頭部位必須設(shè)置雙向拉桿,并將拉桿端頭與墻頂實(shí),確保有接頭的支撐受力后軸心不彎曲。
2.2.4 樓板混凝土開盤前必須將支撐、上下端接頭縫、大小龍骨交接縫用木片等物塞實(shí)。
2.2.5 將泵送混凝土布料桿安置在每層的固定房間,將布料桿的四個(gè)支腳位置固定,在每次頂板施工放線時(shí),彈好固定位置的4個(gè)十字線(十字線長不小于1米),將十字線處單獨(dú)增設(shè)支撐,并在每次布料桿吊放時(shí)將4個(gè)支腳處增鋪不小于50mm厚、200mm寬的木墊板,并與十字線對正。此作法是預(yù)防混凝土布料桿因泵送壓力沖擊造成單支腳受力致使樓板開裂的有效方法。
2.2.6 為防止樓層吊放物料的沖擊集中荷載造成樓板混凝土開裂,在每樓層基本固定的吊放物料的房間樓板模板下,在原有支撐數(shù)量的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加臨時(shí)性支撐,待上一樓層吊放的物料分散使用或使用完成后,再將此支撐拆下倒往其它部位周轉(zhuǎn)使用。
結(jié)語
對于混凝土裂縫的控制是一個(gè)綜合性的問題,需要經(jīng)過設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工及使用方等多方面的配合。建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫有十余種類型,其特點(diǎn)和形成規(guī)律也各不相同,但在實(shí)際工程中,往往裂縫形成的原因是多種因素造成的,其中有主要因素,也有次要因素,因此分清主次因素,對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因給出科學(xué)正確的“診斷”,是至關(guān)重要的,對癥下藥方能起到事半功倍的效果。隨著當(dāng)今我們對混凝土
耐久性研究的不斷深入,材料科學(xué)的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高,相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿地解決。
第三篇:淺析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及預(yù)防措施
上海城市管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢 業(yè) 論 文
標(biāo) 題 淺析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的
成因及預(yù)防措施 學(xué) 院 土木工程與交通學(xué)院 專 業(yè) 建筑工程技術(shù) 班 級 10建工(1)班 姓 名 李可桑 指導(dǎo)教師 沈 華 2013 年 4 月 16 日
摘要
近年來,隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展,商品混凝土開始得到廣泛的應(yīng)用。在此期間,混凝體結(jié)構(gòu)的施工工藝有了長足的進(jìn)步,強(qiáng)度等級也日趨升高,結(jié)構(gòu)形式和混凝土的傳輸形式也有了明顯的改善。但由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、特殊性,在施工、使用過程中往往容易出現(xiàn)裂縫,從而影響到建筑物的正常生產(chǎn)、使用。這一問題長期困擾著大批的工程管理人員和技術(shù)人員。因此,對鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施進(jìn)行分析、探討,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵字:
鋼筋混凝土
裂縫
預(yù)防措施
I
目錄
一、引言.....................................................................................................1
二、鋼混凝土結(jié)構(gòu)裂縫類型、危害以及成因分析................................1
(一)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的類型........................................................1
(二)鋼混凝土結(jié)構(gòu)裂縫危害................................................................4
(三)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因........................................................4
三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施....................................................7
(一)材料措施........................................................................................7
(二)施工措施........................................................................................8
(三)設(shè)施措施........................................................................................9
四、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫處理措施......................................................10
(一)表面修補(bǔ)法..................................................................................10
(二)內(nèi)容修補(bǔ)法..................................................................................10
(三)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固法..........................................................................10
(四)混凝土置換法..............................................................................11
(五)電化學(xué)防護(hù)法..............................................................................11
(六)仿生自愈合法..............................................................................11
五、結(jié)合實(shí)例對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制進(jìn)行闡述..............................12
(一)工程概括......................................................................................12
(二)工程設(shè)想......................................................................................12
(三)工程抗裂施工措施......................................................................12
II
五、小結(jié)...................................................................................................13 參考文獻(xiàn)...................................................................................................16
III
淺析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及預(yù)防措施
一、引言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)普遍用于工業(yè)和民用建筑中。在建筑工程施工過程中,混凝土是城市建設(shè)中廣泛使用的結(jié)構(gòu)材料,但是伴隨這類材料的生產(chǎn)研究與應(yīng)用,混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題一直受到人們關(guān)注。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫不僅種類繁多,形態(tài)各異,而且較普遍,尤其是樓板的裂縫,輕者影響建筑物美觀,造成滲漏水,重者降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和整體性,甚至還會導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。這類裂縫是在現(xiàn)有施工技術(shù)條件下較難克服的質(zhì)量通病之一,特別是民用建筑工程結(jié)構(gòu)樓面出現(xiàn)裂縫,往往會引起業(yè)主對工程質(zhì)量提出異議,從而引發(fā)投訴、糾紛以及索賠等情況。因此,正確分析裂縫產(chǎn)生原因,切實(shí)加以防治十分必要,十分迫切。因此研究混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生原因及控制具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)意義?,F(xiàn)根據(jù)多年來現(xiàn)場施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),從設(shè)計(jì)配筋、商品混凝土選用及施工控制等方面,著重闡述鋼筋混凝土裂縫的原因及綜合防治措施。
二、鋼混凝土結(jié)構(gòu)裂縫類型、危害以及成因分析
(一)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的類型
1.荷載裂縫
當(dāng)結(jié)構(gòu)物收到外荷載作用,導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度,使混凝土產(chǎn)生的裂縫。按照荷載的性質(zhì),混凝土結(jié)構(gòu)的荷載裂縫可分為彎曲裂縫、剪切裂縫、扭彎裂縫。由于混凝土是典型的脆性材料,抗拉強(qiáng)度很低,因此,在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,荷載裂縫主要通過設(shè)置受力鋼筋加以控制。
2.變形裂縫
根據(jù)國內(nèi)外調(diào)查資料表明,屬于變形引起的裂縫約占80%;屬于荷載引起的裂縫約占20%。混凝土的變形并不必然導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)變形受到約束時(shí),導(dǎo)致拉應(yīng)力產(chǎn)生“微觀裂縫”;“微觀裂縫”將不斷發(fā)展為“宏觀裂縫”,即變性裂縫。變形受到的約束分為內(nèi)約束和外約束,內(nèi)約束是指一個(gè)物體或一個(gè)結(jié)構(gòu)本身
各質(zhì)點(diǎn)之間的相互約束作用,如混凝土組成材料內(nèi)部砂石對水泥石的約束作用;鋼筋混凝土中鋼筋對混凝土變形的約束作用以及混凝土內(nèi)部自身變形的不協(xié)調(diào)等。外約束指一個(gè)構(gòu)建變形受到其他構(gòu)建的阻礙,或一個(gè)結(jié)構(gòu)變形受到另一構(gòu)件的阻礙,如圈梁對樓板的約束作用、柱子對墻體的約束作用。
(1)塑性坍落裂縫
塑性坍落裂縫在混凝土澆筑后成型后,在初凝前,由于混凝土塑性坍落收縮所致。所謂塑性坍落收縮指混凝土澆筑后,因原材料相對密度差異,在重力或其他外力作用下,集料下沉,水泥漿上升,產(chǎn)生泌水的過程。當(dāng)混凝土塑性坍落受到阻擋時(shí),就會產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土表面即產(chǎn)生塑性坍落裂縫。
(2)收縮裂縫
收縮裂縫分為干燥收縮和化學(xué)收縮兩種。1)失水干縮。水分蒸發(fā),凝膠體失水變小。混凝土中的部分水分被吸收,部分水分被蒸發(fā),體積有一定的縮小。干縮量與水泥用量、水灰比的大小有關(guān)。水泥用量多、水灰比大的混凝土其收縮亦大。同時(shí)混凝土收縮量與氣候有關(guān),夏季氣溫高,氣候干燥,混凝土中水分蒸發(fā)快,收縮也快。由于混凝土蒸發(fā)干燥非常緩慢,產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在一個(gè)月以上,有時(shí)甚至一年半載,而且裂縫發(fā)生在表層很淺的位置,裂縫細(xì)微,有事呈平行線狀或網(wǎng)狀,常常不被人們注意。但是應(yīng)當(dāng)特別指出的是,由于炭化和鋼筋銹蝕的作用,干縮裂縫不僅嚴(yán)重歲還薄壁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性,也會使大體積混凝土的表面裂縫發(fā)展成為更嚴(yán)重的裂縫,影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。實(shí)際施工中,加強(qiáng)覆蓋養(yǎng)護(hù),采取二次搓毛壓平措施,對防止塑性收縮裂縫的產(chǎn)生和裂縫愈合有良好的作用。2)化學(xué)收縮。水泥水化生成物體體積小于反應(yīng)前物質(zhì)的總體積從而導(dǎo)致的收縮。
(3)溫度裂縫
混凝土由于溫度變化產(chǎn)生的熱漲落變形即為溫度變形。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的溫度變形受到約束時(shí),將在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)由此產(chǎn)生的內(nèi)部拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土便產(chǎn)生溫度變形裂縫。溫度裂縫是否產(chǎn)生,裂縫的部位、形狀、寬度都與約束程度及材料的抗拉強(qiáng)度有關(guān)。而無論外約束還是內(nèi)約束,溫差或者材料膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致的溫度變形差是溫度應(yīng)力產(chǎn)生 的根本原因。
