第一篇:鋼筋混凝土梁產生裂縫的原因及處理
現澆混凝土梁裂縫的分析及預防
【摘要】本文分析了鋼筋混凝土梁的裂縫產生原因和部位,并提出了相應的預防措施。【關鍵詞】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力和次應力的作用下,引起結構變形而裂縫。構件在使用過程中受年溫差的長期作用,當溫差的脹縮應力大于構件極限抗拉強度時就會裂縫。構件裂縫的因素是多方面的,包括結構設計、地基沉降差異、施工質量、材料質量、環境影響等,無論何種原因產生的裂縫,都會給建筑物肢體結構帶來影響。2裂縫形成原因
鋼筋混凝土梁出現裂縫的原因很復雜。主要有:材料或氣候因素、施工不當、設計和施工錯誤、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時,如干燥過快,則產生收縮裂縫,通常發生在表面上,裂縫不規則,寬度小。
(2)水泥水化硬化時的裂縫。水泥在水化及硬化的過程中,散發大量熱量,使混凝土內外部產生溫差.超過一定值時.因混凝土的收縮不一致而產生裂縫。
(3)溫變裂縫。現澆鋼筋混凝土梁隨著溫度變化會產生熱脹冷縮變形。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、混凝土為10a×10-b由于混凝土截面高度較大或較特殊環境下施工.如較寒冷地區施工。梁的上下表面溫度不一致,梁會產生溫度彎矩。如溫度彎矩與荷載彎矩迭加超過梁所能承擔的能力。梁便會產生裂縫。預防產生溫度裂縫的措施主要有:① 設置溫度裂縫。② 運用水化熱小和收縮小的水泥。③ 澆筑后.表面應及時覆蓋并灑水養護.復季應延長養護時間,寒冷季節混凝土表面采取保溫措施。
(4)設計欠周全。如鋼筋混凝土梁的截面不夠,梁的跨度過大,高度偏小,或者由于計算錯誤,受力鋼筋截面偏小、配筋位置不當、節點不合理等。都會導致混凝土梁出現結構裂縫。
(5)施工質量造成的裂縫。
① 由于混凝土標號偏低、受力鋼筋截面偏小、截面尺寸不符合設計等而導致混凝土梁出現裂縫。
② 由于施工不當、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,在梁上超載堆荷,而導致出現裂縫。
(6)預制鋼混凝土梁在運輸、吊裝過程中,由于支撐不合理、吊點位置不符,以及較大的振動或沖擊荷載,也會導致鋼筋混凝土梁出現裂縫。
(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、增大梁上荷載等均會出現裂縫。3裂縫的部位 3.1 粱受拉區裂縫
由于澆筑混凝土時施工管理不善.使用了低劣的鋼筋,造成梁受拉鋼筋強度不足。施工中,提前拆模、施工荷載超過設計荷載或混凝土強度低于設計規定,以及使用不當,使用荷載大大超過原設計荷載,使梁受拉區產生裂縫。梁受拉區產生的裂縫一般采用水泥漿封閉,防止鋼筋銹蝕,再根據具體情況做補強加固處理。3.2 梁在支座附近的斜裂縫
梁的混凝土強度低于設計強度,抗剪鋼筋不足,箍筋沒有增加,也有的因超載,提前拆模時混凝土強度低于標準強度值,造成的抗剪能力低而產生剪切裂縫。應先用粘結漿液壓注處理。再進行加固補強。確保梁的使用安全。3.3 粱受壓區裂縫
梁的高度小,有的梁沒有抗裂驗算,混凝土振搗不夠密實,梁長期在溫差作用下產生溫差變形及長期處于干燥狀態的環境中干縮變形,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、粘結密封裂縫和補強。4 裂縫的處理
根據裂縫的成因情況,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。隨著裂縫的擴展和延伸,鋼筋達到屈服強度,受壓區混凝土應變量增大.梁剛度大大降低,構件趨向破壞。此類縫必須及早采取加固補強。以滿足結構安全需要。對于裂縫的處理,首先要重視對裂縫的調查分析,確定裂縫的種類、程度、危害及加固的依據。調查可從裂縫的寬度、長度、是否貫通、是否達到 彈性極限應力的位置、有無潮氣或漏水、工程地點環境以及施工圖紙設計情況等多處人手,分析裂縫產生的本質原因,以采取相應的措施。
1.經過調查分析,確認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)表面修補法。該法適用于縫較窄,用以恢復構件表面美觀和提高耐久性時所采用,常用的是沿混凝土裂縫表面鋪設薄膜材料,一般可用環氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。施工時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。當裂縫較寬時,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行填充,也可使用水泥砂漿或瀝青等材料。施工時,先將槽內碎片清除,必要時涂底層結合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂輪或拋光機將表面磨光。
(3)注入法。當裂縫寬度較小且較深時,可采用將修補材料注入混凝土內部的修補方法,首先裂縫處安設注入用管.其它部位用表面處理法封住.使用低粘度環氧樹脂注入材料,用電動泵或手動泵注入修補,此法在裂縫寬大于0.2mm 時,效果較好。2.如果梁的裂縫情況影響了梁的承載能力,就應更慎重研討,分析比較,采用經濟高效的方法,達到加固的目的,可采用的方法有:
(1)鋼箍加固法。此法適合于補強梁內特長箍筋及彎起筋不足,抗剪達不到要求的情況。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u形鋼箍套上后焊接,然后打入金屬楔楔緊。采用鋼箍時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氧樹脂粘結劑粘結到構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。粘結前.鋼材表面進行噴砂處理,混凝土表面刷凈干燥,粘結層厚度為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。采用四面圍套時壁厚應據實際情況而定,一般兩側大于50ram,上下大于l00mm 為宜,縱向鋼筋及箍筋通過計算確定。當梁受樓面限制時,可采用三面圍套,此時兩側混凝土厚度宜大于l00mm.縱向鋼筋可用25與原梁縱筋焊接固定,施工時在梁兩側板上間隔500mm 鑿洞以澆筋混凝土,箍筋可用開口箍或穿板封閉箍.并經計算確定配筋數量。
(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.當梁截面強度與要求相差不大時,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。當粱的截的下部增加l00mm 以上,按計算配置縱筋和箍筋采用圍套及單面加厚法加固時,縱筋與支座連接有下述方法:
梁支撐在柱上時,新加縱筋可通過連接鋼板或直接與柱內受力筋焊接在一起;梁支撐在主梁上時,應在主梁上回設斜托支座,斜托鋼筋與主梁中主筋焊接。對于梁的端支座,可將梁內部分縱向鋼筋按45。或30。角曲折成斜筋焊于主梁內原縱筋上,或另加入浮筋,電焊連接新舊縱筋。5結語
鋼筋混凝土梁裂縫應針對成因、貫徹預防為主的原則、加強設計施工及使用等方面的管理,確保結構安全和避免不必要的損失。一旦產生裂縫.應全面調查分析,查明原因,取得加固依據,在選擇處理方法上,應比較論證、綜合考慮,以求施工方便、經濟高效。
鋼筋混凝土梁出現裂縫如何進行質量檢測?
