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有關鋼筋混凝土結構產生裂縫的幾點體會

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簡介:寫寫幫文庫小編為你整理了多篇相關的《有關鋼筋混凝土結構產生裂縫的幾點體會》,但愿對你工作學習有幫助,當然你在寫寫幫文庫還可以找到更多《有關鋼筋混凝土結構產生裂縫的幾點體會》。

第一篇:有關鋼筋混凝土結構產生裂縫的幾點體會

有關鋼筋混凝土結構產生裂縫的幾點體會

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,使用的混凝土的強度等級也越來越高,混凝土的脆性缺陷也越發暴露出來,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構的各種裂縫,繼而影響到結構的耐久性和結構的使用功能。對此有關專

家已進行了數十年的深入研究和探討,對鋼筋混凝土結構裂縫發生的原因和治理的研究在理論和實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計、施工中有關影響到裂縫發生的節點結合××××醫院住院大樓工程的一些施工實踐進行一些粗淺的探討。

二、混凝土的級配

下表是該醫院住院大樓工程地下室結構使用的泵送混凝土級配情況:

部位

強度等級

水泥

石子

黃砂

粉煤灰

jhn

礦粉

uea

底板、墻板

c40、s8

219

1035

733

61

190

7.06

94

32

頂板

c50

330

1035

665

70

183

7.22

68

40

從上表可以看到,c40強度等級抗滲s8的混凝土水泥(p.o42.5)單方用量可以說已是相當的低了,加上粉煤灰和礦粉的用量也只有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度提高我們認為是不利的,而混凝土產生溫差裂縫和干縮裂縫也主要在這一時期,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行合理地級配設計,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度以抵抗早期裂縫的產生,這似乎是有關混凝土檢驗試驗人員應該進行深入研究的事情,但它又關乎混凝土結構的施工質量。

三、有關設計構造節點

說起鋼筋混凝土產生的裂縫,一般往往歸結為沉降不均勻、溫差裂縫和干縮裂縫以及施工中的保養不夠,不容置疑,大多數的裂縫是因為這些原因產生的。但有時候,往往由于這些原因的存在而掩蓋了結構節點處理的不足。

1、基礎承臺與底板交接

在地下室基礎結構中,設計的承臺底標高往往比地下室底板的底標高要低得多,且承臺與底板的交接往往是垂直交接,有時候地下室的底板設計厚度往往在400~600之間,有的甚至為了節約,底板厚度在300的也有。我們認為由于承臺塊體的剛度遠遠大于薄板的剛度而造成各種應力在板與承臺角點交接處的應力集中,而使該部位出現八字縫。因此我們認為應對該部位的板應進行局部加強,比如加腋,并配制構造鋼筋等。事實上,有些設計已經這樣做了。

2、地下室底板與墻板翻口

現在由于高層建筑越來越多,因此對豎向構件的強度要求也越來越高,這樣往往就造成了豎向構件的強度遠遠大于平面構件的強度等級,對于設計也是無奈之事。現在,高層建筑地下室墻板的混凝土強度往往要比基礎底板的強度高二個等級,有的甚至高三到四個等級。在實際施工中,由于基礎底板的水平施工縫必須留置在墻板上,那么基礎底板上必定有一段墻板(即通常所說的翻口)與之一起澆筑,但由于墻板與基礎底板的混凝土強度等級不同,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生施工冷縫。因此我們認為,設計最好要將基礎底板與外墻板等豎向構件的強度等級統一,既減小了施工冷縫出現的幾率,又便于施工,又能有效的保證工程質量。

3、柱與梁、板

與上述情況類似,高層建筑中柱子的強度等級遠遠大于梁、板構件的強度等級,這似乎是無法解決的一個難題。柱子及周邊一定范圍內的梁、板混凝土要采用比其他梁、板混凝土高二到四個強度等級的混凝土澆筑,但其他梁、板的混凝土又要跟著澆筑,且不說臨時模板的安拆困難,就是每個柱子周邊四個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。我們建議設計對該節點部位采用鋼板套予以解決。