(4)地基不均勻沉降裂縫
建筑物地基處理不滿足規(guī)范要求或者地基承載力不足時(shí),因上部建筑物壓力的作用將產(chǎn)生沉降變形。若地基沉降變形不均勻,將在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力而導(dǎo)致建筑物開裂,這種裂縫稱為地基不均勻沉降裂縫,簡稱“沉降裂縫”。沉降裂縫一般出現(xiàn)在嚴(yán)重濕陷性黃土,凍脹土,膨脹土,軟弱土等承載力不足切不均勻地基上剛度差別懸殊時(shí),也會因不均勻稱將導(dǎo)致裂縫發(fā)生。
(5)化學(xué)反應(yīng)膨脹裂縫
化學(xué)反應(yīng)使滬寧圖內(nèi)部不均勻膨脹,在內(nèi)約束的作用下,導(dǎo)致混凝土開裂。包括水泥安定性不良裂縫、堿集料反應(yīng)裂縫和鈣礬石膨脹裂縫等。水泥中含有過量的游離氧化鈣、氧化鎂,或者產(chǎn)生水泥時(shí)加入了過量石膏,將導(dǎo)致水泥體積安定性不良。安定性不良的水泥凝結(jié)硬化后,游離氧化鈣、氧化鎂的延遲水化,以及過量石膏與水泥中C3Af反應(yīng)延遲生成的鈣礬石都會產(chǎn)生膨脹,導(dǎo)致混凝土開裂。安定性不良的水泥實(shí)際上是廢品,因此,由于導(dǎo)致的開裂在實(shí)際工程中很少發(fā)生。堿集料反應(yīng)是混凝土中的堿與集料中活性SiO2發(fā)生的一種化學(xué)反應(yīng)。其反應(yīng)物為無膠凝性能的凝膠體,體積膨脹3~4倍,可產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致混凝土開裂。
(6)鋼筋銹蝕裂縫
混凝土內(nèi)部的堿性環(huán)境使鋼筋表面形成鈍化膜,起保護(hù)鋼筋,防止銹蝕的作用?;炷撂幱诟g環(huán)境下,或者在空氣中的CO2的作用下,內(nèi)部的Ca(OH)2將不斷被消耗,稱中性化。中性化將使混凝土堿度降低,若中性化深度超過鋼筋保護(hù)層厚度時(shí),會使鋼筋表面敦化膜破壞,鋼筋銹蝕膨脹,導(dǎo)致混凝土開裂?;炷林行曰l(fā)展速度與外部環(huán)境、混凝土組成材料以及密匙程度有關(guān),因此,混凝土材料選擇和制備不當(dāng),或混凝土保護(hù)層太薄時(shí),因此,當(dāng)混凝土中含有過量的氯離子,或者建筑物處于氯離子介質(zhì)環(huán)境中時(shí),也易產(chǎn)生鋼筋銹蝕裂縫。
(7)凍融裂縫
寒冷或嚴(yán)寒地區(qū),處于潮濕環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu),混凝土內(nèi)部水分結(jié)冰將產(chǎn)生體積膨脹,在反復(fù)凍融循環(huán)作用下,混凝土將產(chǎn)生凍融裂縫。有時(shí)地基土體的凍脹也可能導(dǎo)致混凝土開裂。凍融裂縫的產(chǎn)生于混凝土的密實(shí)程度和長期受
潮有關(guān)。一般工業(yè)與民用建筑,凍融裂縫大部分出現(xiàn)在頂層混凝土挑槽、女兒墻、混凝土壓頂?shù)炔课唬俨糠衷诘讓永漳_部位出現(xiàn)。衛(wèi)生間、盥洗室靠近外墻的混凝土,因長期受潮多次凍融,有時(shí)也會出現(xiàn)裂縫。凍融裂縫的特點(diǎn)是裂縫附近混凝土酥松、表面砂漿剝落、鋼筋裸露,產(chǎn)生銹蝕。同時(shí)開裂情況伴隨時(shí)間的推移將不斷惡化。
(二)鋼混凝土結(jié)構(gòu)裂縫危害
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是多組分復(fù)合材料,在各種條件變化和各種材料變形不一致的情況下,微觀裂縫的產(chǎn)生幾乎是不可避免的,這種細(xì)微裂縫如果不擴(kuò)展或在一定范圍內(nèi)擴(kuò)展的話,它對一般的工業(yè)與民用建筑的正常使用是不會造成危害的,有害與無害的界限由結(jié)構(gòu)使用功能 決定的。對鋼筋混凝土,特別是有充分構(gòu)造配筋的鋼筋混凝土出現(xiàn)一定程度的裂縫,不會迅速導(dǎo)致破壞,只是限制裂縫寬度的問題,使其達(dá)不到有害程度。但實(shí)際使用過程中,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在荷載作用下或是進(jìn)一步溫差和干縮的情況下,細(xì)微裂縫會開始開展并相互貫通,從而發(fā)展成較大裂縫,對結(jié)構(gòu)造成極大的影響,形成危害。
常見危害有:(1)影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力;(2)引起鋼筋銹蝕,使保護(hù)層崩落;(3)影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用;(4)降低結(jié)構(gòu)剛度,影響建筑物的整體性;(5)影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能和使用壽命;(6)影響建筑物的美觀;(7)裂縫大的可能使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件徹底報(bào)廢、造成工程返工、材料浪費(fèi)、延遲工期以及較大 的經(jīng)濟(jì)損失。
(三)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因
混凝土是一種抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用過程中,當(dāng)溫度、濕度發(fā)生變化,地基產(chǎn)生不均勻沉降時(shí),極容易產(chǎn)生裂縫。裂縫的形式和種類很多,要根本解決混凝土中裂縫問題,還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。
1.材料因素
(1)粗細(xì)集料含泥量過大,造成混凝土收縮增大;集料顆粒級配不良容易增大混凝土收縮,使混凝土產(chǎn)生裂縫。
(2)骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大,混凝土用灰量、用水量增多,收縮量增大。
(3)混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng),嚴(yán)重增加混凝土收縮。(4)水泥品種原因,礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。
(5)水泥等級及混凝土強(qiáng)度等級原因:水泥等級越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高 2.施工因素
(1)混凝土是一種人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。
(2)水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。(3)模板構(gòu)造不當(dāng),漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中,鋼筋表面污染,混凝土保護(hù)層太小或太大,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。
(4)混凝土養(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。
(5)避免在極端天氣條件下施工,可以減少砼結(jié)構(gòu)的開裂情況。3.設(shè)計(jì)因素
(1)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中,構(gòu)造處理不當(dāng),所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。
(2)設(shè)計(jì)中對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng),造成構(gòu)件的裂縫(偏心、應(yīng)力過大等)。(3)設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)。(4)設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。
(5)設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級過高,造成用灰量過大,對收縮不利。4.外界因素(1)地基變形
在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中,造成開裂主要原因是地基的不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況,由于地基變形造成的應(yīng)力相對較大,使得裂縫一般是貫穿性的。
(2)溫度變形
砼具有熱脹冷縮的性質(zhì),其線膨脹系數(shù)一般為1×10-5/0C°當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí),就會產(chǎn)生溫度變形,由此產(chǎn)生附加應(yīng)力,當(dāng)這種應(yīng)力超過砼的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會產(chǎn)生裂縫。在工程中,這類裂縫較多見,譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫,大體積砼的裂縫等。
(3)濕度變形
砼在空氣中結(jié)硬時(shí),體積會逐漸減小,一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍,常見于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)等,通常是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不良造成。砼的收縮值一般為0.2~0.4‰,其發(fā)展規(guī)律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構(gòu)筑物,通常是摻加微膨脹劑等,這樣可基本解決砼的早期干縮問題。
(4)結(jié)構(gòu)受荷
結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多,施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。如:拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)、施工超載、張拉預(yù)應(yīng)力值過大等等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30%~40%的設(shè)計(jì)荷載時(shí),就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不能察覺,而構(gòu)件的極限破壞荷載往往在設(shè)計(jì)荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻(xiàn)稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中,分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2mm~0.3mm,對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫,以及不允許開裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫,則應(yīng)認(rèn)為有害,需加以認(rèn)真分析,慎重處理。
(5)徐變
砼徐變造成開裂或裂縫發(fā)展的例子工程中也和很常見。據(jù)文獻(xiàn)記載受彎構(gòu)件截面砼受壓徐變,可以使構(gòu)件變形增大2~3倍,預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)因徐變會產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失,降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
(6)周圍環(huán)境影響,酸、堿、鹽等對構(gòu)筑物的侵蝕,引起裂縫。(7)意外事件,火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。(8)野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。
三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施
(一)材料措施
1.材料選用
(1)水泥:根據(jù)工程條件不同,盡量選用水化熱較低、強(qiáng)度較高的水泥,嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。
(2)粗骨料:適用表面粗糙、級配良好、空隙率小、無堿性反應(yīng);有害物質(zhì)及泥土含量和壓碎指標(biāo)值等滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)范規(guī)定。
(3)細(xì)骨料:一般采用天然砂。宜用顆粒較粗、空隙較小的2區(qū)砂、對運(yùn)送混凝土宜選用中砂;所選的砂有害物質(zhì)及混凝土含量和堅(jiān)固指標(biāo)等應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)程規(guī)定。
(4)外摻加料:宜采用減水劑及膨脹劑等外加劑,以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮。
(5)極采用摻合料和混凝土外加劑,可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
(6)正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。對膨脹劑應(yīng)充發(fā)考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應(yīng)通過大量的試驗(yàn)確定膨脹劑的最佳摻量。
(7)鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用,必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。(8)鋼筋的位置要正確,保護(hù)層過大或過小都可能導(dǎo)致砼開裂,鋼筋間距過大,易引起鋼筋之間的砼開裂。
2.配料
(1)配合設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確,攪拌時(shí)間應(yīng)保證;禁止任意增加水泥用量。