鋼筋混凝土結構上產生的裂縫,常見于非預應力受彎、受拉等構件中,以及預應力構件的某些部位。
對于各類裂縫,必須先查明其性質和產生的原因,進而確定具體的修繕方法。鋼筋混凝土結構裂縫根據
其產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。各種裂縫產生原因
荷載裂縫
結構在荷載作用下變形過大而產生的裂縫。一般多出現在構件的受拉區域、受剪區域或振動嚴重等
部位。產生的主要原因是結構設計、施工錯誤、承載能力不足、地基不均勻沉降等等。
鋼筋混凝土結構是由混凝土和鋼筋共同承擔極限狀態的承載力,結構設計師需根據地基情況,靜、動
荷載,環境因素、結構耐久性等控制荷載裂縫。從國內外有關規范可知,對結構變形作用引起的裂縫問
題,存在著兩類學派:一是設計規范規定很靈活,沒有驗算裂縫的明確規定,而由設計人員自由處理。另
一類則是設計規范有明確規定,對于荷載裂縫有計算公式并有嚴格的允許寬度限制,如我國《混凝土結構
設計規范》(GB50010,SO4
22002)及有關試驗資料,混凝土最
大裂縫寬度的大致控制標準:(1)無侵蝕介質,無防滲要求為013~014mm;(2)輕微侵蝕,無防滲要求為
012~013mm;(3)嚴重侵蝕,有防滲要求為011~012mm。為了達到這樣的標準,就必須對各種裂縫采取相
應的控制措施。
211 荷載裂縫
在結構設計方面,結構設計者必須嚴格按照《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)第811 條規定
進行裂縫控制驗算,根據不同的結構部位,采取相應的合理配筋。
212 溫度裂縫
防止因混凝土本身與外界氣溫相差懸殊,處于高溫環境的構件,應采取隔熱措施,加強養護,尤其在氣溫高、風大且干燥的氣候條件下更應及早噴水。對大體積混凝土應控制裂縫,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,常規的溫控措施既復雜又費錢。
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償收縮混凝土對此種裂縫的控制也
很有效。補償混凝土是一種適度膨脹的混凝土,按國內外補償混凝土的技術要求,混凝土在濕養護期間, 在配筋率ρ = 018 %的試驗條件下,它產生的限制膨脹率為0102 %~0103 % ,在混凝土中建立的預壓應力
為012~017MPa ,這一預壓應力能夠抵消導致混凝土開裂的全部或大部分應力。與此同時推遲了混凝土
收縮的產生過程,這就是補償混凝土的抗裂原理。
214 沉降裂縫
對軟土地基進行必要的夯壓和加固處理;預制場地應夯打密實方可使用;現澆和預制構件模板應支
撐牢固,保證其強度和剛度,并應按規定時間拆模;防止雨水及施工用水浸泡地基。
215 腐蝕裂縫
保證混凝土的密實度,以阻止侵蝕介質和水、氧等的侵入;在構件表面加涂防護層。
施工項目質量問題的分析,是正確擬定質量事故處理方案的前提,是明確質量事故責任的依據。為此,要求對質量問題的分析力求全面、準確、客觀;對事故的性質、危害、原因、責任都不能遺漏。要有科學的論證和判斷;言之有理:論之有據,方能達到統一認識的目的。
施工項目質量問題的分析,是正確擬定質量事故處理方案的前提,是明確質量事故責任的依據。為此,要求對質量問題的分析力求全面、準確、客觀;對事故的性質、危害、原因、責任都不能遺漏。要有科學的論證和判斷;言之有理:論之有據,方能達到統一認識的目的。
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傳給地基,而地基在荷載作用下,其應力是隨深度而擴散,深度大,擴散愈大,應力愈小;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力的擴散作用,即使地基地層非常均勻,房屋地基應力分布仍然是不均勻的,從而使房屋地基產生不均勻沉降,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生多大的影響。但當房屋修建在淤泥土質或軟塑狀態的粘性土上時,由于土的強度低、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。如果房屋設計的長高比較大,整體剛度差,而對地基又末進行加固處理,那么墻體就可能出現嚴重的裂縫。裂縫對稱的發生在縱墻的兩端,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,必然是地基附加應力作用使地基產生不均勻沉降而形成的。
當房屋地基土層分布不均勻,土質差別較大時,則往往在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處出現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,當未留設沉降縫時,也容易在高低和較重的交接部位產生較大的不均勻沉降裂縫。此時,裂縫位于層數低的荷載輕的部分,并向上朝著層數高的荷載重的部分傾斜。
當房屋兩端土質壓縮性大,中部小時,沉降分布曲線將成凸形,此時,往往除了在縱墻兩端出現向外傾斜裂縫外,也常在縱墻頂部出現豎向裂縫。
在多層房屋中,當底層窗臺過寬時,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,新建房屋的基礎若位于原有房屋基礎下,則要求新、舊基礎底面的高差H與凈距L的比值應小于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,亦應本著先高、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系,長高比大的房屋因剛度差,抵抗變形能力差,故容易出現裂縫;因縱墻的長高比大于橫墻的長高比,所以大部分裂縫發生在縱墻上。裂縫的分布與地基沉降分布曲線密切有關,當沉降分布曲線為凹形時,裂縫較多的發生在房屋下部,裂縫寬度下大上小;當沉降分布曲線為凸形,裂縫較多的發生在房屋的上部,裂縫寬度上大下小。裂縫分布與墻體的受力特點密切有關,在門窗洞口處,平面轉折處、層高變化處,由于應力集中,往往也就容易出現裂縫;又因墻體是受剪切破壞,其主拉應力為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,又應將地基處理和上部結構處理結合起來考慮使其能共同工作;不能單純從地基處理出發,否則,不僅費用大;而效果亦差。在上部結構處理上有:改變建筑物體型;簡化建筑物平面;合理設沉降縫;加強房屋整體剛度(如增加橫墻、增設圈梁、采用筏式基礎、箱形基礎等);采用輕型結構、柔性結構等。
(二)溫度應力引起墻體裂縫分析
一般材料均有熱脹冷縮性質,房屋結構由于周圍溫度變化引起熱脹冷縮變形,稱為溫度變形。如果結構不受任何約束,在溫度變化時能自由變形,那么結構中就不會產生附加應力。如果結構受到約束而不能自由變形時,則將在結構中產生附加應力或稱溫度應力。由溫度應力引起結構的伸縮值。
由于鋼筋混凝土的線膨脹系數a=1.08X10/C,而普通磚砌體的線膨脹系數為0.5XlO/C,在相同溫差下,鋼筋混凝土結構的伸長值要比磚砌體大一倍左右。所以,在混合結構中,當溫度變化時,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生溫度應力,使房屋結構開裂破壞。
溫度應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,當外界溫度上升時,外墻本身沿長度方向將有所伸長,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,屋蓋伸長對墻體產生附加水平推力,使墻體受到屋蓋的推力而產生剪應力,剪應力和拉應力又引起主拉應力,當主拉應力過大時,將在墻體上產生八字形裂縫。由于剪應力的分布大體是中間為零,兩端最大,因此八字形裂縫多發生在墻體兩端,一般占二、三個開間,且發生在頂層墻面上。
2.水平裂縫和包角裂縫
平屋頂房屋,有時在屋面板底部附近或頂層圈梁附近,出現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推拉力而產生的,包角裂縫實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八字形裂縫。有時,外縱墻的水平裂縫也會出現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的推、拉力,使女兒墻根部的砌體外西域女兒墻外傾現象,形成水平裂縫。有時,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,從而造成女兒墻上部沿豎向開裂。
此外,在樓梯間兩側或有錯層處的墻體將易產生局部的豎向裂縫,這是由于樓面收縮產生較大的拉力所致。
影響房屋伸縮出現裂縫的原因很多而且復雜,以上所述的僅是一些常見的情況。為了減少溫度應力的影響,可采取合理地設伸縮縫;避兔樓面錯層和伸縮縫錯位;加強屋面保溫、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;女兒墻設構造柱;加強結構的薄弱環節,提高其抗拉強度等技術措施。
二、懸挑結構坍塌分析
懸挑結構坍塌實例較多,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.穩定力矩小于傾覆力矩