四、施工中的節點處理

1、柱、墻與梁、板節點

現在,有很多工程為了加快工程進度,每一層結構的豎向構件的柱、墻與平面構件梁、板混凝土施工時一起進行澆筑,同時又不控制澆筑速度,在豎向構件柱、墻的混凝土澆筑到梁、板底后未作停歇,就立即進行樓面梁、板的混凝土澆筑。這時的柱、墻的混凝土未充分沉落穩定,在梁、板混凝土澆筑后繼續沉落,所以混凝土澆筑完成后拆模后往往就在該處發生裂縫。斷面高度大的深梁在與樓板的交接處也極易產生此種裂縫。因此我們認為每一層結構的豎向構件的柱、墻與平面構件梁、板混凝土不宜一起進行澆筑,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

現在的地下室除了無法避免的一般都不設變形縫,而采用后澆帶

第二篇:鋼筋混凝土裂縫論文 混泥土結構論文

鋼筋混凝土裂縫論文混泥土結構論文

談鋼筋混凝土裂縫的治理

【摘要】本文結合作者多年從事建筑施工積累的經驗,建筑混凝土結構裂縫有十余種類型,其特點和形成規律也各不相同,但在實際工程中,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。

【關鍵詞】裂縫;控制;治理

混凝土開裂可以說是“常發病”和“多發病”,經常困擾著工程技術人員。根據大量研究和工程實際,從原材料選擇,改進組成設計、改善施工工藝等方面著手,可以預防混凝土裂縫的產生。下面就裂縫的產生原因和治理辦法進行闡述。

地基沉陷引起的裂縫

1.1 裂縫產生

通常我們都認為地基土層在自重的作用下壓縮已穩定,因此,地基沉降的外因主要是建筑物荷載在地基中產生的附加應力。其內因是土由三相組成,具有碎散性,在附加應力的作用下土層的孔隙發生壓縮變形,引起地基沉降。

1.2 治理措施探討

1.2.1 結構方面措施

(1)采用輕質高強的墻體材料,如陶粒混凝土、空心砌塊、多

孔磚等,以減輕墻體自重。

選用輕形結構。如可采用預應力鋼筋混凝土結構,輕鋼結構和各種輕型空間結構等。工業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制輕型屋面板,重量可減輕許多。減少基礎和上覆土的重量。可采用空心基礎、薄殼基礎、無埋式薄板基礎等自重輕,回填土少的基礎形式,以及用空地板代替厚填土以減輕基底壓力。

(2)加強建筑物的剛度和強度。控制建筑物的長高比L/H<2.5;設置封閉圈梁和構造柱。圈梁設置在基礎頂面,頂層門窗上方。地震烈度8度地區應每隔一層加一道圈梁,甚至層層設置圈梁。圈梁應設置在外墻,內縱墻和主要內橫墻上,并宜在平面內連成封閉系統。圈梁的寬度等于墻厚,高度不小于120mm。所采用的混凝土強度等級不低于C15。縱向連續澆注,一次完成以形成整體結構。構造柱應設置在外墻四角和內外墻交接處,其鋼筋與圈梁連接成整體。

(3)減小或調整基底的附加應力,設置地下室。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,達到減小沉降的目的;改變基底尺寸,使不同荷載的基礎沉降量接近,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構。粘性土通常具有一定的結構強度,尤其是高靈敏度土,基槽開挖時,應避免人來車往破壞地基持力層土

的原狀結構。必要時,基槽開挖深度保留200mm左右的原狀土,待基礎施工開始時再挖除。如果坑底已擾動,可先鋪一層中粗砂,再鋪卵石或碎石壓實處理。

(2)合理安排施工順序。當建筑物各部分荷載差異大時,施工順序安排應先蓋高樓、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生附加沉降。在進行井點降水降低地下水位及挖深坑修建地下室時,應注意對臨近建筑物可能產生不良影響。擬建的密集建筑群內如有采用樁基礎的建筑物,樁的設置應首先進行。

施工技術引起的裂縫

2.1 裂縫產生

混凝土裂縫的種類和分布位置:現澆樓板混凝土穿透性龜裂;現澆樓板混凝土預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同條件混凝土試塊達到設計強度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;此時利用支撐對此種情況的混凝土樓板進行局部受力往上頂,因為是局部支點,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此支撐支頂過力而使樓板混凝土出現裂縫。