(2)混凝土運(yùn)輸過程中,車鼓保持在每分鐘約6轉(zhuǎn),并到工地后保持?jǐn)嚢柢嚫咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)到4至5分鐘,以使混凝土澆筑前充分再次混合均勻。如遇塌落度有所損失,可以摻一定的外加劑以達(dá)到理想效果。
(3)澆筑分層應(yīng)合理,振搗應(yīng)均勻、適度、不得隨意留置施工縫。3.配筋
(1)混凝土的配筋對于收縮值起一定的約束作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常忽略構(gòu)造鋼筋的重要性,因而經(jīng)常出現(xiàn)構(gòu)造性裂縫。合理的配筋,特別是構(gòu)造配筋,細(xì)一點(diǎn)密一點(diǎn)可以提高混凝土的極限拉伸,可有效避免構(gòu)造性裂縫的產(chǎn)生。
(2)施工中對鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用,必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。
(3)鋼筋綁扎位置要正確,保護(hù)層厚度要盡量準(zhǔn)確,不要超出規(guī)范規(guī)定;鋼筋表面應(yīng)潔凈,鋼筋代換必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。
(二)施工措施
1.混凝土澆筑
(1)混凝土澆筑時(shí)應(yīng)防止離析現(xiàn)象,振搗應(yīng)均勻、適度;加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控,及時(shí)采取防護(hù)措施,優(yōu)化混凝土配合比。
(2)加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適度延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間,在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的條件下,更應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù),在澆水養(yǎng)護(hù)有因難時(shí),或者不能保證其充分濕潤時(shí),可采用覆蓋保濕材料等方法。
(3)大體積混凝土施工,應(yīng)做好溫度測控工作,采取有效的保溫措施,保證構(gòu)件內(nèi)外溫差不超過規(guī)定。
(4)開挖基槽時(shí),要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu)。
(5)加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收工作,基坑開挖后應(yīng)及時(shí)通知勘察及設(shè)計(jì)單位到現(xiàn)場驗(yàn)收,對較復(fù)雜的地基,設(shè)計(jì)方在基坑開挖后應(yīng)要求勘察補(bǔ)鉆探,當(dāng)探出有不利的地質(zhì)情況時(shí),必須先對其加固處理,并經(jīng)驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行下一步施工。
(6)合理安排施工順序。當(dāng)相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時(shí),一般應(yīng)先施工較深的基礎(chǔ),以防基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基礎(chǔ)。當(dāng)建(構(gòu))筑物各部分荷載相差較大時(shí),一般應(yīng)施工重、高部分,后施工輕、低部分。
(7)避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。
(8)對于地下結(jié)構(gòu)混凝土,盡早回填土,對減少裂縫有利。
(9)夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫人模、低溫養(yǎng)護(hù),必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。
2.模板工程
(1)模板構(gòu)造要合理,以防止模板間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。(2)模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動荷載)作用下,模板變形過大造成開裂。
(3)合理掌握拆模時(shí)機(jī)。拆模時(shí)間不能過早,應(yīng)保證早齡期砼不損壞或不開裂;但也不能太晚,盡可能不要錯(cuò)過砼水化熱峰值,即不要錯(cuò)過最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)。
(三)設(shè)施措施
(1)建筑平面造型在滿足使用要求的前提下,力求簡單,平面復(fù)雜的建筑物,容易產(chǎn)生扭曲等附加應(yīng)力而造成墻體及樓板開裂;控制建筑物的長高比,增強(qiáng)整體剛度和調(diào)整不均勻沉降的能力。
(2)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因等而不得以時(shí),應(yīng)充分考慮采用加強(qiáng)措施。
(3)控制建筑物的長高比,長高比越小,整體剛度越大,調(diào)整不均勻沉降的能力越強(qiáng)。
(4)正確設(shè)置變形縫,位置和寬度選擇要適當(dāng),構(gòu)造要合理。
(5)合理地調(diào)整各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況,使荷載分布均勻,盡量防止受力過于集中。
(6)限制伸縮縫間距。對體形復(fù)雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應(yīng)嚴(yán)格控制,可以和其它結(jié)構(gòu)縫合并使用。
(7)部分窗臺砌體應(yīng)加強(qiáng)。對寬大的窗臺下部宜設(shè)置鋼筋砼梁,以適應(yīng)窗臺的變形,防止窗臺處產(chǎn)生豎直裂縫。
(8)構(gòu)件配筋要合理,間距要適當(dāng)。斷面較大的梁應(yīng)設(shè)置腰筋。大跨度、較厚的現(xiàn)澆板,上面中心部位宜配置構(gòu)造鋼筋。主梁在集中應(yīng)力處,宜增加附加橫向鋼筋。
(9)減少地基的不均勻沉降,在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋置深度,不同的地基計(jì)算強(qiáng)度和采用不同的墊層厚度等方法,來調(diào)整地基的不均勻變形。
(10)層層設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱,可以增加建筑物的整體性,提高磚石砌體的抗剪、抗拉強(qiáng)度,防止或減少裂縫。
(11)積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù):在常見的混凝土裂縫中,有相當(dāng)部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫,可在混凝土中摻
用膨脹劑來補(bǔ)償混凝土的收縮。
(12)重視對構(gòu)造鋼筋的認(rèn)識:在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對于構(gòu)造鋼筋的配置,特別是樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量。
四、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫處理措施
(一)表面修補(bǔ)法
適用于對承載力沒有影響的表面裂縫及深進(jìn)裂縫的處理,亦使用于大面積細(xì)裂縫防滲、防漏的處理。具體方法有:(1)表面涂抹水泥砂漿,(2)表面涂抹環(huán)氧膠泥。,(3)表面涂刷油漆、瀝青,(4)表面鑿槽嵌補(bǔ)。
(二)內(nèi)容修補(bǔ)法
用壓漿泵將膠結(jié)材料壓入裂縫中,由于其凝結(jié)、硬化而起到補(bǔ)縫作用,以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。這種方法適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響,或有防水、防滲要求的裂縫修補(bǔ)。常用的灌漿材料有水泥和化學(xué)材料,可按裂縫的性質(zhì)、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫,可采用水泥灌漿,對寬度小于0.5mm的裂縫,或較大的溫度收縮裂縫,宜采用化學(xué)灌漿。
1.水泥灌漿
一般用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的修補(bǔ),主要施工程序是鉆孔、沖洗、止?jié){、堵漏、埋管、試水、灌漿。
2.化學(xué)灌漿
化學(xué)灌漿能控制凝結(jié)時(shí)間,有較高粘結(jié)強(qiáng)度和一定的彈性恢復(fù)力,結(jié)構(gòu)整體性效果好,適用于各種情況下裂縫修補(bǔ)及堵漏、防滲處理。灌漿材料應(yīng)根據(jù)裂縫性質(zhì)、裂縫寬度和干燥情況選用。環(huán)氧樹脂漿液具有粘結(jié)強(qiáng)度高、施工操作方便、成本低等有點(diǎn),應(yīng)用最廣。
灌漿操作主要工序是表面處理(布置灌漿嘴和試氣)、灌漿、封孔,一般采取騎縫直接用灌漿嘴施噴,不另設(shè)鉆孔。
(三)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固法
當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí),就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行
處理。用錨桿、鋼板、鋼筋混凝土等材料對結(jié)構(gòu)作補(bǔ)強(qiáng)加固,可扼制裂縫進(jìn)一步發(fā)展,恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。
(1)錨桿常用水泥砂漿或樹脂灌注,錨桿與縫面夾角越大越好。漿液凝固后,錨桿成為結(jié)構(gòu)的一部分,能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載能力。采用預(yù)應(yīng)力錨桿,錨固作用更明顯,甚至能使混凝土彌合。
(2)鋼板補(bǔ)強(qiáng)法,是將鋼板用粘合劑粘結(jié)在混凝土表面上,再用錨桿安裝固定。為了結(jié)合緊密,也就可先將鋼板固定,再灌漿充填鋼板與混凝土之間的孔隙。
(3)鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)法,是在原結(jié)構(gòu)表面澆筑一層鋼筋混凝土,起到封閉裂縫,提高承載力,阻止裂縫發(fā)展的作用。
(四)混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。
(五)電化學(xué)防護(hù)法
電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài),鈍化鋼筋,以達(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是防護(hù)方法受環(huán)境因素的影響較小,適用鋼筋、混凝土的長期防腐,既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。
(六)仿生自愈合法
仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法,它模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì),而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能,在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分(如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊),在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。
五、結(jié)合實(shí)例對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制進(jìn)行闡述
(一)工程概括
新鄉(xiāng)第四水廠一期工程位于紅旗區(qū)西南角,北臨道清路,占地70000平方米,屬群體工程,其中包括沉淀池、清水池、廢水池、吸水井、液鋁池等多個(gè)大型現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池。這些大型水池池壁高4~7.6米,均為10萬m2/d處理能力規(guī)模,設(shè)計(jì)要求水池完全無滲漏。
大型水池池壁高,迎水面延長米極長沉淀池長寬分別為107米和26米、清水池長為40米,但池壁厚度不厚,僅在260~300毫米之間,均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板壁。水池儲水量大,水壓力高,若施工技術(shù)措施不完備或施工不當(dāng),極易造成大面積滲漏水。
(二)工程設(shè)想
1.為防止因地基不均勻沉降而導(dǎo)致水池結(jié)構(gòu)性開裂滲漏水,基礎(chǔ)地基加固采用砂墊層方法處理。
2.防止大體積現(xiàn)澆鋼筋混凝土的收縮裂縫出現(xiàn),在抗?jié)B混凝土內(nèi)摻入HEA高效防水劑和延長大型水池長度方向設(shè)置垂直伸縮縫。
3.為提高現(xiàn)澆混凝土的抗?jié)B性能,在混凝土池壁內(nèi)外側(cè)涂抹防水劑。4.在工程施工過程中,采用一些技術(shù)措施進(jìn)一步保證現(xiàn)澆鋼砼水池的抗?jié)B性能。
(三)工程抗裂施工措施
1.基礎(chǔ)地基加固
為減少基礎(chǔ)沉降,提高地基承載力,地基加固處理采用換填法,即采用砂墊層的方法。以保證結(jié)構(gòu)沉降為柔性均勻沉降。
(1)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告水池基底標(biāo)高位于②3層黑灰色黏土層,流塑,土層較差,故基礎(chǔ)挖至④1層暗綠-黃色黏土層,土層性質(zhì)硬塑-可塑,中壓縮性,土層較好;以④1層土層作為持力土層,其上的土層均用密實(shí)的砂墊層置換。
(2)砂墊層施工時(shí)先砌筑擋砂墻,再分層分皮(25毫米一皮,30米長一段)鋪砂,再澆水、振搗(平板振動機(jī)),經(jīng)過貫落度檢測合格,進(jìn)行環(huán)刀試驗(yàn),數(shù)
據(jù)合格后再進(jìn)行下一層施工。