懸挑結構是靠壓重或外加拉力來保持穩定,要求抗傾覆的安全因素不小于1.5,若穩定力矩小于傾覆力矩時,必然失穩,傾覆坍塌。如雨蓬、挑梁,當梁上壓重(砌磚的高度)不能滿足穩定要求時,就拆除支撐、模板,即會產生坍塌事故。
2.模板支撐方案不當
懸挑結構根部受力最大,當混凝土澆筑后,尚未達到足夠強度時,模板支撐產生沉降,根部混凝土隨即開裂,拆模后將從根部產生斷裂坍塌;若懸挑結構為變截面時,施工時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.鋼筋錯位、變形
懸挑結構根部負彎矩最大,主筋應配在梁板的上部。若施工時將鋼筋放在下部,或被踩踏向下變形過大,或錨固長度不夠等原因,拆模后,均會導致根部斷塌。
4.施工超載
懸挑結構的固端彎矩與作用荷載成正比,如施工荷載超過設計荷載,當模板下沉時就在根部出現裂縫;尤其是當由根部向外澆筑混凝土時,隨著荷載增加;模板變形,也極容易在根部產生裂縫,導致拆模后斷裂。
5.拆模過早
不少懸挑結構斷塌事故都是由于拆模過早,混凝土未達到足夠強度所造成。所以,規范規定,跨度小于2m的懸臂梁及板,混凝土拆模強度應大于等于70%;跨度大于2m的懸臂梁及板,混凝土的拆模強度為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16,構造筋為2業12;混凝土強度等級為C20,吊裝時已達100%強度;柱為平臥預制,一點起吊;吊點距柱頂2m;剛吊離地面時,在柱腳與吊點之間離柱腳4.8m左右產生裂縫,裂縫沿底面向兩側面延伸貫通,最大寬度達1.3mm,使柱產生斷裂現象。
(二)事故原因分析
此事故的主要原因是:柱平臥預制吊裝,吊點受力與使用受力不一 致;吊點選擇不合理,吊裝彎矩過大,其抗彎強度和抗裂度不能滿足要求所造成。現予以分析驗算如下: 1.吊點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位置密切有大而遭受破壞,其吊點選擇的原則:必須力求吊裝彎距最小。為此,對等截面柱,當一點起吊時,應使|Mmx|=|一 MD|,即跨中最大正彎距語吊點處負彎距的絕對值相等。據此求得吊點位置距柱頂為0·293L(L為柱長)處。當L為12米時,吊點距柱頂應為 0.293X12=3.5m。原吊點離柱頂為2m,故不符合吊裝彎矩最小的原則,吊裝時必然使跨中最大彎矩的絕對值大于吊點處負彎矩的絕對值,所以裂縫發生在跨中最大正彎矩的截面處。
2.柱子吊裝中抗彎強度不夠
現就按吊裝彎矩最小進行驗算,柱子平臥預制一點起吊,其抗彎強度也不能滿足要求。驗算結果如下:(1)計算荷載g
取鋼筋混凝土重力密度為25000N/m',則自重為0.4X0.6X25000=6000N/m;動載系數為1.3~1.5,取1.5,則計算荷載q=1.5X6000=9000N/m。
(2)計算簡圖
按吊裝彎短最小的原則,吊點離柱頂為3·5m,吊裝時柱腳不離地,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
按施工驗收規范規定,鋼筋混凝土構件在吊裝中受拉區裂縫寬度不大于0.2~0.3mm,而裂縫寬度與鋼筋的受拉應力有關,鋼筋受拉應力愈大,則裂縫寬度愈大。所以,在柱子吊裝中常用鋼筋的拉應力來控制裂縫的寬度。只要鋼筋拉應力滿足下式要求,說明裂縫寬度在允許范圍內,能滿足抗裂度要求。說明抗裂度不能滿足要求。
(三)經驗教訓
從上述事故中,應吸取的經驗教訓如下:
(1)由于柱子吊裝受力與使用受力不一,故必須進行吊裝驗算。
(2)當吊裝受力與使用受力不一時,吊點選擇應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,確定吊點距柱頂為3·5m時,其跨中的正彎矩與吊點處的負彎矩的絕對值相等,均為55.125XlO。而按原吊點距柱頂為2m時,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,原吊點跨中正彎矩要比按吊裝彎矩最小的原則確定吊點跨中正彎矩大1.88倍。該柱在離柱腳4.8m 處出現較大裂縫,產生斷裂現象,也證明了該截面處的吊裝彎矩最大。
(3)當吊裝受力與使用受力一致時,吊點的選擇應盡可能符合使用受力的要求,如簡支梁的兩吊點應靠近梁的兩端;懸臂梁的兩吊點應在梁的兩支座處。
(4)若經吊裝驗算,抗彎強度和抗裂度不能滿足時,首先考慮翻身起吊。如本例采用翻超身吊時,則抗彎強度和抗裂度均可滿足,若翻身起吊仍不能滿足時,則可增加吊點,改一點起吊為二點起吊,以減小吊裝彎矩,或采取臨時加圊措施。
此外,為了便于就位、對中,確保吊裝安全,構件綁扎時務使吊鉤中心線對準構件重心;水平構件吊裝兩點綁扎時,應分別用兩根吊繩;且對等截面構件,還要求兩吊點左右對稱,兩根吊繩長短一致;吊繩水平夾角應大于等于60。不得小于45。;嚴禁斜吊和起重機負荷行駛
鋼筋混凝土現澆板產生裂縫的原因有多種,但最主要的是混凝土中的拉應力超過了混凝土的抗拉強度。8 找出其產生的原因,就可以找到避免的辦法。
1.水泥干縮產生的裂縫,這種裂縫出現在板的表面,比較細小。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生裂縫。避免的辦法是加強養護,進行復蓋和定時澆水。
2.溫差變化引起的裂縫,這種裂縫一般出現在溫差變化較大的環境及面積或長度較大的構件上。解決的辦法是在適當的部位留設伸縮縫。
3.應力集中引起的裂縫,這種裂縫一般出現在板的陰陽轉角處或支座處。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鋼筋網或縮小鋼筋間距。
4.加荷過早產生的裂縫。是因為拆模過早,混凝土強度未達到設計要求而提前加荷,使構件過載而在板底出現裂縫。避免的辦法是嚴格掌握拆模時間,不能提前加載(即使未拆模時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,那問題就嚴重了,請從設計開始查原因(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生的裂縫。請看下面:
1、下部因為是鋼板,表面通常較光,使澆筑在上面的混凝土在結合面上抓合力很小,無法抵抗混凝土在硬化過程中因溫度改變而產生的收縮變形的發展。
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、與設計的澆筑版面尺寸有關,如果平面尺寸長細比過大,也容易因為長方向、短方向收縮應力差別過大造成開裂。
4、建筑沉降、建筑結構發生的變形也應從設計計算中予以復核。
5、在上述主要原因基礎上,基層表面是否清潔無油污、混凝土壓實抹平的次數、混凝土養護等常規施工工藝也是引起產生裂縫的施工工藝問題。
關于如何預防:
1、對于鋼板表面通常較光的原因,可以選用或對鋼板進行處理使鋼板表面盡量粗糙,同時在混凝土中增加鋼筋網或者高強鋼絲網,也可以在混凝土中增加剁碎的高強纖維,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),縮小混凝土內外溫差,同時表面收光至少進行三遍,每遍時間隔1~2小時,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,可以根據版面事先預留分格縫,打斷收縮應力,避免應力集中而開裂。
4、建筑沉降、變形需要設計提供參數,復核。
5、其它施工工藝問題就不在多述了,常規施工規范中都有。
關于如何處理:
1、返工。
2、對通長裂紋進行環氧樹脂灌縫處理。
3、重新補充分格縫
構件裂縫的檢測與補強
路彥興
柴有昌 韓全有
(河北省建筑科學研究院)(峰峰礦區建管局)
[提 要]灌漿特別是化學灌漿,是處理構件裂縫的一種常用補強方法。對于化學灌漿補強方法,目前國內已有很多的研究成果,但工程界更為關注的是灌漿的質量及其效果如何。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例,較為詳盡地介紹了整個檢測一補 9 強一再檢測一對比分析的全過程,通過對灌漿補強處理前、后兩次超聲波檢測,檢查灌漿結果。[關鍵詞]裂縫的檢測 補強 再檢測。構件裂縫的檢測與描述
某市人民銀行營業樓為2層框剪結構。在施工過程中,首層框架拆摸后發現框架梁D-⑥-⑦, G-⑤-⑥, G-⑥-⑦上出現不同程度的裂縫,裂縫的位置均在梁、柱接點(或與次梁交接處)附近,經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。
該裂縫經國家工程質量檢測中心分析檢測認為:裂縫的原因主要是由于現澆結構的收縮、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構的類型、已承受的施工荷載及材料有一定的關系。該裂縫對結構的承載能力基本沒有影響。從結構的正常使用和耐久性考慮,可在工程施工后期,待裂縫完善穩定之后,采用化學灌漿等方法進行處理。
為了進一步確定裂縫的深度并為灌漿時灌漿嘴的埋置深度、位置及漿液的配制方法提供依據,在國家檢測中心檢測鑒定的基礎上,我們又用超聲波法對裂縫進行了進一步的檢測。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。儀器的發射電壓定為1000V,增益為0,在測試過程中,同時記錄聲時值,首波幅值,對于典型的波形進行拍照記錄。1.1 換能器的布置方法