2.1.2 樓板底模和支架的整體強度、剛度不夠

作者總結,存在下面的原因時均能造成樓板底模和支架的整體強度、剛度不夠的結果,同事使得混凝土結構產生裂縫。未進行模板強度計算;支撐間距和龍骨間距大于經過模板計算的施工方案間距;支撐或龍骨的材料規格小于經過模板計算的施工方案的材料規格;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;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附加支撐

混凝土布料桿本身重量和布料桿系統中混凝土的重量形成的荷載均承壓在布料桿4條腿的4個支點上,在送混凝土時布料桿受混凝土輸送泵壓力沖擊的影響,使得布料稈的4條腿支點經常出現2條腿受力的狀態,此時的現澆板混凝土強度均未達到設計強度,所以此開間樓板混凝土很容易產生裂縫。

2.2 治理措施探討

2.2.1 模板的支撐、大小龍骨材料規格和間距必須通過模板強度計算確定,并在施工中嚴格執行。

2.2.2 與竹膠板接觸的小龍骨厚度必須加工得一致、準確,以確保與竹膠板接觸緊密。

2.2.3 在確保按施工方案設置支撐的拉桿以外,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,并在接頭部位必須設置雙向拉桿,并將拉桿端頭與墻頂實,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。

2.2.5 將泵送混凝土布料桿安置在每層的固定房間,將布料桿的四個支腳位置固定,在每次頂板施工放線時,彈好固定位置的4個十字線(十字線長不小于1米),將十字線處單獨增設支撐,并在每次布料桿吊放時將4個支腳處增鋪不小于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,在原有支撐數量的基礎上適當增加臨時性支撐,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使用。

結語

對于混凝土裂縫的控制是一個綜合性的問題,需要經過設計、監理、施工及使用方等多方面的配合。建筑混凝土結構裂縫有十余種類型,其特點和形成規律也各不相同,但在實際工程中,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,對混凝土結構裂縫原因給出科學正確的“診斷”,是至關重要的,對癥下藥方能起到事半功倍的效果。隨著當今我們對混凝土

耐久性研究的不斷深入,材料科學的不斷發展和建筑技術水平的不斷提高,相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿地解決。

第三篇:淺析鋼筋混凝土結構裂縫的成因及預防措施

上海城市管理職業技術學院

畢 業 論 文

標 題 淺析鋼筋混凝土結構裂縫的

成因及預防措施 學 院 土木工程與交通學院 專 業 建筑工程技術 班 級 10建工(1)班 姓 名 李可桑 指導教師 沈 華 2013 年 4 月 16 日

摘要

近年來,隨著建筑業的蓬勃發展,商品混凝土開始得到廣泛的應用。在此期間,混凝體結構的施工工藝有了長足的進步,強度等級也日趨升高,結構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構的復雜性、特殊性,在施工、使用過程中往往容易出現裂縫,從而影響到建筑物的正常生產、使用。這一問題長期困擾著大批的工程管理人員和技術人員。因此,對鋼筋混凝土的結構裂縫成因及預防措施進行分析、探討,具有重要的現實意義。關鍵字:

鋼筋混凝土

裂縫

預防措施

I

目錄

一、引言.....................................................................................................1

二、鋼混凝土結構裂縫類型、危害以及成因分析................................1

(一)鋼筋混凝土結構裂縫的類型........................................................1

(二)鋼混凝土結構裂縫危害................................................................4

(三)鋼筋混凝土結構裂縫的成因........................................................4

三、鋼筋混凝土結構裂縫的預防措施....................................................7

(一)材料措施........................................................................................7

(二)施工措施........................................................................................8

(三)設施措施........................................................................................9

四、鋼筋混凝土結構裂縫處理措施......................................................10

(一)表面修補法..................................................................................10

(二)內容修補法..................................................................................10

(三)結構補強加固法..........................................................................10

(四)混凝土置換法..............................................................................11

(五)電化學防護法..............................................................................11

(六)仿生自愈合法..............................................................................11

五、結合實例對混凝土結構裂縫的控制進行闡述..............................12

(一)工程概括......................................................................................12

(二)工程設想......................................................................................12

(三)工程抗裂施工措施......................................................................12

II

五、小結...................................................................................................13 參考文獻...................................................................................................16