(3)砂墊層干密度經(jīng)測試為平均值為1.74×103kg/m3大于設(shè)計(jì)要求的1.6×103kg/m3。
2.優(yōu)化混凝土配合比
為防止混凝土自身滲漏,采用抗?jié)B混凝土,抗?jié)B等級S6。由于大體積現(xiàn)澆鋼筋混凝土易出現(xiàn)收縮裂縫,為提高混凝土的抗裂性能,在抗?jié)B混凝土內(nèi)摻入適量的HEA高效防水劑和設(shè)置垂直伸縮縫間距,沉淀池伸縮縫間距約為45米。
由于HEA具有與自身相容性的高效減水成份,攪拌時(shí)間控制應(yīng)比普通混凝土延長30~60秒。保濕養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要,混凝土初凝后即開始澆水和蓋麻袋養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期不少于14天,要始終保持表面濕潤狀態(tài)。振搗必須密實(shí),不能過振或漏振,采用專人專區(qū)負(fù)責(zé)制,以混凝土開始泛漿和不冒泡為原則。
3.內(nèi)外防水劑
(1)池壁迎水面涂JK2050水性高效有機(jī)硅防水劑。
JK2050直接噴涂在混凝土表面,滲透到混凝土表層內(nèi)5~8毫米,通過其于混凝土的澆合固化作用完全填補(bǔ)了混凝土表面的水化熱細(xì)微裂縫在混凝土表面形成永久性的不透水層,保證了混凝土池壁的抗?jié)B性能。
(2)池壁外側(cè)涂刷氰凝
池壁外側(cè)±0.00以下及墊層面涂刷JK-19A優(yōu)質(zhì)改性氰凝,以阻隔地下水同混凝土池壁的接觸,該防水劑抗?jié)B性能優(yōu)良,耐沖刷,彈性好,抗裂性優(yōu)異,且耐化學(xué)品介質(zhì)腐蝕,最適合地下及室外防水涂膜。
(3)防水劑施工需要先進(jìn)行基層處理,保證混凝土表面無孔隙、無其它附著物,然后在清潔的表面上涂刷防水劑。
五、小結(jié)
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是影響建筑物滿足安全性、適用性和耐久性的一個(gè)非常重要的方面,建筑物的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件常常由于各種不同的原因?qū)е赂鞣N裂縫出現(xiàn),是不可避免的,其有害程度是可以控制的,有害與無害的界限是由結(jié)構(gòu)使用功能決定的。因此加強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫原因的分析是非常重要的,設(shè)計(jì)、施工、材料等方面因素對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂的影響是相互聯(lián)系、相互制約的,必須全面系統(tǒng)的考慮。從裂縫的分類入手,弄清裂縫出現(xiàn)的原因,對裂縫采取措施
加以正確的處理,能夠避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生或者使裂縫盡可能將其有害程度控制在允許范圍之內(nèi),并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題將會逐漸得到圓滿的解決。保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
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第四篇:鋼筋混凝土梁產(chǎn)生裂縫的原因及處理
現(xiàn)澆混凝土梁裂縫的分析及預(yù)防
【摘要】本文分析了鋼筋混凝土梁的裂縫產(chǎn)生原因和部位,并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施?!娟P(guān)鍵詞】鋼筋混凝土梁 裂縫 熱脹冷縮 1前言
鋼筋混凝土梁在外荷載的直接應(yīng)力和次應(yīng)力的作用下,引起結(jié)構(gòu)變形而裂縫。構(gòu)件在使用過程中受年溫差的長期作用,當(dāng)溫差的脹縮應(yīng)力大于構(gòu)件極限抗拉強(qiáng)度時(shí)就會裂縫。構(gòu)件裂縫的因素是多方面的,包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基沉降差異、施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、環(huán)境影響等,無論何種原因產(chǎn)生的裂縫,都會給建筑物肢體結(jié)構(gòu)帶來影響。2裂縫形成原因
鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫的原因很復(fù)雜。主要有:材料或氣候因素、施工不當(dāng)、設(shè)計(jì)和施工錯(cuò)誤、改變使用功能或使用不合理等。通常可歸納為以下幾種:
(1)收縮裂縫。混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時(shí),如干燥過快,則產(chǎn)生收縮裂縫,通常發(fā)生在表面上,裂縫不規(guī)則,寬度小。
(2)水泥水化硬化時(shí)的裂縫。水泥在水化及硬化的過程中,散發(fā)大量熱量,使混凝土內(nèi)外部產(chǎn)生溫差.超過一定值時(shí).因混凝土的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。
(3)溫變裂縫?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土梁隨著溫度變化會產(chǎn)生熱脹冷縮變形。即溫度變形。
AL=L(t1-t2)﹠△AL—— 鋼筋混凝土梁的變形值
L――梁的長度
((t1—t2))—— 溫度變化值
d— — 材料的線嘭脹系數(shù)、混凝土為10a×10-b由于混凝土截面高度較大或較特殊環(huán)境下施工.如較寒冷地區(qū)施工。梁的上下表面溫度不一致,梁會產(chǎn)生溫度彎矩。如溫度彎矩與荷載彎矩迭加超過梁所能承擔(dān)的能力。梁便會產(chǎn)生裂縫。預(yù)防產(chǎn)生溫度裂縫的措施主要有:① 設(shè)置溫度裂縫。② 運(yùn)用水化熱小和收縮小的水泥。③ 澆筑后.表面應(yīng)及時(shí)覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù).復(fù)季應(yīng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間,寒冷季節(jié)混凝土表面采取保溫措施。
(4)設(shè)計(jì)欠周全。如鋼筋混凝土梁的截面不夠,梁的跨度過大,高度偏小,或者由于計(jì)算錯(cuò)誤,受力鋼筋截面偏小、配筋位置不當(dāng)、節(jié)點(diǎn)不合理等。都會導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。
(5)施工質(zhì)量造成的裂縫。
① 由于混凝土標(biāo)號偏低、受力鋼筋截面偏小、截面尺寸不符合設(shè)計(jì)等而導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)裂縫。
② 由于施工不當(dāng)、模板支撐下沉,或過早拆除底模和支撐等形成的裂縫。
③ 由于施工控制不嚴(yán),在梁上超載堆荷,而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。
(6)預(yù)制鋼混凝土梁在運(yùn)輸、吊裝過程中,由于支撐不合理、吊點(diǎn)位置不符,以及較大的振動或沖擊荷載,也會導(dǎo)致鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫。
(7)在使用過程中,改變原來的使用功能,如將辦公室改為倉庫、屋面加層、使用不當(dāng)、增大梁上荷載等均會出現(xiàn)裂縫。3裂縫的部位 3.1 粱受拉區(qū)裂縫
由于澆筑混凝土?xí)r施工管理不善.使用了低劣的鋼筋,造成梁受拉鋼筋強(qiáng)度不足。施工中,提前拆模、施工荷載超過設(shè)計(jì)荷載或混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)規(guī)定,以及使用不當(dāng),使用荷載大大超過原設(shè)計(jì)荷載,使梁受拉區(qū)產(chǎn)生裂縫。梁受拉區(qū)產(chǎn)生的裂縫一般采用水泥漿封閉,防止鋼筋銹蝕,再根據(jù)具體情況做補(bǔ)強(qiáng)加固處理。3.2 梁在支座附近的斜裂縫
梁的混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度,抗剪鋼筋不足,箍筋沒有增加,也有的因超載,提前拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值,造成的抗剪能力低而產(chǎn)生剪切裂縫。應(yīng)先用粘結(jié)漿液壓注處理。再進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。確保梁的使用安全。3.3 粱受壓區(qū)裂縫
梁的高度小,有的梁沒有抗裂驗(yàn)算,混凝土振搗不夠密實(shí),梁長期在溫差作用下產(chǎn)生溫差變形及長期處于干燥狀態(tài)的環(huán)境中干縮變形,梁在溫差和干縮的綜合作用下裂縫。縫上寬下窄,有貫穿的,不貫穿的。裂縫長度為梁高的3/5~4/5,粱底部不裂。這種裂縫可用水泥砂漿壓注、粘結(jié)密封裂縫和補(bǔ)強(qiáng)。4 裂縫的處理
根據(jù)裂縫的成因情況,可將裂縫分為兩種類型:一類是由于材料、氣候等造成的一般塑性收縮裂縫、干縮裂縫等。這類裂縫一般對承載力影響小,可作一般處理或不處理;另一類裂縫明顯影響了梁的承載能力。隨著裂縫的擴(kuò)展和延伸,鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度,受壓區(qū)混凝土應(yīng)變量增大.梁剛度大大降低,構(gòu)件趨向破壞。此類縫必須及早采取加固補(bǔ)強(qiáng)。以滿足結(jié)構(gòu)安全需要。對于裂縫的處理,首先要重視對裂縫的調(diào)查分析,確定裂縫的種類、程度、危害及加固的依據(jù)。調(diào)查可從裂縫的寬度、長度、是否貫通、是否達(dá)到 彈性極限應(yīng)力的位置、有無潮氣或漏水、工程地點(diǎn)環(huán)境以及施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)情況等多處人手,分析裂縫產(chǎn)生的本質(zhì)原因,以采取相應(yīng)的措施。
1.經(jīng)過調(diào)查分析,確認(rèn)裂縫在不降低承載力的情況下,采取表面處理法、充填法、注入法等簡易的處理方法:
(1)表面修補(bǔ)法。該法適用于縫較窄,用以恢復(fù)構(gòu)件表面美觀和提高耐久性時(shí)所采用,常用的是沿混凝土裂縫表面鋪設(shè)薄膜材料,一般可用環(huán)氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。施工時(shí)先將混凝土表面用鋼絲刷打毛。清水洗凈干燥,將混凝土表面氣孔由油灰狀樹脂填平,然后在其上鋪設(shè)薄膜,如果單純以防水為目的,也可采用涂刷瀝青的方法。
(2)充填法。當(dāng)裂縫較寬時(shí),可沿裂縫混凝土表面鑿成V形或U形槽,使用樹脂砂漿材料進(jìn)行填充,也可使用水泥砂漿或?yàn)r青等材料。施工時(shí),先將槽內(nèi)碎片清除,必要時(shí)涂底層結(jié)合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂輪或拋光機(jī)將表面磨光。
(3)注入法。當(dāng)裂縫寬度較小且較深時(shí),可采用將修補(bǔ)材料注入混凝土內(nèi)部的修補(bǔ)方法,首先裂縫處安設(shè)注入用管.其它部位用表面處理法封?。褂玫驼扯拳h(huán)氧樹脂注入材料,用電動泵或手動泵注入修補(bǔ),此法在裂縫寬大于0.2mm 時(shí),效果較好。2.如果梁的裂縫情況影響了梁的承載能力,就應(yīng)更慎重研討,分析比較,采用經(jīng)濟(jì)高效的方法,達(dá)到加固的目的,可采用的方法有:
(1)鋼箍加固法。此法適合于補(bǔ)強(qiáng)梁內(nèi)特長箍筋及彎起筋不足,抗剪達(dá)不到要求的情況。具體方法是:用扁鋼或圓鋼制成垂直或斜形的鋼箍,兩端留有螺紋,套人鋼板后用螺母擰緊。也可采用由兩個(gè)u形鋼箍套上后焊接,然后打入金屬楔楔緊。采用鋼箍時(shí)需在梁上刻槽以防滑。
(2)粘貼加固法。將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑粘結(jié)到構(gòu)件混凝土裂縫部位表面.使鋼板或型鋼與混凝土連接成整體共同工作。粘結(jié)前.鋼材表面進(jìn)行噴砂處理,混凝土表面刷凈干燥,粘結(jié)層厚度為3mm 左右。
(3)梁的三面或四面加做圍套法。在梁的剛度、強(qiáng)度或剪力不足且相差較大的情況下,采用梁的三面或四面加大,做鋼筋混凝土圍套加固較為適宜。采用四面圍套時(shí)壁厚應(yīng)據(jù)實(shí)際情況而定,一般兩側(cè)大于50ram,上下大于l00mm 為宜,縱向鋼筋及箍筋通過計(jì)算確定。當(dāng)梁受樓面限制時(shí),可采用三面圍套,此時(shí)兩側(cè)混凝土厚度宜大于l00mm.縱向鋼筋可用25與原梁縱筋焊接固定,施工時(shí)在梁兩側(cè)板上間隔500mm 鑿洞以澆筋混凝土,箍筋可用開口箍或穿板封閉箍.并經(jīng)計(jì)算確定配筋數(shù)量。
(4)梁的單面加大截面法。單面加大截面法分兩種,即上面加高或下面加厚。梁的上面加高適用于粱的支座抗彎強(qiáng)度不足的加固,所加混凝土靠焊在原梁上部箍筋上的附加箍筋與原混凝土接成整體.上部荷載靠附加縱筋承受。梁的上部加厚,適用于梁跨中抗彎不足加固.當(dāng)梁截面強(qiáng)度與要求相差不大時(shí),可將梁下加厚80mm~l00mm.配制新的縱筋與原鋼筋焊接,做法同三面圍套。當(dāng)粱的截的下部增加l00mm 以上,按計(jì)算配置縱筋和箍筋采用圍套及單面加厚法加固時(shí),縱筋與支座連接有下述方法:
梁支撐在柱上時(shí),新加縱筋可通過連接鋼板或直接與柱內(nèi)受力筋焊接在一起;梁支撐在主梁上時(shí),應(yīng)在主梁上回設(shè)斜托支座,斜托鋼筋與主梁中主筋焊接。對于梁的端支座,可將梁內(nèi)部分縱向鋼筋按45?;?0。角曲折成斜筋焊于主梁內(nèi)原縱筋上,或另加入浮筋,電焊連接新舊縱筋。5結(jié)語
鋼筋混凝土梁裂縫應(yīng)針對成因、貫徹預(yù)防為主的原則、加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工及使用等方面的管理,確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失。一旦產(chǎn)生裂縫.應(yīng)全面調(diào)查分析,查明原因,取得加固依據(jù),在選擇處理方法上,應(yīng)比較論證、綜合考慮,以求施工方便、經(jīng)濟(jì)高效。
鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫如何進(jìn)行質(zhì)量檢測?