1.1.l平測法:將發射換能器和接收換能器均布置在梁的同一側面,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進行測試,另外為計算裂縫深度還應進行不踏縫測量,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行平測時則采用斜測法,即將發射換能器和接收換能器分別置于構件兩側平行的測試表面,當聲路穿過裂縫時,接收信號的波幅、聲時和頻率會有明顯的變化,可根據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用油漆標注清楚,并加以保護,待對裂縫進行灌漿處理后,仍在原測點進行測試,以便于對灌漿前后兩次的測試結果進行對照,確定灌漿結果。2 化學灌漿
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、酒精等有機溶劑再裂縫兩側2-3cm范圍內擦洗干凈,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鑿完后,清除污物并擦洗于凈。2.2 埋置灌漿嘴、封縫
在一條裂縫上必須設置有進漿嘴用P氣嘴。進漿嘴一般設置在裂縫的端部或裂縫較寬部用汽嘴則設置在裂縫的另一端部,對于貫通的裂縫則在梁的兩面交錯設置,灌漿嘴在埋設時,先在其底盤上抹一層厚度約lmm的環氧膠泥或專用的封縫膏,后將進漿嘴騎縫粘貼在預定的位置上,再用環氧膠泥粘結牢固。封縫是整個灌漿工藝中一個比較關鍵的工序,封縫質量的好壞直接影響灌漿的效果與質量。對于裂縫寬度較小,選用環氧膠泥封閉。即先在裂縫的兩側涂一層環氧基液,后抹一層環氧膠泥,抹膠泥時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,應首先在“V”形槽面上刷一層環氧基液,待初凝后用水泥砂漿抹平即可。(關于環氧基液,環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行壓力試漏,試漏需在封縫膠泥具有一定強度后進行,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,若有起泡現象產生說明該處封閉不好可用水玻璃快硬水泥漿進行密封、修補。2.4 灌漿
在漿液配制以前應首先對漿罐、壓力表、空壓機、高壓管及閥門等器具進行檢查,并與裂縫的注漿嘴進行連接,用壓縮空氣將孔及縫吹干凈達到無水干燥狀態,然后再根據所配漿液的凝固時間及進漿速度確定配漿數量。
將配制好的漿液加人注漿罐封閉加壓,此時漿液即會準人裂縫中,在加壓過程中要密切注意壓力表讀數的變化及出漿口漿液的溢出情況,待出漿口出漿時應立即關閉閥門(或扎緊乳膠管)結束該次灌漿,靜停一定時間再進行第二次復灌。
灌漿的終止條件以不吸漿為原則(實際難以達到),在實際工作中一般加壓到0.4MPa,并穩壓305,若壓降不大于10%,則終止第一次灌漿。復灌時其終止條件為壓力0.6MPa,10分鐘內無壓降。灌漿結束后應及時用兩員對灌漿設備進行清洗以備下次使用。3 灌裝質且的檢驗——再檢測
為了對灌漿的質量進行檢驗,在灌漿七天后我們用超聲波法對已灌漿裂縫進行了重復測試,重復測試的測點布置,測試方法及儀器的選用參數(包括發射電壓,增益,衰減)均與第一次測試時間完全相同。
通過對比發現,灌漿后構件超聲波傳播的聲時(波速)值有明顯的減少(增加),首波幅值增加。其測試結果已接近正常混凝土的測試結果,因此認為此次灌漿對裂縫的處理達到了預期的效果。4 結束語
化學灌漿具有廣泛的適用性,是處理構件裂縫的一種常用補強方法,利用超聲波法檢驗灌漿質量比其它檢驗方法(如壓水檢驗、鉆芯檢驗)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量,如果能與超聲波信號的頻譜分析相結合,筆者認為有可能取得更好的測試精度和應用效果。
第二篇:淺談鋼筋混凝土梁裂縫的產生原因及整治(模版)
淺談鋼筋混凝土梁裂縫的產生原因及整治
【摘 要】膠濟既有線提速區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生原因,介紹了這幾種裂縫的整治方法。
【關鍵詞】既有線;提速區段;鋼筋混凝土梁;裂縫;整治
0 引言
濟南鐵路局淄博工務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護維修工作量大幅減小,但經過多年的運營,我們發現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備。膠濟既有線提速區段大部分既有線利舊的預應力鋼筋混凝土梁橋、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:這種裂縫出現在梁的側面,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根短裂縫。膠濟線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,出現的水平縱向裂縫,伴隨著裂縫的擴展,混凝土保護層剝離,鋼筋外露而銹蝕。膠濟線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網狀裂縫:在結構的表面淺層上,出現的龜紋狀裂縫、豎向裂縫、水平裂縫和干縮裂縫等。膠濟線k366+142為1-16m普通鋼筋混凝土梁橋,該橋梁體表面存在網狀裂縫;
1.2 梁體產生的裂縫原因分析
①普通鋼筋混凝土梁底部產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。人們根據混凝土的特性在梁的受拉截面上根據受力計算加入適當的受力筋。在梁體受力時,混凝土梁底受拉,當強度超過混凝土的受拉強度時混凝土產生裂縫,此時由鋼筋受拉,眾所周知鋼筋的抗拉強度很高,這樣提了梁體的承重能力。因此在允許的范圍內的豎向裂縫是正常的。這種裂縫的特性是當荷載消失后梁體裂縫恢復原狀。這樣的裂縫是屬于彈性范圍的裂縫,其性能比較穩定。鐵路橋隧建筑物狀態評定標準規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。當梁底豎向裂縫超過規定的限值繼續發展,梁體受壓截面減小,中性軸上移偏心受拉時,鋼筋受力超過鋼筋的屈服強度時,鋼筋嚴重變形,裂縫急劇向上開展并延伸,形成貫穿裂縫,后果將極其嚴重,這種裂縫發展過程比較緩慢,但一旦受拉鋼筋達到屈服極限后,鋼筋產生很大的塑性變形,此時病害急速發展造成梁體斷裂。
②梁底縱向裂縫的產生原因比較復雜,是由于混凝土開裂導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,導致混凝土保護層鼓起甚至脫落。
③網狀裂縫是由于混凝土等級低,施工方法不當,養護不到位等原因所致。整治方案
整治裂縫的方法,根據裂縫的成因有以下幾種:
①傳統的修補方法是在裂縫表面鑿v型槽,寬約1-2mm,深約0.5cm,槽面應盡量平整。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清潔。在裂縫四周涂一層環氧樹脂漿液,最后嵌入環氧砂漿,用刮刀使其平面與原混凝土齊平。待環氧樹脂硬化后就可應用。養護期間不宜受潮、受震,以保證修補質量。但這種方法的缺點是如果修補用修補膠與梁體結合不牢固,加之過車的震動和梁體自身的撓度修補混凝土脫落,擴大了裂縫的暴露面,必將對梁體帶來新的損傷。
②對于裂縫多且深入結構內部的豎向、斜向、縱向裂縫也可以采用注漿法進行修補。按灌漿材料的不同可分為水泥石灰粘土灌漿、化學灌漿、瀝青灌漿。其中化學灌漿這種方法效果最好,應用最廣,它可以修補0.3mm甚至更細小的裂縫。主要工藝流程是仔細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行打壓試驗看封閉效果,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,并用環氧樹脂抹平。最后對每一道裂縫表面再刷一層環氧樹脂水泥漿,確保封閉嚴實。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重超限的梁體可以說是“治標不治本”。
③目前膠濟線部分豎向裂縫嚴重的梁體施加縱向體外預應力效果明顯,增加梁體的縱向強度,克服了既有橋梁本身的設計強度不足的弱點。
施加縱向體外預應力法是利用對梁體受拉區施加縱向預應力,可以抵消部分自重應力,起到卸載作用,從而能較大幅度的提高粱的承載能力。實例
大圩河(雙),中心里程膠濟k188+067,全長110.8m,3-32.0m預應力混凝土梁,圖號豐70-2,梁高2.50m,搖軸支座。橋上線路為直線,1980年建成。在日常的設備檢查中,工區發現梁底出現豎向裂縫。隨著列車的高速重載,該梁的裂縫有所發展,于是對其進行了縱向加固。預應力束采用1×7公稱直徑15.2mm抗拉強度為1860MPa的環氧涂層鋼絞線組成的可更換成品索,鋼絞線為外包PE的單根無粘結環氧噴涂鋼絞線,每股鋼束外套HDPE管道,在鋼束穿過橫隔板及錨固塊的預應力管道中預埋鋼管鋼管內襯四氟板。鋼絞線的技術標準須符合《預應力混凝土用鋼絞線》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)在橫隔板及外側肋上縱向預應力穿過出打孔,孔徑76mm;孔內設外徑76mm壁厚4mm鋼管,鋼管與孔壁之間采用建筑結構膠粘結;(2)采用化學植筋法制作腹板內側混凝土錨固塊,錨固塊中橫向預應力管道直徑35mm,縱向預應力管道直徑65mm;(3)張拉錨固塊橫向預應力,張拉應力1395MPa;制作腹板外側混凝土錨固塊;(4)張拉縱向預應力筋,張拉應力1395MPa;(5)密封錨頭。