III

淺析鋼筋混凝土結構裂縫的成因及預防措施

一、引言

隨著我國國民經濟的高速發展,鋼筋混凝土結構已經普遍用于工業和民用建筑中。在建筑工程施工過程中,混凝土是城市建設中廣泛使用的結構材料,但是伴隨這類材料的生產研究與應用,混凝土結構的裂縫問題一直受到人們關注。鋼筋混凝土結構出現裂縫不僅種類繁多,形態各異,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,重者降低建筑結構的承載力、穩定性和整體性,甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。這類裂縫是在現有施工技術條件下較難克服的質量通病之一,特別是民用建筑工程結構樓面出現裂縫,往往會引起業主對工程質量提出異議,從而引發投訴、糾紛以及索賠等情況。因此,正確分析裂縫產生原因,切實加以防治十分必要,十分迫切。因此研究混凝土結構的裂縫產生原因及控制具有重要的社會意義和經濟意義。現根據多年來現場施工實踐經驗和教訓,從設計配筋、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、鋼混凝土結構裂縫類型、危害以及成因分析

(一)鋼筋混凝土結構裂縫的類型

1.荷載裂縫

當結構物收到外荷載作用,導致混凝土內部產生的拉應力超過混凝土的極限抗拉強度,使混凝土產生的裂縫。按照荷載的性質,混凝土結構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,抗拉強度很低,因此,在混凝土結構設計中,荷載裂縫主要通過設置受力鋼筋加以控制。

2.變形裂縫

根據國內外調查資料表明,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致裂縫的產生。當變形受到約束時,導致拉應力產生“微觀裂縫”;“微觀裂縫”將不斷發展為“宏觀裂縫”,即變性裂縫。變形受到的約束分為內約束和外約束,內約束是指一個物體或一個結構本身

各質點之間的相互約束作用,如混凝土組成材料內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部自身變形的不協調等。外約束指一個構建變形受到其他構建的阻礙,或一個結構變形受到另一構件的阻礙,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,產生泌水的過程。當混凝土塑性坍落受到阻擋時,就會產生拉應力,當拉應力大于混凝土的抗拉強度時,混凝土表面即產生塑性坍落裂縫。

(2)收縮裂縫

收縮裂縫分為干燥收縮和化學收縮兩種。1)失水干縮。水分蒸發,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,體積有一定的縮小。干縮量與水泥用量、水灰比的大小有關。水泥用量多、水灰比大的混凝土其收縮亦大。同時混凝土收縮量與氣候有關,夏季氣溫高,氣候干燥,混凝土中水分蒸發快,收縮也快。由于混凝土蒸發干燥非常緩慢,產生干燥收縮裂縫多數在一個月以上,有時甚至一年半載,而且裂縫發生在表層很淺的位置,裂縫細微,有事呈平行線狀或網狀,常常不被人們注意。但是應當特別指出的是,由于炭化和鋼筋銹蝕的作用,干縮裂縫不僅嚴重歲還薄壁結構的抗滲性和耐久性,也會使大體積混凝土的表面裂縫發展成為更嚴重的裂縫,影響結構的耐久性和承載能力。實際施工中,加強覆蓋養護,采取二次搓毛壓平措施,對防止塑性收縮裂縫的產生和裂縫愈合有良好的作用。2)化學收縮。水泥水化生成物體體積小于反應前物質的總體積從而導致的收縮。

(3)溫度裂縫

混凝土由于溫度變化產生的熱漲落變形即為溫度變形。當混凝土結構或構件的溫度變形受到約束時,將在混凝土結構內部產生溫度應力,當由此產生的內部拉應力超過混凝土極限抗拉強度時,混凝土便產生溫度變形裂縫。溫度裂縫是否產生,裂縫的部位、形狀、寬度都與約束程度及材料的抗拉強度有關。而無論外約束還是內約束,溫差或者材料膨脹系數不同導致的溫度變形差是溫度應力產生 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范要求或者地基承載力不足時,因上部建筑物壓力的作用將產生沉降變形。若地基沉降變形不均勻,將在結構內部產生拉應力而導致建筑物開裂,這種裂縫稱為地基不均勻沉降裂縫,簡稱“沉降裂縫”。沉降裂縫一般出現在嚴重濕陷性黃土,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,也會因不均勻稱將導致裂縫發生。