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的裂縫,常見于非預(yù)應(yīng)力受彎、受拉等構(gòu)件中,以及預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的某些部位。
對于各類裂縫,必須先查明其性質(zhì)和產(chǎn)生的原因,進(jìn)而確定具體的修繕方法。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫根據(jù)
其產(chǎn)生的原因不同可分為荷載裂縫、溫度裂縫、干縮裂縫、腐蝕裂縫、沉降裂縫等。各種裂縫產(chǎn)生原因
荷載裂縫
結(jié)構(gòu)在荷載作用下變形過大而產(chǎn)生的裂縫。一般多出現(xiàn)在構(gòu)件的受拉區(qū)域、受剪區(qū)域或振動嚴(yán)重等
部位。產(chǎn)生的主要原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工錯(cuò)誤、承載能力不足、地基不均勻沉降等等。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由混凝土和鋼筋共同承擔(dān)極限狀態(tài)的承載力,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師需根據(jù)地基情況,靜、動
荷載,環(huán)境因素、結(jié)構(gòu)耐久性等控制荷載裂縫。從國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范可知,對結(jié)構(gòu)變形作用引起的裂縫問
題,存在著兩類學(xué)派:一是設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定很靈活,沒有驗(yàn)算裂縫的明確規(guī)定,而由設(shè)計(jì)人員自由處理。另
一類則是設(shè)計(jì)規(guī)范有明確規(guī)定,對于荷載裂縫有計(jì)算公式并有嚴(yán)格的允許寬度限制,如我國《混凝土結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010,SO4
22002)及有關(guān)試驗(yàn)資料,混凝土最
大裂縫寬度的大致控制標(biāo)準(zhǔn):(1)無侵蝕介質(zhì),無防滲要求為013~014mm;(2)輕微侵蝕,無防滲要求為
012~013mm;(3)嚴(yán)重侵蝕,有防滲要求為011~012mm。為了達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn),就必須對各種裂縫采取相
應(yīng)的控制措施。
211 荷載裂縫
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)第811 條規(guī)定
進(jìn)行裂縫控制驗(yàn)算,根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)部位,采取相應(yīng)的合理配筋。
212 溫度裂縫
防止因混凝土本身與外界氣溫相差懸殊,處于高溫環(huán)境的構(gòu)件,應(yīng)采取隔熱措施,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),尤其在氣溫高、風(fēng)大且干燥的氣候條件下更應(yīng)及早噴水。對大體積混凝土應(yīng)控制裂縫,大體積混凝土工程因散
熱降溫引起的冷縮比干縮更容易引起開裂,常規(guī)的溫控措施既復(fù)雜又費(fèi)錢。
213 干縮裂縫
一是可以通過改善材料性能來控制,如前提到在工程中采用的補(bǔ)償收縮混凝土對此種裂縫的控制也
很有效。補(bǔ)償混凝土是一種適度膨脹的混凝土,按國內(nèi)外補(bǔ)償混凝土的技術(shù)要求,混凝土在濕養(yǎng)護(hù)期間, 在配筋率ρ = 018 %的試驗(yàn)條件下,它產(chǎn)生的限制膨脹率為0102 %~0103 % ,在混凝土中建立的預(yù)壓應(yīng)力
為012~017MPa ,這一預(yù)壓應(yīng)力能夠抵消導(dǎo)致混凝土開裂的全部或大部分應(yīng)力。與此同時(shí)推遲了混凝土
收縮的產(chǎn)生過程,這就是補(bǔ)償混凝土的抗裂原理。
214 沉降裂縫
對軟土地基進(jìn)行必要的夯壓和加固處理;預(yù)制場地應(yīng)夯打密實(shí)方可使用;現(xiàn)澆和預(yù)制構(gòu)件模板應(yīng)支
撐牢固,保證其強(qiáng)度和剛度,并應(yīng)按規(guī)定時(shí)間拆模;防止雨水及施工用水浸泡地基。
215 腐蝕裂縫
保證混凝土的密實(shí)度,以阻止侵蝕介質(zhì)和水、氧等的侵入;在構(gòu)件表面加涂防護(hù)層。
施工項(xiàng)目質(zhì)量問題的分析,是正確擬定質(zhì)量事故處理方案的前提,是明確質(zhì)量事故責(zé)任的依據(jù)。為此,要求對質(zhì)量問題的分析力求全面、準(zhǔn)確、客觀;對事故的性質(zhì)、危害、原因、責(zé)任都不能遺漏。要有科學(xué)的論證和判斷;言之有理:論之有據(jù),方能達(dá)到統(tǒng)一認(rèn)識的目的。
施工項(xiàng)目質(zhì)量問題的分析,是正確擬定質(zhì)量事故處理方案的前提,是明確質(zhì)量事故責(zé)任的依據(jù)。為此,要求對質(zhì)量問題的分析力求全面、準(zhǔn)確、客觀;對事故的性質(zhì)、危害、原因、責(zé)任都不能遺漏。要有科學(xué)的論證和判斷;言之有理:論之有據(jù),方能達(dá)到統(tǒng)一認(rèn)識的目的。
一、墻體裂縫分析
(一)地基不均勻沉降引起墻體裂縫分析
房屋的全部荷載最終通過基礎(chǔ)傳給地基,而地基在荷載作用下,其應(yīng)力是隨深度而擴(kuò)散,深度大,擴(kuò)散愈大,應(yīng)力愈小;在同一深處,也總是中間最大,向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應(yīng)力的擴(kuò)散作用,即使地基地層非常均勻,房屋地基應(yīng)力分布仍然是不均勻的,從而使房屋地基產(chǎn)生不均勻沉降,即房屋中部沉降多,兩端沉降少,形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在地質(zhì)較好、較均勻,且房屋的長高比不大的情況下,房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的,一般對房屋的安全使用不會產(chǎn)生多大的影響。但當(dāng)房屋修建在淤泥土質(zhì)或軟塑狀態(tài)的粘性土上時(shí),由于土的強(qiáng)度低、壓縮性大,房屋的絕對沉降量和相對不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設(shè)計(jì)的長高比較大,整體剛度差,而對地基又末進(jìn)行加固處理,那么墻體就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫。裂縫對稱的發(fā)生在縱墻的兩端,向沉降較大的方向傾斜,沿著門窗洞口約成45。呈正八字形,且房屋的上部裂縫小,下部裂縫大。這種裂縫,必然是地基附加應(yīng)力作用使地基產(chǎn)生不均勻沉降而形成的。
當(dāng)房屋地基土層分布不均勻,土質(zhì)差別較大時(shí),則往往在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處出現(xiàn)較明顯的不均勻沉降,造成墻體開裂,其裂縫上大下小,向土質(zhì)較軟或土層較厚的方向傾斜。
在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下,當(dāng)未留設(shè)沉降縫時(shí),也容易在高低和較重的交接部位產(chǎn)生較大的不均勻沉降裂縫。此時(shí),裂縫位于層數(shù)低的荷載輕的部分,并向上朝著層數(shù)高的荷載重的部分傾斜。
當(dāng)房屋兩端土質(zhì)壓縮性大,中部小時(shí),沉降分布曲線將成凸形,此時(shí),往往除了在縱墻兩端出現(xiàn)向外傾斜裂縫外,也常在縱墻頂部出現(xiàn)豎向裂縫。
在多層房屋中,當(dāng)?shù)讓哟芭_過寬時(shí),也往往容易因荷載由窗間墻集中傳遞,使地基不均勻沉降,致使窗臺在地基反力作用下產(chǎn)生反向彎曲,引起窗臺中部的豎向裂縫。
此外,新建房屋的基礎(chǔ)若位于原有房屋基礎(chǔ)下,則要求新、舊基礎(chǔ)底面的高差H與凈距L的比值應(yīng)小于0.5~1。否則,由于新建房屋的荷載作用使地基沉降而引起原有房屋、墻體裂縫。同理,在施工相鄰的高層和低層房屋時(shí),亦應(yīng)本著先高、重,后低、輕的原則組織施工;否則,若先施工了低層房屋后再施工高層房屋,則也會造成低層房屋墻體的開裂。
從以上分析可知,裂縫的分布與墻體的長高比有密切關(guān)系,長高比大的房屋因剛度差,抵抗變形能力差,故容易出現(xiàn)裂縫;因縱墻的長高比大于橫墻的長高比,所以大部分裂縫發(fā)生在縱墻上。裂縫的分布與地基沉降分布曲線密切有關(guān),當(dāng)沉降分布曲線為凹形時(shí),裂縫較多的發(fā)生在房屋下部,裂縫寬度下大上小;當(dāng)沉降分布曲線為凸形,裂縫較多的發(fā)生在房屋的上部,裂縫寬度上大下小。裂縫分布與墻體的受力特點(diǎn)密切有關(guān),在門窗洞口處,平面轉(zhuǎn)折處、層高變化處,由于應(yīng)力集中,往往也就容易出現(xiàn)裂縫;又因墻體是受剪切破壞,其主拉應(yīng)力為45。所以裂縫也成45傾斜。
為了防止地基不均勻沉降引起墻體開裂,首先應(yīng)處理好軟土地基和不均勻地基,但在擬定地基加固和處理方案時(shí),又應(yīng)將地基處理和上部結(jié)構(gòu)處理結(jié)合起來考慮使其能共同工作;不能單純從地基處理出發(fā),否則,不僅費(fèi)用大;而效果亦差。在上部結(jié)構(gòu)處理上有:改變建筑物體型;簡化建筑物平面;合理設(shè)沉降縫;加強(qiáng)房屋整體剛度(如增加橫墻、增設(shè)圈梁、采用筏式基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等);采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)等。
(二)溫度應(yīng)力引起墻體裂縫分析