注意事項:(1)鉆孔前應用電子探測儀精確探測梁體鋼筋和預應力筋的位置,以防鉆斷梁內鋼筋;(2)新舊混凝土界面進行鑿毛處理;(3)為防止堿骨料反應,混凝土骨料的選擇及最大堿含量應符合《鐵路混凝土工程預防堿-骨料反應技術條件》TB/T3054的有關規定。
經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展,保證了膠濟鐵路時速200km/h線路的安全運營。結語
既有線提速區段,列車的高速重載對橋涵設備的質量要求在不斷提高,針對我段管內部分既有橋梁仍在使用,及時檢查發現梁體病害,并根據成因對癥下藥能有效的延長梁體壽命,是保證行車安全的關鍵。
【參考文獻】
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第三篇:淺析現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的產生原因及處理辦法
淺析現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的產生原因及處理辦法
[摘要]
近年來,由于建筑工程施工技術的不斷發展,現澆鋼筋混凝土技術已經發展到了一個較為成熟的地步。但由于商品混凝土的品質、混凝土攪拌運輸、結構設計、施工管理等多方面因素導致現澆鋼筋混凝土樓板出現裂縫,對建筑結構整體性和使用功能產生了一定的影響,因此分析樓板裂縫產生的原因和合理的控制處理,對保證鋼筋混凝土建筑結構的整體性及正常使用具有重要的意義。本文主要根據自己個人的施工經驗,結合各方面的理論知識,在施工管理方面對樓板裂縫的原因和控制處理進行簡單的分析歸納。
[關鍵詞] 現澆鋼筋混凝土樓板;裂縫;施工技術;質量控制;裂縫處理辦法
一、現澆鋼筋混凝土樓板常見裂縫的種類
1、斜向裂縫:多分布在房屋外墻轉角所在房間的樓板上,裂縫一般成45°斜向,有時一只角同時出現兩條裂縫,裂縫基本上為上下貫通。如某七層框架商住樓工程,結構總長度約為100m,設有兩道溫度縫,其基礎一側為條形基礎,其余為獨立承臺基礎。在工程交接時后兩個月左右突然發現在靠其中一條溫度縫的一跨柱角樓板有45°裂縫,從三層至六層樓板每層均有3條,但均未貫穿樓板。
2、縱橫向裂縫:主要表現為縱橫向裂縫。如某教學樓,其現澆鋼筋混凝土樓板大面積出現寬度0.1-0.3mm不等的縱橫向裂縫。
3、表面龜裂:此類裂縫主要表現在施工過程中產生的裂縫,容易控制與處理。如某在建工程,因板面面積大,在晚上澆混凝土,第二天早上派人澆水,但前面澆,后面就干掉,到中午時板面出現龜裂縫,用肉眼可辯識。
二、現澆鋼筋混凝土樓板裂縫原因分析
1、商品混凝土引起樓板裂縫的原因分析 如今建筑施工都基本采用商品混凝土,由于商品混凝土采用泵送,要求混凝土的流動性要好,因此一般商品混凝土的水灰比、坍落度比較大。如果混凝土水灰比、坍落度偏大,經過振搗后樓板表面會形成一層水泥含量較多、收縮性較大的水泥浮漿層或砂漿層。一方面由于混凝土初凝時表面游離水分蒸發過快產生急劇的體積收縮,而此時混凝土早期強度較低,面層為浮漿或砂漿層強度更低,不能抵抗這種變形應力而導致混凝土表面裂縫。另一方面由于面層浮漿或砂漿的收縮值比基層混凝土大許多,變形值不同也導致混凝土表面裂縫。
2、模板及支撐體系引起樓板裂縫的原因分析
澆搗混凝土前模板不灑水潤濕,過于干燥,模板吸收混凝土中大量的水分,造成樓板混凝土塑性收縮,產生裂縫。模板支撐體系未完全按規范和方案要求進行搭設,導致梁板支撐剛度不夠或模板撓度過大,在荷載作用下沉陷變形,造成樓板混凝土裂縫。
3、鋼筋成品保護引起樓板裂縫的原因分析
在樓板混凝土澆搗時,不注重鋼筋的成品保護,上部負彎矩鋼筋被操作工人踩彎、踩倒、下沉,由于變形破壞的鋼筋沒有及時得到調整歸位,導致樓板鋼筋保護層過厚,使其不能有效地發揮抵抗負彎矩的作用,降低了樓板結構抵抗外荷載的能力,樓板很容易產生裂縫。
4、混凝土振搗引起樓板裂縫的原因分析
混凝土過分振搗,將使骨料沉落擠出水分和空氣,表層呈現泌水,造成比下層混凝土收縮性大的表面砂漿層,待水分蒸發后,極易形成混凝土表面收縮裂縫。混凝土振搗后過度抹平壓光也會使混凝土中骨料下沉,樓板表面也會形成收縮性大的表面砂漿層,造成樓板表面混凝土收縮裂縫。
5、過早拆模和上荷引起樓板裂縫的原因分析
施工單位為了節約模板成本,現場只配備二套模板周轉使用,同時為搶工期,施工進度達到四至五天一層,這樣過早拆除下層模板時,樓板混凝土還遠遠沒有達到拆模強度要求。加之施工單位不科學安排施工工序,在樓板混凝土澆搗完成后第二天就上人上材料進行下一道工序施工,混凝土未達到終凝時間強度就上荷載,造成混凝土樓板的彈性變形,導致混凝土早期強度低或無強度時,承受彎、壓、拉應力,造成樓板產生裂紋或斷裂。
6、混凝土養護引起樓板裂縫的原因分析
在現澆混凝土樓板的施工過程中,由于一次性澆搗面積大,表面與空氣接觸面積也大,水化過程較快,致使樓板表面溫度較高。受太陽照射后,更加快了混凝土表面的游離水分蒸 發,水泥缺乏必要的水化水,從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。特別是夏、冬兩季,因晝夜溫差大,養護不當更容易產生裂縫。
二、現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的施工管理控制
1、商品混凝土引起樓板裂縫的施工管理控制
攪拌站要根據實驗室配合比要求,控制好水泥、水、砂石的級配,從而控制混凝土水灰比、塌落度,提高混凝土的抗裂性能。施工時嚴把商品混凝土進場質量,混凝土進場后,如混凝土有離析現象,必須進行二次攪拌,如檢測混凝土塌落度過大,一律退場,嚴禁使用。在施工過程中,混凝土要在初凝前澆搗完成,超過初凝期的混凝土不能隨意加水再使用。
2、模板及支撐體系引起樓板裂縫的施工管理控制 在樓板混凝土澆搗前,應先將基層和模板澆水濕透,避免模板過多吸收混凝土中的水分。模板支撐體系的搭設必須符合規范和方案的要求,保證模板及支撐體系有足夠的剛度,在施工井架或施工運輸工具頻繁經過的位置,適當增加模板支撐。
3、鋼筋成品保護引起樓板裂縫的施工管理控制 澆搗樓板混凝土時,必須設置馬道或鋪設操作平臺,防止操作工人直接踩踏負彎矩鋼筋,同時在澆搗樓板混凝土的整個過程中,要指派專人調整鋼筋,恢復踩踏變形、移位的鋼筋,確保負彎矩筋發揮應有的作用。
4、混凝土振搗引起樓板裂縫的施工管理控制 施工中混凝土充分振搗,可使骨料和水泥漿在模板中致密排列,有助于混凝土的密實性和抗裂性,對澆搗后的混凝土進行二次振搗可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成孔隙,減少內部微裂縫的形成和發展,提高混凝土與鋼筋的握裹力,增加混凝土的密實度,從而提高混凝土的抗裂性,但要注意掌握二次振搗時間,振搗時間不宜過長。在混凝土硬化前,混凝土還未終凝時表面進行二次抹壓,消除混凝土的收縮應力,閉和泌水收縮裂縫。
5、過早拆模和上荷引起樓板裂縫的施工管理控制
施工單位現場要配備多套模板循環使用,當拆除最下層模板時,樓板結構混凝土強度已達到設計拆模強度。同時施工單位在澆搗混凝土時多留置幾組同條件養護試塊,根據實際情況隨時送實驗室測試強度,保證混凝土達到規定拆模強度后再拆模。如確實需要提早拆模,可以在樓板混凝土中摻用復合高效減水早強劑,其3d強度比普通混凝土增加30%,7d強度可達90%。科學、合理地組織施工,嚴格施工操作程序,不盲目搶工期。在混凝土強度未達到1.2MPA之前,不準隨便上人和集中堆放鋼筋等重物,混凝土強度達到1.2MPA之后,堆放重物也要在兩根梁之間放上方木,將重量通過方木傳遞到梁上。
6、混凝土養護引起樓板裂縫的施工管理控制
施工單位要重視混凝土早期養護,樓板混凝土要在二次振搗后及時養護,隨抹隨覆蓋塑料薄膜,在不易覆蓋塑料薄膜的部位涂刷養護劑,防止在混凝土表面撒干水泥抹壓。樓板混凝土嚴禁在經太陽直曬后直接澆水養護,以防止溫度驟降導致樓板表面裂縫。混凝土終凝后,指派專人澆水養護,使混凝土一直處于濕潤狀態,養護時間不少于7d。
四、裂縫的處理
修補前需要對樓板裂縫進行檢測與研究以確定裂縫部位、開裂程度和裂縫產生的原因等。根據裂縫的性質和具體情況我們要區別對待、及時處理,以保證建筑物的混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法:
1.樹脂灌注法。環氧樹脂是最常見的裂縫灌注材料。它具有較高的機械強度,并能抵抗混凝土所遇到的大多數化學侵蝕,樹脂可以灌入到0.05㎜的裂縫。除某些特殊的環氧樹脂之外,當裂縫是活動的、有滲漏的、不能干透的或者裂縫數量極多時,通常不易采用樹脂灌注法。
2.釘合法。當必須恢復主裂縫斷面的抗拉強度時,使用釘合法比較適宜。特別比較適宜在不會損壞周圍結構的場合下用來鎖閉活動裂縫。用相對薄而長的金屬“縫合u形釘”跨過裂縫嵌入事先開好的槽溝中,用無收縮砂漿或者環氧樹脂基粘合劑來固定。
3.表面封閉法。這是最簡單和最普通的裂縫修補方法。用于修補對結構影響不大的靜止裂縫,通過密封裂縫來防止水汽、化學物質和二氧化碳的侵入。4.灌漿法。(1)普通水泥灌漿大體積水壩、厚混凝土墻、或者水工結構的巖石基礎上的裂縫,有時通過注入硅酸鹽水泥砂漿來密閉。(2)聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌漿料,和水反應后形成固態沉淀物或泡沫材料,起到封閉裂縫的作用。可在潮濕環境中使用。