(5)化學反應膨脹裂縫

化學反應使滬寧圖內部不均勻膨脹,在內約束的作用下,導致混凝土開裂。包括水泥安定性不良裂縫、堿集料反應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,或者產生水泥時加入了過量石膏,將導致水泥體積安定性不良。安定性不良的水泥凝結硬化后,游離氧化鈣、氧化鎂的延遲水化,以及過量石膏與水泥中C3Af反應延遲生成的鈣礬石都會產生膨脹,導致混凝土開裂。安定性不良的水泥實際上是廢品,因此,由于導致的開裂在實際工程中很少發生。堿集料反應是混凝土中的堿與集料中活性SiO2發生的一種化學反應。其反應物為無膠凝性能的凝膠體,體積膨脹3~4倍,可產生很大的內應力導致混凝土開裂。

(6)鋼筋銹蝕裂縫

混凝土內部的堿性環境使鋼筋表面形成鈍化膜,起保護鋼筋,防止銹蝕的作用。混凝土處于腐蝕環境下,或者在空氣中的CO2的作用下,內部的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層厚度時,會使鋼筋表面敦化膜破壞,鋼筋銹蝕膨脹,導致混凝土開裂。混凝土中性化發展速度與外部環境、混凝土組成材料以及密匙程度有關,因此,混凝土材料選擇和制備不當,或混凝土保護層太薄時,因此,當混凝土中含有過量的氯離子,或者建筑物處于氯離子介質環境中時,也易產生鋼筋銹蝕裂縫。

(7)凍融裂縫

寒冷或嚴寒地區,處于潮濕環境下的混凝土結構,混凝土內部水分結冰將產生體積膨脹,在反復凍融循環作用下,混凝土將產生凍融裂縫。有時地基土體的凍脹也可能導致混凝土開裂。凍融裂縫的產生于混凝土的密實程度和長期受

潮有關。一般工業與民用建筑,凍融裂縫大部分出現在頂層混凝土挑槽、女兒墻、混凝土壓頂等部位,少部分在底層勒腳部位出現。衛生間、盥洗室靠近外墻的混凝土,因長期受潮多次凍融,有時也會出現裂縫。凍融裂縫的特點是裂縫附近混凝土酥松、表面砂漿剝落、鋼筋裸露,產生銹蝕。同時開裂情況伴隨時間的推移將不斷惡化。

(二)鋼混凝土結構裂縫危害

鋼筋混凝土結構是多組分復合材料,在各種條件變化和各種材料變形不一致的情況下,微觀裂縫的產生幾乎是不可避免的,這種細微裂縫如果不擴展或在一定范圍內擴展的話,它對一般的工業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構使用功能 決定的。對鋼筋混凝土,特別是有充分構造配筋的鋼筋混凝土出現一定程度的裂縫,不會迅速導致破壞,只是限制裂縫寬度的問題,使其達不到有害程度。但實際使用過程中,鋼筋混凝土結構在荷載作用下或是進一步溫差和干縮的情況下,細微裂縫會開始開展并相互貫通,從而發展成較大裂縫,對結構造成極大的影響,形成危害。

常見危害有:(1)影響鋼筋混凝土結構的承載能力;(2)引起鋼筋銹蝕,使保護層崩落;(3)影響鋼筋混凝土結構的正常使用;(4)降低結構剛度,影響建筑物的整體性;(5)影響鋼筋混凝土結構的耐久性能和使用壽命;(6)影響建筑物的美觀;(7)裂縫大的可能使結構或構件徹底報廢、造成工程返工、材料浪費、延遲工期以及較大 的經濟損失。

(三)鋼筋混凝土結構裂縫的成因

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,當溫度、濕度發生變化,地基產生不均勻沉降時,極容易產生裂縫。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生的最有效的途徑。

1.材料因素

(1)粗細集料含泥量過大,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,使混凝土產生裂縫。

(2)骨料粒徑越細、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、或摻量不當,嚴重增加混凝土收縮。(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度等級原因:水泥等級越高、細度越細、早強越高 2.施工因素

(1)混凝土是一種人造混合材料,其質量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂縫產生的直接或間接成因。

(2)水分蒸發、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。(3)模板構造不當,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)混凝土養護,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。

(5)避免在極端天氣條件下施工,可以減少砼結構的開裂情況。3.設計因素

(1)設計結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中,構造處理不當,所產生的構件裂縫。

(2)設計中對構件施加預應力不當,造成構件的裂縫(偏心、應力過大等)。(3)設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板)。(4)設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。