一般材料均有熱脹冷縮性質(zhì),房屋結(jié)構(gòu)由于周圍溫度變化引起熱脹冷縮變形,稱為溫度變形。如果結(jié)構(gòu)不受任何約束,在溫度變化時(shí)能自由變形,那么結(jié)構(gòu)中就不會產(chǎn)生附加應(yīng)力。如果結(jié)構(gòu)受到約束而不能自由變形時(shí),則將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力或稱溫度應(yīng)力。由溫度應(yīng)力引起結(jié)構(gòu)的伸縮值。
由于鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)a=1.08X10/C,而普通磚砌體的線膨脹系數(shù)為0.5XlO/C,在相同溫差下,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的伸長值要比磚砌體大一倍左右。所以,在混合結(jié)構(gòu)中,當(dāng)溫度變化時(shí),鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋、圈梁等與磚墻伸縮不一,必然彼此相牽制而產(chǎn)生溫度應(yīng)力,使房屋結(jié)構(gòu)開裂破壞。
溫度應(yīng)力引起墻體裂縫一般有以下幾種情況: 1.八字形裂縫
如圖4-6所示,當(dāng)外界溫度上升時(shí),外墻本身沿長度方向?qū)⒂兴扉L,但屋蓋部分(特別是直接暴露在大氣中的鋼筋混凝土屋蓋)的伸長值大得多。從屋蓋與墻體連接處切開來看,屋蓋伸長對墻體產(chǎn)生附加水平推力,使墻體受到屋蓋的推力而產(chǎn)生剪應(yīng)力,剪應(yīng)力和拉應(yīng)力又引起主拉應(yīng)力,當(dāng)主拉應(yīng)力過大時(shí),將在墻體上產(chǎn)生八字形裂縫。由于剪應(yīng)力的分布大體是中間為零,兩端最大,因此八字形裂縫多發(fā)生在墻體兩端,一般占二、三個(gè)開間,且發(fā)生在頂層墻面上。
2.水平裂縫和包角裂縫
平屋頂房屋,有時(shí)在屋面板底部附近或頂層圈梁附近,出現(xiàn)沿外墻頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫,這是由于屋面伸長或縮短引起的向外或向內(nèi)推拉力而產(chǎn)生的,包角裂縫實(shí)際上是水平裂縫的一種形式,是外橫墻和縱墻的水平裂縫連接起來形成的,在這種情況下,下面一般不會再出現(xiàn)八字形裂縫。有時(shí),外縱墻的水平裂縫也會出現(xiàn)在頂層的窗臺水平處。
3,女兒墻根部和豎向裂縫
女兒墻根部由于受到屋面伸長或縮短引起的向外或向內(nèi)的推、拉力,使女兒墻根部的砌體外西域女兒墻外傾現(xiàn)象,形成水平裂縫。有時(shí),由于鋼筋混凝土屋面的收縮,也可能使女兒墻處于偏心受壓狀態(tài),從而造成女兒墻上部沿豎向開裂。
此外,在樓梯間兩側(cè)或有錯(cuò)層處的墻體將易產(chǎn)生局部的豎向裂縫,這是由于樓面收縮產(chǎn)生較大的拉力所致。
影響房屋伸縮出現(xiàn)裂縫的原因很多而且復(fù)雜,以上所述的僅是一些常見的情況。為了減少溫度應(yīng)力的影響,可采取合理地設(shè)伸縮縫;避兔樓面錯(cuò)層和伸縮縫錯(cuò)位;加強(qiáng)屋面保溫、隔熱;用油氈夾滑石粉或鐵皮將屋面板和墻體隔離,并在女兒墻根部留一定空隙,使其能自由伸縮且有伸縮余地;采用蓄水屋面域種植屋面;女兒墻設(shè)構(gòu)造柱;加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),提高其抗拉強(qiáng)度等技術(shù)措施。
二、懸挑結(jié)構(gòu)坍塌分析
懸挑結(jié)構(gòu)坍塌實(shí)例較多,一是整體傾覆坍塌;二是沿懸臂梁、板根部斷塌。其主要原因有: 1.穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩
懸挑結(jié)構(gòu)是靠壓重或外加拉力來保持穩(wěn)定,要求抗傾覆的安全因素不小于1.5,若穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩時(shí),必然失穩(wěn),傾覆坍塌。如雨蓬、挑梁,當(dāng)梁上壓重(砌磚的高度)不能滿足穩(wěn)定要求時(shí),就拆除支撐、模板,即會產(chǎn)生坍塌事故。
2.模板支撐方案不當(dāng)
懸挑結(jié)構(gòu)根部受力最大,當(dāng)混凝土澆筑后,尚未達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí),模板支撐產(chǎn)生沉降,根部混凝土隨即開裂,拆模后將從根部產(chǎn)生斷裂坍塌;若懸挑結(jié)構(gòu)為變截面時(shí),施工時(shí)將模板做成等截面外形,而造成根部斷面減小,拆模后也會造成斷塌事故。
3.鋼筋錯(cuò)位、變形
懸挑結(jié)構(gòu)根部負(fù)彎矩最大,主筋應(yīng)配在梁板的上部。若施工時(shí)將鋼筋放在下部,或被踩踏向下變形過大,或錨固長度不夠等原因,拆模后,均會導(dǎo)致根部斷塌。
4.施工超載
懸挑結(jié)構(gòu)的固端彎矩與作用荷載成正比,如施工荷載超過設(shè)計(jì)荷載,當(dāng)模板下沉?xí)r就在根部出現(xiàn)裂縫;尤其是當(dāng)由根部向外澆筑混凝土?xí)r,隨著荷載增加;模板變形,也極容易在根部產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致拆模后斷裂。
5.拆模過早
不少懸挑結(jié)構(gòu)斷塌事故都是由于拆模過早,混凝土未達(dá)到足夠強(qiáng)度所造成。所以,規(guī)范規(guī)定,跨度小于2m的懸臂梁及板,混凝土拆模強(qiáng)度應(yīng)大于等于70%;跨度大于2m的懸臂梁及板,混凝土的拆模強(qiáng)度為100%。
三、鋼筋混凝土柱吊裝斷裂事故分析
(一)事故概況
某工程項(xiàng)目C列柱為等截面柱,長l2m;斷面為40Omm*6OOmm;采用對稱配筋,每邊為4業(yè)16,構(gòu)造筋為2業(yè)12;混凝土強(qiáng)度等級為C20,吊裝時(shí)已達(dá)100%強(qiáng)度;柱為平臥預(yù)制,一點(diǎn)起吊;吊點(diǎn)距柱頂2m;剛吊離地面時(shí),在柱腳與吊點(diǎn)之間離柱腳4.8m左右產(chǎn)生裂縫,裂縫沿底面向兩側(cè)面延伸貫通,最大寬度達(dá)1.3mm,使柱產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。
(二)事故原因分析
此事故的主要原因是:柱平臥預(yù)制吊裝,吊點(diǎn)受力與使用受力不一 致;吊點(diǎn)選擇不合理,吊裝彎矩過大,其抗彎強(qiáng)度和抗裂度不能滿足要求所造成。現(xiàn)予以分析驗(yàn)算如下: 1.吊點(diǎn)選擇不符合吊裝彎矩MDm,最小的原則
柱子吊裝彎矩的大小與吊點(diǎn)位置密切有大而遭受破壞,其吊點(diǎn)選擇的原則:必須力求吊裝彎距最小。為此,對等截面柱,當(dāng)一點(diǎn)起吊時(shí),應(yīng)使|Mmx|=|一 MD|,即跨中最大正彎距語吊點(diǎn)處負(fù)彎距的絕對值相等。據(jù)此求得吊點(diǎn)位置距柱頂為0·293L(L為柱長)處。當(dāng)L為12米時(shí),吊點(diǎn)距柱頂應(yīng)為 0.293X12=3.5m。原吊點(diǎn)離柱頂為2m,故不符合吊裝彎矩最小的原則,吊裝時(shí)必然使跨中最大彎矩的絕對值大于吊點(diǎn)處負(fù)彎矩的絕對值,所以裂縫發(fā)生在跨中最大正彎矩的截面處。
2.柱子吊裝中抗彎強(qiáng)度不夠
現(xiàn)就按吊裝彎矩最小進(jìn)行驗(yàn)算,柱子平臥預(yù)制一點(diǎn)起吊,其抗彎強(qiáng)度也不能滿足要求。驗(yàn)算結(jié)果如下:(1)計(jì)算荷載g
取鋼筋混凝土重力密度為25000N/m',則自重為0.4X0.6X25000=6000N/m;動載系數(shù)為1.3~1.5,取1.5,則計(jì)算荷載q=1.5X6000=9000N/m。
(2)計(jì)算簡圖
按吊裝彎短最小的原則,吊點(diǎn)離柱頂為3·5m,吊裝時(shí)柱腳不離地,柱子剛吊離地面近似于一根懸臂的簡支梁。
3.柱子吊裝中抗裂度不夠
按施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,鋼筋混凝土構(gòu)件在吊裝中受拉區(qū)裂縫寬度不大于0.2~0.3mm,而裂縫寬度與鋼筋的受拉應(yīng)力有關(guān),鋼筋受拉應(yīng)力愈大,則裂縫寬度愈大。所以,在柱子吊裝中常用鋼筋的拉應(yīng)力來控制裂縫的寬度。只要鋼筋拉應(yīng)力滿足下式要求,說明裂縫寬度在允許范圍內(nèi),能滿足抗裂度要求。說明抗裂度不能滿足要求。
(三)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
從上述事故中,應(yīng)吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)如下:
(1)由于柱子吊裝受力與使用受力不一,故必須進(jìn)行吊裝驗(yàn)算。
(2)當(dāng)?shù)跹b受力與使用受力不一時(shí),吊點(diǎn)選擇應(yīng)符合吊裝彎矩最小的原則,以免吊裝彎矩過大而過受破壞。如在本例中,按吊裝彎矩最小的原則,確定吊點(diǎn)距柱頂為3·5m時(shí),其跨中的正彎矩與吊點(diǎn)處的負(fù)彎矩的絕對值相等,均為55.125XlO。而按原吊點(diǎn)距柱頂為2m時(shí),其跨中最大彎矩為103.68X1O。N·mm,最大彎矩截面距柱腳為4.8m處。由此可見,原吊點(diǎn)跨中正彎矩要比按吊裝彎矩最小的原則確定吊點(diǎn)跨中正彎矩大1.88倍。該柱在離柱腳4.8m 處出現(xiàn)較大裂縫,產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象,也證明了該截面處的吊裝彎矩最大。
(3)當(dāng)?shù)跹b受力與使用受力一致時(shí),吊點(diǎn)的選擇應(yīng)盡可能符合使用受力的要求,如簡支梁的兩吊點(diǎn)應(yīng)靠近梁的兩端;懸臂梁的兩吊點(diǎn)應(yīng)在梁的兩支座處。
(4)若經(jīng)吊裝驗(yàn)算,抗彎強(qiáng)度和抗裂度不能滿足時(shí),首先考慮翻身起吊。如本例采用翻超身吊時(shí),則抗彎強(qiáng)度和抗裂度均可滿足,若翻身起吊仍不能滿足時(shí),則可增加吊點(diǎn),改一點(diǎn)起吊為二點(diǎn)起吊,以減小吊裝彎矩,或采取臨時(shí)加圊措施。