5.鉆孔嵌塞法。這種方法通常用來灌注墻體中的裂縫。如果要求密封防水,孔中應填入柔性瀝青來代替砂漿;如果灌注栓塞的作用比較重要,孔中則要灌注環氧樹脂。
6.柔性密封法。通常將活動裂縫轉變為運動節縫是比較適宜的辦法。沿裂縫邊緣開一凹槽并填入適當的柔性材料。節縫底部使用隔離層。
7.粘貼法。當運動不止作用于一個平面時,或者過度的運動已超過一個普通尺寸的凹槽所允許的范圍時,或者不可以切割出槽時可使用這個方法。用柔性的密封帶蓋住裂縫,僅將帶的邊緣部分粘住。8.附加鋼筋法。(1)普通鋼筋首先將裂縫密閉,然后貫穿裂縫平面大約90°的方向鉆孔,將環氧樹脂注入孔內,再將鋼筋插入孔中使之粘合成整體。(2)外部施加預應力通過后張法施加應力,來加強結構件的主要部分或者封閉裂縫。9.自閉合法
混凝土依靠自身合攏裂縫稱為“自閉合”,這是在存在濕氣并且沒有拉應力作用時發生的一種現象。機理:由于周圍空氣和水中存在二氧化碳,使水泥漿中的氫氧化鈣發生碳化作用,結果碳酸鈣和氫氧化鈣晶體在裂縫內析出并生長。晶體組合交織產生一種機械粘接作用,又被鄰近晶體之間以及晶體和水泥漿及骨料表面間的化學粘接作用所增強,最后混凝土裂縫部位的抗拉強度得到一定的恢復,裂縫也被密閉了。主要用于修補潮濕環境的結構。整個自閉合時期的水飽和必須連續保持。
五、結束語
現澆鋼筋混凝土樓板裂縫是建筑工程中常見的質量通病,大量的工程實踐說明,弄清鋼筋混凝土樓板裂縫產生的原因,在施工過程中,全面、細致地考慮到各種樓板裂縫影響因素,嚴格遵守施工規范,加強現場混凝土施工的管理,就可以有效地預防和控制樓板裂縫的發生。一旦樓板產生裂縫,應分析裂縫產生原因,對癥下藥,采取合理的修補措施。
參考文獻
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5、蔡明海,鋼筋混凝土現澆樓板裂縫原因分析及防治措施,煤炭工程,2004年第10期
第四篇:淺談現澆鋼筋混凝土樓板裂縫產生的原因、預防和處理
淺談現澆鋼筋混凝土樓板裂縫產生的原因、預防和處理
浙江凱恩房地產有限公司 張建雄
摘要:現澆鋼筋混凝土樓板裂縫是常見的質量問題,裂縫的存在不僅會影響居民的日常生活,也直接影響到房屋建筑的正常使用以及結構安全性,已經成為房屋建筑工程施工迫切需要解決的質量通病。本人長期工作在施工第一線,結合自己多年施工實踐經驗就現澆鋼筋混凝土樓板裂縫形成原因從混凝土的特性、原材料質量、設計和施工等方面進行了分析,旨在施工過程中預先制定專項裂縫預控措施和方案,減少裂縫的產生作一些探討,并提出了預防樓板裂縫產生的相應措施和處理方法。
關鍵詞:現澆鋼筋混凝土樓板裂縫原因、預防措施、處理方法
混凝土是由水泥、摻合料、外加劑與水配制的膠結材漿體將分散的砂、石子攪拌粘結在一起的工程常用材料,是一種多元、多相、分均勻的水泥基復合材料,彈性模量較高而抗拉強度較低,在受約束條件下只要發生少許收縮,產生的拉應力往往會大于該齡期混凝土的抗拉強度,導致混凝土開裂。現澆鋼筋混凝土樓板出現裂縫是十分普遍的現象,是工程常見的質量通病,也是長期困擾建筑施工的一個難題。其特點是:第一、具有廣泛的普遍性。無論是磚混結構、框架結構還是剪力墻結構,由于近年來住宅結構施工周期縮短,勞務作業人員的技術素質下降,樓板結構裂縫成為多發性的質量問題。第二、危害性較大。樓板裂縫不僅對結構安全構成威脅,還會降低建筑物的整體性、耐久性和抗震性,也降低了建筑物的使用壽命。第三、處理難度大。一旦出現樓板裂縫,單純從技術角度無法處理達到正常水平。因此分析其開裂的原因,既不能忽視隱患的存在,也不能對裂縫產生恐懼感,采取科學的態度進行認真的分析和處理,具有重大的經濟效益和社會價值,對于完善混凝土結構設計、施工技術具有極強的現實意義。
一、現澆鋼筋混凝土樓板裂縫產生原因分析
1、混凝土的收縮變形使樓板產生裂縫
1.1澆筑初期(終凝前)的凝縮變形
凝縮變形產生的裂縫發生在混凝土結硬前最初幾小時內,通常澆后24h即可觀察到。這種裂縫有兩類:一類是由于塑性混凝土下沉產生的裂縫,在梁、板、墻中都有可能產生;另一類是塑性收縮裂縫,常出現在板中,裂縫呈不規則的雞爪狀或地圖狀。凝縮變形產生的裂縫多與混凝土的泌水現象有關。新澆筑的混凝土經壓實后,由于重力作用,重的固體顆粒向下沉,迫使輕的水向上移,即所謂“泌水”。當固體顆粒彼此支撐不再下沉,或水泥
結硬阻礙了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固體顆粒能不受阻礙地自由下沉,則僅使結硬后混凝土的體積減少,并不會產生裂縫。
塑性收縮裂縫并不受混凝土中鋼筋的影響,影響塑性收縮裂縫的主要因素是混凝土表面的干燥速度,當水分蒸發速度超過了泌水速度時,就會產生這種裂縫。因此凡是能加速蒸發速度的因素(如氣溫高、相對濕度低、風速大以及混凝土中溫度高于周圍空氣溫度)都會促使塑性收縮裂縫的發生。塑性收縮裂縫的表面寬度有的可達1~2mm.這種裂縫在自由支承板的四角處則很少出現,因為角部的干縮不受約束;相反,如板的邊緣受到約束(磚墻等),則將出現與板邊呈45°的一系列平行裂縫。
1.2硬化過程中的干縮和水化作用引起的自身收縮
自身收縮與干縮一樣,在澆筑后相當長的時間約1~3 周才會出現,它是由于水的遷移而引起的。但它不是由于水向外蒸發散失,而是因為水泥水化時消耗水分造成凝膠孔的液面下降,形成彎月面,產生所謂自干燥作用,使混凝土體的相對濕度降低和體積減少;水灰比的變化對干燥收縮和自身收縮的影響正相反,即當混凝土的水灰比降低時干燥收縮減少,而自身收縮增大。如當水灰比大于0.5時,其自身干燥作用和自身收縮與干縮相比可以忽略不計;但是當水灰比減少到0.35時,混凝土內相對濕度會很快降低到80%以下,自身收縮與干縮則相接近。在硬化混凝土收縮受約束的條件下,收縮應變將導致彈性拉應力,拉應力可被近似看作彈性模量與應變的乘積;當拉應力超過混凝土的抗拉強度時,材料出現開裂。但是由于混凝土的粘彈性(徐變),部分應力釋放,徐變產生的應力松馳后的殘余應力才是決定混凝土是否開裂的關鍵。
2、材料特性及材料質量問題產生的裂縫
2.1混凝土收縮變形
混凝土作為由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料,在施工成型后隨著水分的大量蒸發,混凝土體積勢必隨之收縮產生變形。但是由于現澆混凝土樓板受到梁、柱、墻等周邊支座的約束力,并不能自由收縮變形。當約束應力超過混凝土的極限承受能力時,就會造成現澆混凝土樓板的開裂。這樣的裂縫通常出現在板角等應力相對較為集中區域。2.2混凝土溫度裂縫
鋼筋混凝土樓板澆筑初凝過程中,由于水化熱的作用會導致鋼筋混凝土內部溫度較高,根據相關監測數據發現溫度差最高可達50℃以上。在養護期14 天內,混凝土內外溫差一般處于較大水平。混凝土樓板表面由于具有較好的熱量散失條件溫度基本相對較低,現澆鋼筋混凝土樓板的內外溫差導致溫度應力的產生,當溫度應力超過混凝土的極限抗拉強度時,便會導致裂縫的產生。
2.3水泥質量和使用上的問題
水泥品種混亂,大量打著普通硅酸鹽水泥的水泥在混合材料的使用上存在諸多問題,摻雜使假、違規生產盛行;建設、設計、施工單位對于水泥產品不熟悉,致使水泥品種單一,促成水泥廠造假。中小型水泥廠管理跟不上,盲目提高混合材的摻量,出廠水泥質量難以保證。在任何工程、任何部位、任何施工氣候條件千篇一律的使用普硅水泥,無論對于確保工程質量還是降低造價都沒有好處。
2.4商品砼自身特點
目前已普遍采用泵送商品砼進行澆筑,但受劇烈的市場競爭,導致各商品砼廠商以采用大粉煤灰摻量,低價位、低性能的砼外摻劑,以及細度模數低、含泥量較高的中細砂作為降低價格和成本的主要競爭手段。混凝土強度值對水灰比的變化十分敏感,水、水泥、外摻混合材料等計量偏差,將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大的砂配制的混凝土收縮大,抗拉強度低,容易因塑性收縮而產生裂縫。泵送砼坍落度大,易產生局部粗骨料少、砂漿多的現象,此時砼脫水干縮時,就會產生表面裂縫。
3、施工技術和方法不當產生的裂縫
3.1模板支撐體系施工措施不當
在現澆鋼筋混凝土樓板施工過程中,模板支架沒有設計計算或設計達不到規范要求也是導致現澆混凝土樓板開裂的主要原因。近年來現澆鋼筋混凝土樓板施工多采用大規格竹膠板(五合板)做模板,鋪設后應用釘子與下面的木方支撐肋釘牢固,否則大規格模板與木方檔之間會產生空隙,當受到上部壓力時,模板會下陷變形(俗稱“喘氣”)。混凝土澆注過程中因荷載較小,有時模板不變形,當樓板再承受施工活荷載時,就會產生變形,從而導致樓板混凝土裂縫。另外支模過程中模板下方木檔的間距過大,上下層之間的支撐不垂直,垂直支撐面與現澆樓板接觸位置松動等等都會造成模板支撐體系變形,使混凝土樓板內產生過大的應力變形,造成裂縫的發生。此外由于拆模板過早,現澆鋼筋混凝土尚未達到設計強度等級時,在荷載的作用下樓板結構受荷超過承載能力也會造成樓板的開裂。拆除墻角模板方法不當,當上層墻體拆除角部鋼模板時,施工人員往往圖方便,將拆下的角模板直接推倒砸在樓板上,巨大的沖擊力經常導致樓板角部出現環狀的密集微裂縫。3.2管線埋設處理不當
現代建筑設計中多采用將各類強電、弱電管線在樓板內暗敷的方式,局部會出現樓板內電氣埋管(PVC)集中的現象,集中的PVC埋管占據了較大的樓板截面,形成局部薄弱帶,這在一定程度上導致了混凝土樓板內的有效截面減小,而且PVC埋管與混凝土兩種材 3