(5)設計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

在鋼筋砼結構中,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,其線膨脹系數一般為1×10-5/0C°當環境溫度發生變化時,就會產生溫度變形,由此產生附加應力,當這種應力超過砼的抗拉強度時,就會產生裂縫。在工程中,這類裂縫較多見,譬如現澆屋面板上的裂縫,大體積砼的裂縫等。

(3)濕度變形

砼在空氣中結硬時,體積會逐漸減小,一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍,常見于現澆墻板式結構、現澆框架結構等,通常是因為養護不良造成。砼的收縮值一般為0.2~0.4‰,其發展規律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構筑物,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)結構受荷

結構受荷后產生裂縫的因素很多,施工中和使用中都可能出現裂縫。如:拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件,在使用荷載作用下往往出現不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30%~40%的設計荷載時,就可能出現裂縫,肉眼一般不能察覺,而構件的極限破壞荷載往往在設計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規范中,分別不同情況規定裂縫的最大寬度為0.2mm~0.3mm,對那些寬度超過規范規定的裂縫,以及不允許開裂的構件上出現裂縫,則應認為有害,需加以認真分析,慎重處理。

(5)徐變

砼徐變造成開裂或裂縫發展的例子工程中也和很常見。據文獻記載受彎構件截面砼受壓徐變,可以使構件變形增大2~3倍,預應力結構因徐變會產生較大的應力損失,降低了結構的抗裂性能。

(6)周圍環境影響,酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕,引起裂縫。(7)意外事件,火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。(8)野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。

三、鋼筋混凝土結構裂縫的預防措施

(一)材料措施

1.材料選用

(1)水泥:根據工程條件不同,盡量選用水化熱較低、強度較高的水泥,嚴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;有害物質及泥土含量和壓碎指標值等滿足相關規范及技術規范規定。

(3)細骨料:一般采用天然砂。宜用顆粒較粗、空隙較小的2區砂、對運送混凝土宜選用中砂;所選的砂有害物質及混凝土含量和堅固指標等應滿足相關規范及技術規程規定。

(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償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充發考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。

(7)鋼筋品種、規格、數量的改變、代用,必須考慮對構件抗裂性能的影響。(8)鋼筋的位置要正確,保護層過大或過小都可能導致砼開裂,鋼筋間距過大,易引起鋼筋之間的砼開裂。

2.配料

(1)配合設計應盡量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應準確,攪拌時間應保證;禁止任意增加水泥用量。

(2)混凝土運輸過程中,車鼓保持在每分鐘約6轉,并到工地后保持攪拌車高速運轉到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到理想效果。

(3)澆筑分層應合理,振搗應均勻、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。結構設計中經常忽略構造鋼筋的重要性,因而經常出現構造性裂縫。合理的配筋,特別是構造配筋,細一點密一點可以提高混凝土的極限拉伸,可有效避免構造性裂縫的產生。

(2)施工中對鋼筋品種、規格、數量的改變、代用,必須考慮對構件抗裂性能的影響。

(3)鋼筋綁扎位置要正確,保護層厚度要盡量準確,不要超出規范規定;鋼筋表面應潔凈,鋼筋代換必須考慮對構件抗裂性能的影響。

(二)施工措施

1.混凝土澆筑

(1)混凝土澆筑時應防止離析現象,振搗應均勻、適度;加強混凝土溫度的監控,及時采取防護措施,優化混凝土配合比。

(2)加強混凝土的早期養護,并適度延長養護時間,在氣溫高、濕度低或風速大的條件下,更應及早進行噴水養護,在澆水養護有因難時,或者不能保證其充分濕潤時,可采用覆蓋保濕材料等方法。

(3)大體積混凝土施工,應做好溫度測控工作,采取有效的保溫措施,保證構件內外溫差不超過規定。

(4)開挖基槽時,要注意不擾動其原狀結構。

(5)加強地基的檢查與驗收工作,基坑開挖后應及時通知勘察及設計單位到現場驗收,對較復雜的地基,設計方在基坑開挖后應要求勘察補鉆探,當探出有不利的地質情況時,必須先對其加固處理,并經驗收合格后,方可進行下一步施工。