此外,為了便于就位、對中,確保吊裝安全,構(gòu)件綁扎時(shí)務(wù)使吊鉤中心線對準(zhǔn)構(gòu)件重心;水平構(gòu)件吊裝兩點(diǎn)綁扎時(shí),應(yīng)分別用兩根吊繩;且對等截面構(gòu)件,還要求兩吊點(diǎn)左右對稱,兩根吊繩長短一致;吊繩水平夾角應(yīng)大于等于60。不得小于45。;嚴(yán)禁斜吊和起重機(jī)負(fù)荷行駛
鋼筋混凝土現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫的原因有多種,但最主要的是混凝土中的拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度。8 找出其產(chǎn)生的原因,就可以找到避免的辦法。
1.水泥干縮產(chǎn)生的裂縫,這種裂縫出現(xiàn)在板的表面,比較細(xì)小。水泥是水硬性材料,具有干縮性,在硬化初期如果水份不足則可能產(chǎn)生裂縫。避免的辦法是加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),進(jìn)行復(fù)蓋和定時(shí)澆水。
2.溫差變化引起的裂縫,這種裂縫一般出現(xiàn)在溫差變化較大的環(huán)境及面積或長度較大的構(gòu)件上。解決的辦法是在適當(dāng)?shù)牟课涣粼O(shè)伸縮縫。
3.應(yīng)力集中引起的裂縫,這種裂縫一般出現(xiàn)在板的陰陽轉(zhuǎn)角處或支座處。是由于板面配筋不足或鋼筋間距過大造成的。避免的辦法是在板面增設(shè)鋼筋網(wǎng)或縮小鋼筋間距。
4.加荷過早產(chǎn)生的裂縫。是因?yàn)椴鹉_^早,混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求而提前加荷,使構(gòu)件過載而在板底出現(xiàn)裂縫。避免的辦法是嚴(yán)格掌握拆模時(shí)間,不能提前加載(即使未拆模時(shí)也不可在板面上堆載過多)。
5.此外還可能有其它原因,如混凝土硬化初期模板振動或移位;施工縫處理不好等都可能引起板出現(xiàn)裂縫。這些只要在施工中注意避免就可以了。
如果是鋼筋混凝土,那問題就嚴(yán)重了,請從設(shè)計(jì)開始查原因(這里不多說)。
如果是素混凝土,通常該裂縫屬于混凝土收縮過程中產(chǎn)生的裂縫。請看下面:
1、下部因?yàn)槭卿摪澹砻嫱ǔ]^光,使?jié)仓谏厦娴幕炷猎诮Y(jié)合面上抓合力很小,無法抵抗混凝土在硬化過程中因溫度改變而產(chǎn)生的收縮變形的發(fā)展。
2、混凝土使用的水泥、配合比也是影響混凝土開裂的重要因素。通常水化熱大、塌落度越大,也就越容易造成開裂。
3、與設(shè)計(jì)的澆筑版面尺寸有關(guān),如果平面尺寸長細(xì)比過大,也容易因?yàn)殚L方向、短方向收縮應(yīng)力差別過大造成開裂。
4、建筑沉降、建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形也應(yīng)從設(shè)計(jì)計(jì)算中予以復(fù)核。
5、在上述主要原因基礎(chǔ)上,基層表面是否清潔無油污、混凝土壓實(shí)抹平的次數(shù)、混凝土養(yǎng)護(hù)等常規(guī)施工工藝也是引起產(chǎn)生裂縫的施工工藝問題。
關(guān)于如何預(yù)防:
1、對于鋼板表面通常較光的原因,可以選用或?qū)︿摪暹M(jìn)行處理使鋼板表面盡量粗糙,同時(shí)在混凝土中增加鋼筋網(wǎng)或者高強(qiáng)鋼絲網(wǎng),也可以在混凝土中增加剁碎的高強(qiáng)纖維,用以抵抗收縮變形。
2、選用低水化熱的水泥,干硬性混凝土澆筑,混凝土硬化過程中,做好溫度控制,增加表面溫度(如覆蓋、熱照),縮小混凝土內(nèi)外溫差,同時(shí)表面收光至少進(jìn)行三遍,每遍時(shí)間隔1~2小時(shí),從而避免表面微裂紋,減少混凝土自身收縮的變形量。
3、對長、寬比大的混凝土板,可以根據(jù)版面事先預(yù)留分格縫,打斷收縮應(yīng)力,避免應(yīng)力集中而開裂。
4、建筑沉降、變形需要設(shè)計(jì)提供參數(shù),復(fù)核。
5、其它施工工藝問題就不在多述了,常規(guī)施工規(guī)范中都有。
關(guān)于如何處理:
1、返工。
2、對通長裂紋進(jìn)行環(huán)氧樹脂灌縫處理。
3、重新補(bǔ)充分格縫
構(gòu)件裂縫的檢測與補(bǔ)強(qiáng)
路彥興
柴有昌 韓全有
(河北省建筑科學(xué)研究院)(峰峰礦區(qū)建管局)
[提 要]灌漿特別是化學(xué)灌漿,是處理構(gòu)件裂縫的一種常用補(bǔ)強(qiáng)方法。對于化學(xué)灌漿補(bǔ)強(qiáng)方法,目前國內(nèi)已有很多的研究成果,但工程界更為關(guān)注的是灌漿的質(zhì)量及其效果如何。用非破損測試方法來解決這一問題,筆者對此作了一些有益的探索,該文通過某一具體的工程實(shí)例,較為詳盡地介紹了整個(gè)檢測一補(bǔ) 9 強(qiáng)一再檢測一對比分析的全過程,通過對灌漿補(bǔ)強(qiáng)處理前、后兩次超聲波檢測,檢查灌漿結(jié)果。[關(guān)鍵詞]裂縫的檢測 補(bǔ)強(qiáng) 再檢測。構(gòu)件裂縫的檢測與描述
某市人民銀行營業(yè)樓為2層框剪結(jié)構(gòu)。在施工過程中,首層框架拆摸后發(fā)現(xiàn)框架梁D-⑥-⑦, G-⑤-⑥, G-⑥-⑦上出現(xiàn)不同程度的裂縫,裂縫的位置均在梁、柱接點(diǎn)(或與次梁交接處)附近,經(jīng)量測其中最小的裂縫寬為 0.lmm,最大裂縫寬為1.8mm,裂縫形狀多為上寬下窄。
該裂縫經(jīng)國家工程質(zhì)量檢測中心分析檢測認(rèn)為:裂縫的原因主要是由于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的收縮、施工過程中氣溫變化等因素綜合5!起的,裂縫的部位和形狀與結(jié)構(gòu)的類型、已承受的施工荷載及材料有一定的關(guān)系。該裂縫對結(jié)構(gòu)的承載能力基本沒有影響。從結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性考慮,可在工程施工后期,待裂縫完善穩(wěn)定之后,采用化學(xué)灌漿等方法進(jìn)行處理。
為了進(jìn)一步確定裂縫的深度并為灌漿時(shí)灌漿嘴的埋置深度、位置及漿液的配制方法提供依據(jù),在國家檢測中心檢測鑒定的基礎(chǔ)上,我們又用超聲波法對裂縫進(jìn)行了進(jìn)一步的檢測。測試使用CTS-25型非金屬超聲檢測儀,選用平面換能器(頻率100kHZ)黃油耦合,人工扶持。儀器的發(fā)射電壓定為1000V,增益為0,在測試過程中,同時(shí)記錄聲時(shí)值,首波幅值,對于典型的波形進(jìn)行拍照記錄。1.1 換能器的布置方法
1.1.l平測法:將發(fā)射換能器和接收換能器均布置在梁的同一側(cè)面,兩者沿縫對稱布置,兩換能器邊緣間的距離分別為100mm、200mm,300mm,400mm進(jìn)行測試,另外為計(jì)算裂縫深度還應(yīng)進(jìn)行不踏縫測量,兩換能器問的距離同上。
1.1.2 斜測法:對于裂縫寬度較大,或裂縫的部位不能進(jìn)行平測時(shí)則采用斜測法,即將發(fā)射換能器和接收換能器分別置于構(gòu)件兩側(cè)平行的測試表面,當(dāng)聲路穿過裂縫時(shí),接收信號的波幅、聲時(shí)和頻率會有明顯的變化,可根據(jù)其波幅和頻率的突變來判定裂縫的深度以及是否在平面方向貫通。
值得注意的是,換能器的安放位置應(yīng)用油漆標(biāo)注清楚,并加以保護(hù),待對裂縫進(jìn)行灌漿處理后,仍在原測點(diǎn)進(jìn)行測試,以便于對灌漿前后兩次的測試結(jié)果進(jìn)行對照,確定灌漿結(jié)果。2 化學(xué)灌漿
2.1 裂縫的處理:對于較小的裂縫用鋼絲刷清除混凝土表面的灰塵、浮渣及松散層等污物。然后用丙酮、酒精等有機(jī)溶劑再裂縫兩側(cè)2-3cm范圍內(nèi)擦洗干凈,為封縫作基底處理;對于裂縫較深,寬度較大的裂縫則沿裂縫鑿成“V形槽,槽寬為300mm,深10mm鑿?fù)旰螅宄畚锊⒉料从趦簟?.2 埋置灌漿嘴、封縫
在一條裂縫上必須設(shè)置有進(jìn)漿嘴用P氣嘴。進(jìn)漿嘴一般設(shè)置在裂縫的端部或裂縫較寬部用汽嘴則設(shè)置在裂縫的另一端部,對于貫通的裂縫則在梁的兩面交錯(cuò)設(shè)置,灌漿嘴在埋設(shè)時(shí),先在其底盤上抹一層厚度約lmm的環(huán)氧膠泥或?qū)S玫姆饪p膏,后將進(jìn)漿嘴騎縫粘貼在預(yù)定的位置上,再用環(huán)氧膠泥粘結(jié)牢固。封縫是整個(gè)灌漿工藝中一個(gè)比較關(guān)鍵的工序,封縫質(zhì)量的好壞直接影響灌漿的效果與質(zhì)量。對于裂縫寬度較小,選用環(huán)氧膠泥封閉。即先在裂縫的兩側(cè)涂一層環(huán)氧基液,后抹一層環(huán)氧膠泥,抹膠泥時(shí)要防止有小氣泡并刮平,以保證用封效果。對于鑿“ V”形槽的縫面,應(yīng)首先在“V”形槽面上刷一層環(huán)氧基液,待初凝后用水泥砂漿抹平即可。(關(guān)于環(huán)氧基液,環(huán)氧膠泥和水泥砂漿的具體配方在此從略)。2.3 壓氣試漏
為了檢查裂縫的密封效果及貫通情況在正式灌漿前需進(jìn)行壓力試漏,試漏需在封縫膠泥具有一定強(qiáng)度后進(jìn)行,試漏前在裂縫處涂刷一層肥皂水,從灌漿嘴壓人壓縮空氣,觀察肥皂水是否起泡,若有起泡現(xiàn)象產(chǎn)生說明該處封閉不好可用水玻璃快硬水泥漿進(jìn)行密封、修補(bǔ)。2.4 灌漿
在漿液配制以前應(yīng)首先對漿罐、壓力表、空壓機(jī)、高壓管及閥門等器具進(jìn)行檢查,并與裂縫的注漿嘴進(jìn)行連接,用壓縮空氣將孔及縫吹干凈達(dá)到無水干燥狀態(tài),然后再根據(jù)所配漿液的凝固時(shí)間及進(jìn)漿速度確定配漿數(shù)量。
將配制好的漿液加人注漿罐封閉加壓,此時(shí)漿液即會準(zhǔn)人裂縫中,在加壓過程中要密切注意壓力表讀數(shù)的變化及出漿口漿液的溢出情況,待出漿口出漿時(shí)應(yīng)立即關(guān)閉閥門(或扎緊乳膠管)結(jié)束該次灌漿,靜停一定時(shí)間再進(jìn)行第二次復(fù)灌。