料的線性膨脹系數差別較大,粘結力不強,造成現澆鋼筋混凝土的密實度不足,極易導致由于應力集中而造成樓板在PVC埋管彈性力作用下產生與管線走向一致的樓板裂縫。3.3混凝土泵送澆搗施工存在質量問題
在房屋建筑工程施工過程中,現澆鋼筋混凝土一般采取泵送的方式,這就要求混凝土的坍落度在120-220MM 之間,水泥用量以及水灰比均較大。同時為了緩解運輸過程中出現初凝,部分混凝土中還摻加了緩凝劑,極易導致在泵送以及澆搗過程中出現浮漿,造成澆筑混凝土的均勻性較差,表面收縮量增加,因而出現裂縫,澆搗方法不當和澆搗速度過快也是砼產生裂縫的因素之一。3.4施工荷載過于集中
在樓板混凝土剛剛失去塑性但強度還沒有達到一定程度時,最容易受到損害,造成無法修復的缺陷,需要很好的保護。現代施工節奏較快,往往在混凝土剛剛終凝時即開始上層施工,大量的施工材料、機具、人員等施工荷載,特別是高層結構使用的鋼制大模板,經常在樓板中間位置集中堆放,造成樓板中間部位出現大量不規則的微小裂縫。
3.5上人操作時間過早
有時為了搶工期,施工人員往往在樓板混凝土強度尚未達到規范要求的1.2MPa時,即開始在上面施工作業,這時樓板受到動荷載的作用,必然在混凝土內部產生微裂縫。
3.6操作工藝及養護措施
經過多年的實踐,發現商品混凝土澆搗后二次抹壓十分重要。初凝前進行二次振搗和抹壓并及時覆蓋薄膜對表面裂縫效果很好。規范合理的養護措施可以有效降低混凝土的收縮量,試驗研究表明混凝土保濕養生兩周相比于不足一周的養護時間,收縮量可以降低25%左右,這對于控制混凝土現澆樓板的裂縫具有重要的作用。但是部分施工單位對于混凝土澆筑結束后的保濕養生重視不足,難以按照相關規范要求進行養護,造成現澆鋼筋混凝土裂縫的出現。
3.7過早加載或施工超載
在新澆的板面過早加載或施工超載,在使用塔吊向新澆筑的樓板上吊運鋼筋、料箱(斗)等重量較大的物體時,經常由于指揮控制不當以及下部未墊方木等原因,物體下落速度較快,導致重物直接沖擊樓板而產生樓板裂縫。
4、結構設計方面產生的裂縫 4.1建筑和構造
平面布局不合理,結構構造措施不力,變形縫(后澆帶)位置不合理,構造鋼筋不足。設計無抗裂要求,抗扭、抗沖切和抗剪強度不足。地基變形或沉降過大等。
4.2設計中對多跨連續板邊跨的板邊往往簡化處理為簡支,由此而產生的誤差在構造上予以配置構造鋼筋補強,但所配置的構造鋼筋有往往存在直徑過細,間距過大。
4.3樓板配筋設計中,僅在樓板軸線承重梁處配置了負彎筋,這些鋼筋在樓板撓度應變產生負彎矩時起抗力作用,剛性較大;而在樓板中間的配筋設計僅計算支撐平板的正壓力負荷,數量較少所以就顯得相對薄弱,容易出現裂縫。
4.4對樓板來說,約束最大的位置在陽角和陰角處,因為轉角處梁或墻的剛度最大,它對樓板形成的約束也最大,同時沿外墻轉角處因受外界氣溫影響,也是樓板收縮變形最大的部位;一般來說,板內配筋都按平行于板的兩條相鄰邊設置,使得轉角處夾角平分線方向的抗拉能力最薄弱,沿外墻轉角處的樓板容易出現45°斜向放射狀裂縫。
綜上所述,現澆鋼筋混凝土樓板裂縫是工程常見的質量通病,在設計和施工過程中要充分考慮到上述因素,有針對性的加以預防和解決,采用合理的技術措施,現澆鋼筋混凝土樓板裂縫是可以得到有效控制和預防的。
二、現澆鋼筋混凝土樓板裂縫預防措施
1、嚴格控制混凝土原材料質量
由于鋼筋混凝土現澆樓板大多使用商品混凝土,因此為避免由于混凝土材料原因出現裂縫,必須嚴格控制水泥、砂石等原材料的質量,嚴格按照設計以及規范要求進行配合比設計及計量。對于進場使用的混凝土,除進行坍落度等必要的試驗驗收外,仍需留置混凝土試塊,以確保用于澆筑施工的混凝土質量。
2、完善鋼筋混凝土現澆過程施工工藝,規范混凝土養護作業。
對于模板支撐體系施工作業,首先應該根據工程不同情況及相關要求進行設計驗算,綜合考慮施工過程中吊裝等各種荷載對模板穩定性的影響。對于鋼筋的綁扎,應該確保保護層的厚度與設計要求一致,避免保護層過厚導致現澆板有效厚度降低而出現裂縫。電暖等管線的鋪設應盡可能的與鋼筋交叉布置或者與現澆板短跨方向平行鋪設。避免多層管線相互疊放造成應力集中,如不得已需要在各種管線集中位置增加鋼筋加強網或采取預埋線盒等保護措施。對于混凝土的澆筑搗實作業,應根據不同季節混凝土的初凝時間,確保初凝前完成搗實以及找平。在現澆混凝土終凝時間之前應完成板面的二次抹壓工作,以便于及時進行混凝土保濕養生。規范合理的混凝土養護措施,是提高鋼筋混凝土現澆板整體強度,預防裂縫發生的有效措施。養護作業的關鍵要點在于確保混凝土處于潮濕狀態下,避免混凝土表面水分的蒸發。通常情況下二次抹平后及時對混凝土采用覆蓋塑料薄膜或者使用薄膜養生液,保濕養生時間不得低于一周,有抗滲要求的不少于14天,對其它使用外摻劑的混凝土應適當延長養生時間。在混凝土強度沒有達到7.2N/mm2前,不得上去踩踏或進
行施工作業。
三、現澆鋼筋混凝土樓板裂縫常用的處理方法
現澆鋼筋混凝土樓板裂縫常用的處理方法有表面修補法、局部修補法(部分鑿除重澆)、水泥壓力灌漿(≥0.5MM的穩定裂縫)、化學灌漿(≥0.5MM的裂縫)、減小結構內力及卸載或控制荷載、結構補強、改變結構方案及拆除重做等方法,具體應根據不同建筑類型和用途按照實際情況慎重選用,下面就一般常用做法作簡單的介紹。
1、表面封閉法
對于混凝土裂縫小于 0.15mm 難以使用填充材料的微縫,可以通過表面封閉的方式進行處理,以提高鋼筋混凝土現澆板的防水性,避免水分浸入對鋼筋的銹蝕。表面封閉法的施工工藝為首先清洗處理干凈現澆樓板表面(包括迎水面和背水面),待充分干燥后使用黏度相對較低的液態樹脂或者是表面涂料膠均勻的填充涂刷裂縫表面,形成對裂縫的封閉處理。
2、壓力灌漿法
壓力灌漿主要包括水泥灌漿以及化學灌漿兩種方式,一般情況下用于處理寬度介于0.15-0.5mm 之間的裂縫,其處理方式為通過一定的壓力條件將水泥或者環氧、甲凝類材料灌入裂縫內部實現混凝土現澆樓板裂縫的修復。壓力灌漿法施工步驟主要包括:清潔裂縫、確定灌漿口、裂縫封閉、安設底座及灌漿設備、壓力灌漿及封口,最后作業結束后清理灌縫表面的封縫膠。
3、開槽填補法
對于寬度超過 0.5mm 而且較長的現澆混凝土樓板裂縫,一般采用開槽填補的方式處理。首先利用切割機沿裂縫發展方向將裂縫擴大,使其形成v 型槽的形式,之后將處理后的裂縫清洗干凈,將槽底通過水泥漿處理后分層填充環氧砂漿、水泥砂漿或者其他密封材料,密封裂縫后將現澆樓板表面抹平壓實。
4、壓力灌漿法施工工藝 4.1材料選用
①水溶性聚氨酯灌漿液與丙酮化學分析醇
適用于地下室底板及地下室頂板裂縫長度大于2米或裂縫寬度大于0.2mm的裂縫。水溶性聚氨酯是由環氧乙烷或環氧丙烷開環共聚的聚醚與異氰酸合成制得的一種不溶于水的單組分灌漿材料,該材料適用范圍廣泛,無污染。
②速凝微膨脹水泥
適用于地下室頂板裂縫長度小于2米或裂縫寬度小于0.2mm的裂縫。
③水泥基聚合物防水劑
在地下室頂板裂縫修補后的迎水面進行防水處理,原卷材防水照常施工。4.2施工工藝流程
將照明燈引入施工面尋打出裂縫部局并做好標記→在地下室架好通風設備→鑿去縫表面的松動混凝土及雜物,并用水清洗干凈縫口→用速凝微膨脹水泥補平→每一定距離用沖擊電鉆鉆孔深100mmΦ12mm孔→用12mm灌漿咀埋入孔中(孔深及灌漿咀直徑應根據板確定)→再用電動壓力機將水溶性聚氨酯,從灌漿咀注入滲水裂縫內→注漿時緩慢進行→直至有漿料開始從裂縫滲出來為止→檢查清理。
4.3施工步驟
①檢查:仔細檢查漏水部位,清理滲漏部位附近的污物,以備灌漿。
②尋找裂縫是一項繁瑣、細致的工作,如表面不易干燥,可以用噴燈烘干,用角磨機磨光周邊,裂縫處因含有水份,立即可以發現,此辦法即提高了工作效率,又可確保每一分區無遺漏。
③布孔:在漏水部位打灌漿孔,對深層裂縫可鉆斜孔穿過縫面,一般孔距為200MM—500MM。
④埋嘴封縫:埋設注漿嘴,用快干水泥封閉。
⑤裂縫修補:灌漿液應從每一枚針頭開始(結構立面由下往上灌注),當漿液從微孔處冒出時,應立即停止,移入第二枚繼續灌注,依次向前進行。在灌注過程中,如果漿液已灌滿相鄰的針頭位置,可以跳開不注;如注漿后發現裂縫兩端仍有繼續延伸、或有裂縫與其相交叉,應在該位置補孔,重新注漿。這樣,整條裂縫的第一次注漿才算結束。
⑥灌漿:根據滲漏部位的具體情況確定灌漿壓力、灌漿量。用堵漏注漿泵將水溶性聚氨酯灌入裂縫,當全鄰孔出現純漿液時,移至鄰孔,在規定的壓力下灌漿,直至壓不進為止(注入率≤0.01L/min),隨即關閉閥門。(一般灌漿壓力0.3Mpa)。
⑦72小時后檢查滲漏部位有無滲水,無滲水將灌漿嘴折斷,用快干水泥將基面封閉、抹平。
⑧先做樣板經監理甲方確認后再大面積施工。4.4注漿時應注意的問題
①當一枚針頭在灌注較長時間后(約5分鐘后),漿仍未從裂縫內冒出,應停止灌注,間隔一段時間后再進行,如仍未灌滿,應檢查鉆孔是否與埋管線交叉、板底是否有孔洞等情況,待查明原因后再進行灌漿。
②灌注時應嚴密注視灌注機的工作壓力表,如超過額定壓力(350kg以上),應停機后再進行,如壓力仍居高不下,應檢查鉆孔是否與裂縫完全交叉。
③聚氨酯是遇水膨脹材料,工作時應穿戴好防護用具,如手套、護目鏡等。表面清理及設備維護。
④待漿液凝固后,表面應及時清理。
⑤灌注機連續使用最多不超過10小時,如中途停止工作超過30分鐘,應及時清理機械,清洗可用專用清洗劑或丙酮等。
4.5資料整理
①對于地下室滲漏的部位,必須在圖紙中標注清楚,注明裂縫方向、部位、裂縫寬度等。
②做好施工紀錄,詳細注明裂縫修復部位、長度、裂縫寬度及施工時間及其施工方法。③對原材料廠家證明、合格證及有關檢驗報告進行收集與整理。4.6施工中應注意的問題