(6)合理安排施工順序。當相鄰建(構)筑物間距較近時,一般應先施工較深的基礎,以防基坑開挖破壞已建基礎的地基礎。當建(構)筑物各部分荷載相差較大時,一般應施工重、高部分,后施工輕、低部分。

(7)避免在雨中或大風中澆灌混凝土。

(8)對于地下結構混凝土,盡早回填土,對減少裂縫有利。

(9)夏季應注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫人模、低溫養護,必要時經試驗可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。

2.模板工程

(1)模板構造要合理,以防止模板間的變形不同而導致混凝土裂縫。(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)合理掌握拆模時機。拆模時間不能過早,應保證早齡期砼不損壞或不開裂;但也不能太晚,盡可能不要錯過砼水化熱峰值,即不要錯過最佳養護時機。

(三)設施措施

(1)建筑平面造型在滿足使用要求的前提下,力求簡單,平面復雜的建筑物,容易產生扭曲等附加應力而造成墻體及樓板開裂;控制建筑物的長高比,增強整體剛度和調整不均勻沉降的能力。

(2)設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得以時,應充分考慮采用加強措施。

(3)控制建筑物的長高比,長高比越小,整體剛度越大,調整不均勻沉降的能力越強。

(4)正確設置變形縫,位置和寬度選擇要適當,構造要合理。

(5)合理地調整各部分承重結構的受力情況,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。對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應嚴格控制,可以和其它結構縫合并使用。

(7)部分窗臺砌體應加強。對寬大的窗臺下部宜設置鋼筋砼梁,以適應窗臺的變形,防止窗臺處產生豎直裂縫。

(8)構件配筋要合理,間距要適當。斷面較大的梁應設置腰筋。大跨度、較厚的現澆板,上面中心部位宜配置構造鋼筋。主梁在集中應力處,宜增加附加橫向鋼筋。

(9)減少地基的不均勻沉降,在基礎設計中可以采取調整基礎的埋置深度,不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法,來調整地基的不均勻變形。

(10)層層設置圈梁、構造柱,可以增加建筑物的整體性,提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度,防止或減少裂縫。

(11)積極采用補償收縮混凝土技術:在常見的混凝土裂縫中,有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫,可在混凝土中摻

用膨脹劑來補償混凝土的收縮。

(12)重視對構造鋼筋的認識:在結構設計中,設計人員應重視對于構造鋼筋的配置,特別是樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量。

四、鋼筋混凝土結構裂縫處理措施

(一)表面修補法

適用于對承載力沒有影響的表面裂縫及深進裂縫的處理,亦使用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。具體方法有:(1)表面涂抹水泥砂漿,(2)表面涂抹環氧膠泥。,(3)表面涂刷油漆、瀝青,(4)表面鑿槽嵌補。

(二)內容修補法

用壓漿泵將膠結材料壓入裂縫中,由于其凝結、硬化而起到補縫作用,以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響,或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料,可按裂縫的性質、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,宜采用化學灌漿。

1.水泥灌漿

一般用于大體積混凝土結構的修補,主要施工程序是鉆孔、沖洗、止漿、堵漏、埋管、試水、灌漿。

2.化學灌漿

化學灌漿能控制凝結時間,有較高粘結強度和一定的彈性恢復力,結構整體性效果好,適用于各種情況下裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應根據裂縫性質、裂縫寬度和干燥情況選用。環氧樹脂漿液具有粘結強度高、施工操作方便、成本低等有點,應用最廣。

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,不另設鉆孔。

(三)結構補強加固法

當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行

處理。用錨桿、鋼板、鋼筋混凝土等材料對結構作補強加固,可扼制裂縫進一步發展,恢復結構的整體性。

(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,錨桿成為結構的一部分,能增強結構的承載能力。采用預應力錨桿,錨固作用更明顯,甚至能使混凝土彌合。

(2)鋼板補強法,是將鋼板用粘合劑粘結在混凝土表面上,再用錨桿安裝固定。為了結合緊密,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)鋼筋混凝土補強法,是在原結構表面澆筑一層鋼筋混凝土,起到封閉裂縫,提高承載力,阻止裂縫發展的作用。

(四)混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損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)電化學防護法

電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態,鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的優點是防護方法受環境因素的影響較小,適用鋼筋、混凝土的長期防腐,既可用于已裂結構也可用于新建結構。