灌漿的終止條件以不吸漿為原則(實(shí)際難以達(dá)到),在實(shí)際工作中一般加壓到0.4MPa,并穩(wěn)壓305,若壓降不大于10%,則終止第一次灌漿。復(fù)灌時(shí)其終止條件為壓力0.6MPa,10分鐘內(nèi)無壓降。灌漿結(jié)束后應(yīng)及時(shí)用兩員對灌漿設(shè)備進(jìn)行清洗以備下次使用。3 灌裝質(zhì)且的檢驗(yàn)——再檢測
為了對灌漿的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn),在灌漿七天后我們用超聲波法對已灌漿裂縫進(jìn)行了重復(fù)測試,重復(fù)測試的測點(diǎn)布置,測試方法及儀器的選用參數(shù)(包括發(fā)射電壓,增益,衰減)均與第一次測試時(shí)間完全相同。
通過對比發(fā)現(xiàn),灌漿后構(gòu)件超聲波傳播的聲時(shí)(波速)值有明顯的減少(增加),首波幅值增加。其測試結(jié)果已接近正?;炷恋臏y試結(jié)果,因此認(rèn)為此次灌漿對裂縫的處理達(dá)到了預(yù)期的效果。4 結(jié)束語
化學(xué)灌漿具有廣泛的適用性,是處理構(gòu)件裂縫的一種常用補(bǔ)強(qiáng)方法,利用超聲波法檢驗(yàn)灌漿質(zhì)量比其它檢驗(yàn)方法(如壓水檢驗(yàn)、鉆芯檢驗(yàn))更方便、簡單而且具有較好的可比性。該方法能夠較全面地反映灌漿質(zhì)量,如果能與超聲波信號的頻譜分析相結(jié)合,筆者認(rèn)為有可能取得更好的測試精度和應(yīng)用效果。
第五篇:淺談鋼筋混凝土梁裂縫的產(chǎn)生原因及整治(模版)
淺談鋼筋混凝土梁裂縫的產(chǎn)生原因及整治
【摘 要】膠濟(jì)既有線提速區(qū)段部分利舊的混凝土梁存在梁體裂縫病害,本文分析了三種常見裂縫的產(chǎn)生原因,介紹了這幾種裂縫的整治方法。
【關(guān)鍵詞】既有線;提速區(qū)段;鋼筋混凝土梁;裂縫;整治
0 引言
濟(jì)南鐵路局淄博工務(wù)段既有線提速地段共有341座鋼筋混凝土梁橋。鋼筋混凝土梁橋雖然較鋼梁橋養(yǎng)護(hù)維修工作量大幅減小,但經(jīng)過多年的運(yùn)營,我們發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土梁并不是我們過去想象的那樣少維修和免維修設(shè)備。膠濟(jì)既有線提速區(qū)段大部分既有線利舊的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁橋、普通鋼筋混凝土低高度板梁橋、普通鋼筋混凝土π型梁橋、普通鋼筋混凝土梁橋不同程度的存在梁體裂縫問題。梁體裂縫成因
1.1 常見梁體裂縫的幾種形式
①梁體豎向裂縫:這種裂縫出現(xiàn)在梁的側(cè)面,從梁底向上開裂,并與主鋼筋垂直;在長裂縫之間往往夾著數(shù)根短裂縫。膠濟(jì)線K162+639為1-10m普通鋼筋混凝土梁橋,該橋梁體存在大量的豎向裂縫共有32條,寬度在0.3-0.5mm之間;
②梁底縱向裂縫:這種裂縫存在于主筋位置附近,沿著主筋延伸方向,出現(xiàn)的水平縱向裂縫,伴隨著裂縫的擴(kuò)展,混凝土保護(hù)層剝離,鋼筋外露而銹蝕。膠濟(jì)線k304+435為1-8m普通鋼筋混凝土低高度板梁橋,該橋梁體存在縱向裂縫,寬度在0.3-0.5mm之間;
③網(wǎng)狀裂縫:在結(jié)構(gòu)的表面淺層上,出現(xiàn)的龜紋狀裂縫、豎向裂縫、水平裂縫和干縮裂縫等。膠濟(jì)線k366+142為1-16m普通鋼筋混凝土梁橋,該橋梁體表面存在網(wǎng)狀裂縫;
1.2 梁體產(chǎn)生的裂縫原因分析
①普通鋼筋混凝土梁底部產(chǎn)生豎向裂縫是必然的,這是由混凝土抗壓不抗拉不抗剪的特性決定的。人們根據(jù)混凝土的特性在梁的受拉截面上根據(jù)受力計(jì)算加入適當(dāng)?shù)氖芰?。在梁體受力時(shí),混凝土梁底受拉,當(dāng)強(qiáng)度超過混凝土的受拉強(qiáng)度時(shí)混凝土產(chǎn)生裂縫,此時(shí)由鋼筋受拉,眾所周知鋼筋的抗拉強(qiáng)度很高,這樣提了梁體的承重能力。因此在允許的范圍內(nèi)的豎向裂縫是正常的。這種裂縫的特性是當(dāng)荷載消失后梁體裂縫恢復(fù)原狀。這樣的裂縫是屬于彈性范圍的裂縫,其性能比較穩(wěn)定。鐵路橋隧建筑物狀態(tài)評定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定混凝土梁橋裂縫寬度≥0.5mm為AA級裂化、0.3-0.5mm為A1級裂化。當(dāng)梁底豎向裂縫超過規(guī)定的限值繼續(xù)發(fā)展,梁體受壓截面減小,中性軸上移偏心受拉時(shí),鋼筋受力超過鋼筋的屈服強(qiáng)度時(shí),鋼筋嚴(yán)重變形,裂縫急劇向上開展并延伸,形成貫穿裂縫,后果將極其嚴(yán)重,這種裂縫發(fā)展過程比較緩慢,但一旦受拉鋼筋達(dá)到屈服極限后,鋼筋產(chǎn)生很大的塑性變形,此時(shí)病害急速發(fā)展造成梁體斷裂。
②梁底縱向裂縫的產(chǎn)生原因比較復(fù)雜,是由于混凝土開裂導(dǎo)致鋼筋暴露在空氣中空氣中的和氧氣共同作用造成鋼筋銹蝕,生成Fe(OH)2也就是俗稱的鐵銹,其體積會變成其原有體積的2-3倍,導(dǎo)致混凝土保護(hù)層鼓起甚至脫落。
③網(wǎng)狀裂縫是由于混凝土等級低,施工方法不當(dāng),養(yǎng)護(hù)不到位等原因所致。整治方案
整治裂縫的方法,根據(jù)裂縫的成因有以下幾種:
①傳統(tǒng)的修補(bǔ)方法是在裂縫表面鑿v型槽,寬約1-2mm,深約0.5cm,槽面應(yīng)盡量平整。用鋼絲刷或竹刷刷清縫口,并鑿去浮渣。用手持式皮風(fēng)箱吹清,待表面干燥,裂縫外宜蘸有丙酮或二甲苯洗擦一遍保證槽內(nèi)清潔。在裂縫四周涂一層環(huán)氧樹脂漿液,最后嵌入環(huán)氧砂漿,用刮刀使其平面與原混凝土齊平。待環(huán)氧樹脂硬化后就可應(yīng)用。養(yǎng)護(hù)期間不宜受潮、受震,以保證修補(bǔ)質(zhì)量。但這種方法的缺點(diǎn)是如果修補(bǔ)用修補(bǔ)膠與梁體結(jié)合不牢固,加之過車的震動和梁體自身的撓度修補(bǔ)混凝土脫落,擴(kuò)大了裂縫的暴露面,必將對梁體帶來新的損傷。
②對于裂縫多且深入結(jié)構(gòu)內(nèi)部的豎向、斜向、縱向裂縫也可以采用注漿法進(jìn)行修補(bǔ)。按灌漿材料的不同可分為水泥石灰粘土灌漿、化學(xué)灌漿、瀝青灌漿。其中化學(xué)灌漿這種方法效果最好,應(yīng)用最廣,它可以修補(bǔ)0.3mm甚至更細(xì)小的裂縫。主要工藝流程是仔細(xì)檢查裂縫并清理干凈,在裂縫上打孔埋嘴子,埋好后將其余的裂縫全部封閉,在封閉完后隔一天可進(jìn)行打壓試驗(yàn)看封閉效果,無滲漏后將配制好的漿液灌入。灌漿完畢待漿液聚合固化后,即可將灌漿嘴一一拆除,并用環(huán)氧樹脂抹平。最后對每一道裂縫表面再刷一層環(huán)氧樹脂水泥漿,確保封閉嚴(yán)實(shí)。這種處理方法處理裂縫效果較好,但是對于梁底豎向裂縫嚴(yán)重超限的梁體可以說是“治標(biāo)不治本”。
③目前膠濟(jì)線部分豎向裂縫嚴(yán)重的梁體施加縱向體外預(yù)應(yīng)力效果明顯,增加梁體的縱向強(qiáng)度,克服了既有橋梁本身的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足的弱點(diǎn)。
施加縱向體外預(yù)應(yīng)力法是利用對梁體受拉區(qū)施加縱向預(yù)應(yīng)力,可以抵消部分自重應(yīng)力,起到卸載作用,從而能較大幅度的提高粱的承載能力。實(shí)例
大圩河(雙),中心里程膠濟(jì)k188+067,全長110.8m,3-32.0m預(yù)應(yīng)力混凝土梁,圖號豐70-2,梁高2.50m,搖軸支座。橋上線路為直線,1980年建成。在日常的設(shè)備檢查中,工區(qū)發(fā)現(xiàn)梁底出現(xiàn)豎向裂縫。隨著列車的高速重載,該梁的裂縫有所發(fā)展,于是對其進(jìn)行了縱向加固。預(yù)應(yīng)力束采用1×7公稱直徑15.2mm抗拉強(qiáng)度為1860MPa的環(huán)氧涂層鋼絞線組成的可更換成品索,鋼絞線為外包PE的單根無粘結(jié)環(huán)氧噴涂鋼絞線,每股鋼束外套HDPE管道,在鋼束穿過橫隔板及錨固塊的預(yù)應(yīng)力管道中預(yù)埋鋼管鋼管內(nèi)襯四氟板。鋼絞線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)須符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T5224-2003要求錨具采用低回縮錨具,錨墊板及千斤頂采用配套錨墊板、千斤頂。具體施工工藝:(1)在橫隔板及外側(cè)肋上縱向預(yù)應(yīng)力穿過出打孔,孔徑76mm;孔內(nèi)設(shè)外徑76mm壁厚4mm鋼管,鋼管與孔壁之間采用建筑結(jié)構(gòu)膠粘結(jié);(2)采用化學(xué)植筋法制作腹板內(nèi)側(cè)混凝土錨固塊,錨固塊中橫向預(yù)應(yīng)力管道直徑35mm,縱向預(yù)應(yīng)力管道直徑65mm;(3)張拉錨固塊橫向預(yù)應(yīng)力,張拉應(yīng)力1395MPa;制作腹板外側(cè)混凝土錨固塊;(4)張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋,張拉應(yīng)力1395MPa;(5)密封錨頭。
注意事項(xiàng):(1)鉆孔前應(yīng)用電子探測儀精確探測梁體鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋的位置,以防鉆斷梁內(nèi)鋼筋;(2)新舊混凝土界面進(jìn)行鑿毛處理;(3)為防止堿骨料反應(yīng),混凝土骨料的選擇及最大堿含量應(yīng)符合《鐵路混凝土工程預(yù)防堿-骨料反應(yīng)技術(shù)條件》TB/T3054的有關(guān)規(guī)定。
經(jīng)過縱向加固提高了梁體豎向剛度,阻止了梁體豎向裂縫的發(fā)展,保證了膠濟(jì)鐵路時(shí)速200km/h線路的安全運(yùn)營。結(jié)語
既有線提速區(qū)段,列車的高速重載對橋涵設(shè)備的質(zhì)量要求在不斷提高,針對我段管內(nèi)部分既有橋梁仍在使用,及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)梁體病害,并根據(jù)成因?qū)ΠY下藥能有效的延長梁體壽命,是保證行車安全的關(guān)鍵。
【參考文獻(xiàn)】
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