①在尋找裂縫前,首先應對裂縫進行分析,并按裂縫寬度、長度的不同分別取蕊,以確定裂縫深度發展規律。如非貫穿裂縫且深度較淺,可以作表面處理。
②裂縫修補:灌漿液應從每一枚針頭開始(結構立面由下往上灌注、平面一般由板底面向上灌注),當漿液從微孔處冒出時,應立即停止,移入第二枚繼續灌注,依次向前進行。在灌注過程中,如果漿液已灌滿相鄰的針頭位置,可以跳開不注;如注漿后發現裂縫兩端仍有繼續延伸、或有裂縫與其相交叉,應在該位置補孔,重新注漿。這樣,整條裂縫的第一次注漿才算結束。
③為使裂縫內注滿漿液,應進行第二次注漿,第二次灌注應與第一次間隔一段時間(約30分鐘),必須在漿液凝固前完成,如第二次灌注后,漿液仍不能愈合,應在該位置重新鉆孔注漿。
④裂縫內注滿漿液后撥下高壓注漿管,其止水針在沒有壓力的情況下能自動封閉。
⑤注漿完后,剔除止水針頭,用避水通防水砂漿抹平壓光,恢復成板面平。結束語
現澆鋼筋混凝土樓板裂縫是工程常見的質量通病,只有在設計過程中針對各種影響因素考慮全面、細致,嚴格遵守設計規范,設計合理;同時對于混凝土樓板施工做好事前、事中和事后控制,施工前做好各種專項施工方案的編制、審核,確保方案可行,切合實際;施工中加強對鋼筋質量的檢查、驗收和過程保護,加強混凝土施工工藝控制;施工完成后 8
做好樓板混凝土的養護工作,總之只有在施工中加強管理、責任到人、措施到位,這樣才能有效的預防和減少裂縫的產生,真正做到安全防患于未然。
容易出現的一些非結構性裂縫現象,國內外專家雖有很多的預防措施和處理的方法,但混凝土結構帶裂縫工作是絕對的,無裂縫工作是相對的,重要的是在施工過程中要避免可見的、能夠預控的、特別是對結構安全有影響的裂縫產生。現階段只能采取以“預防為主,修補為輔”的裂縫控制方案,要想在實際施工中徹底杜絕裂縫的產生,仍需要科技的不斷創新、施工技術的不斷提高。全面保證混凝土現澆構件的質量,關鍵在于混凝土形成過程中的一系列階段的控制,從平面布置、設計構造、原材料、配合比、混凝土的開盤鑒定、混凝土的拌制和運輸,入模振搗、施工縫及后澆帶的處理、養護等各個環節都會影響混凝土的質量。因此,施工單位要提高認識,加強管理,控制好工序的質量,而監理工程師也要對混凝土施工實行旁站監理,加強對施工工藝及措施的監督,針對裂縫形成的不同原因,有目的性的采取預防處理辦法,加強施工過程中的質量控制管理,完善施工監管及質量驗收手段,可以有效的緩解現澆鋼筋混凝土裂縫的發生。
參考文獻:
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2014年11月20日星期四
第五篇:現澆鋼筋混凝土樓板裂縫及處理
現澆鋼筋混凝土樓板裂縫及處理
引言
現澆樓板產生裂縫的因素很多,也比較復雜,一旦出現裂縫,處理起來有一定難度。因此現澆板裂縫問題受到設計、施工、監理、建設等單位的普遍關注,從圖紙上注意到設計部門正運用設計手段通過加強構造配筋、設縫等措施進行預防。
1現澆鋼筋混凝土樓板裂縫產生的原因
1.1混凝土配合比不當,混凝土過于粘稠,振搗時氣泡很難排出,也是造成硬化混凝土結構表面出現蜂窩麻面的原因。由于混凝土配合比不當,例如膠結料偏多、砂率偏大、用水量太小、外加劑中有不合理的增稠組份等,都會導致新拌混凝土過于粘稠,使混凝土在攪拌時就會裹入大量氣泡,即使振搗合理氣泡在粘稠的混凝土中排出也十分困難,因此導致硬化混凝土結構表面出現蜂窩麻面。由于混凝土和易性較差,產生離析泌水。
為了防止混凝土分層,混凝土入模后不敢充分振搗,大量的氣泡排不出來,也會導致硬化混凝土結構表面出現蜂窩麻面。有一些水泥廠為了增大水泥細度,又考慮節約電能,往往在磨粉時加入一些助磨劑。
1.2在實際施工時,往往澆注厚度都偏高,超過了GB/T10-95《混凝土泵送技術規程》規定“混凝土澆注分層厚度,宜為300-500mm”的標準,由于氣泡行程過長,即使振的時間達到規程要求,氣泡也不能完全排出面。模板材質不同也會使混凝土結構面層出現不同的狀態。在生產實踐中大家都知道,在其它條件相同的前題下,使用尿醛樹指壓制的竹或木模板成型的混凝土面層質量比用鐵模板成型的混凝土面層質量有明顯的提高。
1.3環境溫度對混凝土結構面層的影響。由于氣泡內部含有氣體,因此氣泡體積變化與環境溫度特別敏感,環境溫度高時氣泡體積變大,氣泡承載力變小,容易破滅。環境溫度低時氣泡體積變小,承載力較大,不容易形成聯通氣泡。
即使混凝土結構面層有氣泡,氣泡也很小,對混凝土結構外觀影響不大,由此使人們聯想到冬夏季混凝土結構面層好于春秋季。春秋季節晝夜溫差較大,因此敷著在混凝土結構表面的氣泡體積變化也很大,當混凝土面層水泥漿體的強度小于氣泡強度時,氣泡體積隨環境溫度變化而變化,氣泡周圍的水泥漿體也隨之變化,隨著時間的推移水泥漿體的強度不斷增加,當氣泡周圍水泥漿體達到一定強度時,再不隨氣泡體積變化而變化,如果此時正趕上氣泡直徑最大時,勢必給混凝土面層留下孔洞。
2現澆鋼筋混凝土樓板裂縫分析
2.1溫度應力。現澆鋼筋混凝土樓板裂縫主要是由混凝土溫度變形和收縮變形引起的。當環境的溫度和濕度變化時,混凝土相應的會產生溫度變形和收縮變形,由于現澆板的體積與表面積的比值(體表比)較小,混凝土的收縮變形較大,使板內出現拉應力。石河子地區具有荒漠大陸性氣候特點屬于典型的炎熱和干燥氣候,夏季白天升溫快,氣候炎熱,夜間降溫快,日差較大。
據石河子氣象局統計資料表明,5-9月份月均日差16.5-17.8℃,普通混凝土的熱膨脹系數為1×10-5,即溫度每升高1℃每米膨脹0.01mm,按溫差為17℃計算,造成的收縮量為1.7×10-4,C20混凝土的彈性模量25.5Gpa,如果按完全約束條件考慮產生的彈性拉應力可達到4.34Mpa.混凝土是一種抗拉能力很低的脆性材料,當板內的拉應力超過混凝土的抗拉強度并且樓板變形大于配筋后混凝土的極限拉伸的時候,樓板內就會產生裂縫。
2.2水泥的品種與強度等級、水泥用量、水灰比。水泥的水化熱是水泥固有的性質,水化熱引起混凝土內部溫度的升高,內外產生溫差,溫差引起的應力可使混凝土產生裂縫。不同品種不同強度等級的水泥礦物成分的含量不相同,礦物成分中鋁酸三鈣水化產生的熱量最大,速度也快,另外水泥細度越細,水化反應比較容易進行,水化放熱量越大,放熱速度也越快。
因此根據水泥的不同礦物成分含量選擇低水化熱的水泥品種和與混凝土強度等級相適宜的水泥強度等級是預防裂縫的前提。混凝土中的水泥用量越大,總發熱量越大。混凝土的溫度會隨水泥用量的增加而提高,造成混凝土的收縮大,水化熱高,產生非受荷裂縫。相同強度等級的混凝土,水灰比增大,水泥用量增多,混凝土的收縮量增大。
混凝土硬化過程是化學結合水與水泥化合的結果,水灰比大,用水量多,混凝土的收縮增大。這是由混凝土收縮引起的非荷裂縫。夏季露天堆放的砂石料受高溫和太陽輻射的影響表層溫度達60℃以上,用這種砂石料配制混凝土會增大用水量,環境溫度過高使水泥出現假凝和粘罐現象。由于水灰比的增大和攪拌質量的降低,將導致混凝土的強度降低干縮增加。
2.3澆筑方案。整體現澆樓板澆筑之前,應從人、機、料、法、環五個方面入手編制一個科學的澆筑方案,在實際的施工過程中,大多數工地的垂直運輸機械使用的是龍門架,設備比較陳舊,工作效率不高,在天氣炎熱、操作人員比較困乏的情況下會出現部分混凝土從攪拌機中卸出到澆筑完畢的時間超過了規范規定的時間,未做技術處理。混凝土澆筑完成后,還沒有達到足夠的強度,就迫不及待的上人操作和堆放材料,使其產生過大的變形,導致裂縫產生。這是結構受荷后產生的裂縫,施工中主要是樓板上施工荷載超載如:普通粘土磚堆放集中,塔吊吊運材料下落時吊籠對樓板的沖擊等。現澆板在未達到規定的拆模強度時拆除模板或支架,此時樓板的承載能力低于設計允許荷載,使樓板在不正常的情況下受荷產生裂縫,這是結構受荷引起的裂縫。施工現場也會出現在未達到規定的拆模強度時,拆除個別的木支撐或鋼管支撐、扣件等,造成支架的承載體系發生變化而產生裂縫。
2.4養護方法。混凝土失水會影響水泥水化作用的正常進行,而且因水化作用未能完成,造成混凝土結構疏松,滲水性增大,形成干縮裂縫。特別是早期養護質量與裂縫的關系密切,早期表面干燥或早期內外溫差較大更容易產生裂縫。
3現澆樓板裂縫的預防措施
3.1在圖紙會審時,根據施工經驗對某些部位提出增強構造配筋,采用細筋密配,對現澆板在單元隔墻上留置溫度變形縫,改善現澆板支座處的約束條件等建議,加強對溫度裂縫的控制。
3.2設計樓板底模及支架時,應充分考慮能否滿足承受各種可能的施工荷載的需要,混凝土澆搗后必須留有足夠的養護時間,在沒有達到拆模強度時,不得減少模板的支架。只允許立碼兩層磚。施工速度應建立在嚴密的科學組織基礎上,應堅決杜絕蠻干的做法,這樣才能使樓板結構裂縫這一質量通病得到有效遏制。
3.3根據現場的實際認真編制澆筑方案,科學確定澆筑順序和方向,按規范要求留置施工縫,對施工縫的處理要符合要求。選擇低水化熱的水泥品種和與混凝土強度等級相適宜的水泥強度等級。減少水泥用量,在做配合比設計時按等和易性、等強度原則摻入粉煤灰,降低水泥用量。
在條件允許的前提下摻加減水劑,進一步減少水泥用量和用水量。采用低水灰比的混凝土,減少混凝土的收縮。對暴曬的砂石料使用前灑水降溫,澆筑前應對模板、模板內的鋼筋骨架等與混凝土接觸的表面灑水濕潤降溫。應在混凝土初凝前用木抹子二次搓平混凝土表面,以消除混凝土的收縮裂縫。加強混凝土的早期養護,并適當延長養護時間,氣溫高應及早澆水養護,不能保證混凝土表面充分濕潤時,要采用覆蓋保濕材料,確保養護質量。樓板內PVC預埋管只允許平行于樓板受力方向或雙向板的短邊方向埋設,埋設在樓板內的PVC管上下部位增鋪不小于400mm的鋼絲網作為補強措施。