(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傷部位自動分泌某種物質,而使創傷部位得到愈合的機能,在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊),在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統,當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

五、結合實例對混凝土結構裂縫的控制進行闡述

(一)工程概括

新鄉第四水廠一期工程位于紅旗區西南角,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、液鋁池等多個大型現澆鋼筋混凝土水池。這些大型水池池壁高4~7.6米,均為10萬m2/d處理能力規模,設計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,均為現澆鋼筋混凝土板壁。水池儲水量大,水壓力高,若施工技術措施不完備或施工不當,極易造成大面積滲漏水。

(二)工程設想

1.為防止因地基不均勻沉降而導致水池結構性開裂滲漏水,基礎地基加固采用砂墊層方法處理。

2.防止大體積現澆鋼筋混凝土的收縮裂縫出現,在抗滲混凝土內摻入HEA高效防水劑和延長大型水池長度方向設置垂直伸縮縫。

3.為提高現澆混凝土的抗滲性能,在混凝土池壁內外側涂抹防水劑。4.在工程施工過程中,采用一些技術措施進一步保證現澆鋼砼水池的抗滲性能。

(三)工程抗裂施工措施

1.基礎地基加固

為減少基礎沉降,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。以保證結構沉降為柔性均勻沉降。

(1)根據地質勘察報告水池基底標高位于②3層黑灰色黏土層,流塑,土層較差,故基礎挖至④1層暗綠-黃色黏土層,土層性質硬塑-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的砂墊層置換。

(2)砂墊層施工時先砌筑擋砂墻,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),經過貫落度檢測合格,進行環刀試驗,數

據合格后再進行下一層施工。

(3)砂墊層干密度經測試為平均值為1.74×103kg/m3大于設計要求的1.6×103kg/m3。

2.優化混凝土配合比

為防止混凝土自身滲漏,采用抗滲混凝土,抗滲等級S6。由于大體積現澆鋼筋混凝土易出現收縮裂縫,為提高混凝土的抗裂性能,在抗滲混凝土內摻入適量的HEA高效防水劑和設置垂直伸縮縫間距,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,攪拌時間控制應比普通混凝土延長30~60秒。保濕養護至關重要,混凝土初凝后即開始澆水和蓋麻袋養護,養護期不少于14天,要始終保持表面濕潤狀態。振搗必須密實,不能過振或漏振,采用專人專區負責制,以混凝土開始泛漿和不冒泡為原則。

3.內外防水劑

(1)池壁迎水面涂JK2050水性高效有機硅防水劑。

JK2050直接噴涂在混凝土表面,滲透到混凝土表層內5~8毫米,通過其于混凝土的澆合固化作用完全填補了混凝土表面的水化熱細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滲性能。

(2)池壁外側涂刷氰凝

池壁外側±0.00以下及墊層面涂刷JK-19A優質改性氰凝,以阻隔地下水同混凝土池壁的接觸,該防水劑抗滲性能優良,耐沖刷,彈性好,抗裂性優異,且耐化學品介質腐蝕,最適合地下及室外防水涂膜。

(3)防水劑施工需要先進行基層處理,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

鋼筋混凝土結構裂縫是影響建筑物滿足安全性、適用性和耐久性的一個非常重要的方面,建筑物的結構或構件常常由于各種不同的原因導致各種裂縫出現,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構使用功能決定的。因此加強鋼筋混凝土結構出現裂縫原因的分析是非常重要的,設計、施工、材料等方面因素對鋼筋混凝土結構開裂的影響是相互聯系、相互制約的,必須全面系統的考慮。從裂縫的分類入手,弄清裂縫出現的原因,對裂縫采取措施

加以正確的處理,能夠避免鋼筋混凝土結構裂縫的產生或者使裂縫盡可能將其有害程度控制在允許范圍之內,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,鋼筋混凝土結構裂縫問題將會逐漸得到圓滿的解決。保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

參考文獻

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《混凝土結構施工技術》

北京:機械工業出版社,2009.

第四篇: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。

第五篇: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】

[1]黃棠.結構設計原理[M].北京:中國鐵道出版社,1999.[2]蒙云,盧波.橋梁加固與改造[M].北京:人民交通出版社,2004.[責任編輯:謝慶云]

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