混凝土梁竖向裂缝原因

2023-02-09

第一篇:混凝土梁竖向裂缝原因

浅谈钢筋混凝土梁裂缝的产生原因及整治

【摘 要】胶济既有线提速区段部分利旧的混凝土梁存在梁体裂缝病害,本文分析了三种常见裂缝的产生原因,介绍了这几种裂缝的整治方法。

【关键词】既有线;提速区段;钢筋混凝土梁;裂缝;整治

0 引言

济南铁路局淄博工务段既有线提速地段共有341座钢筋混凝土梁桥。钢筋混凝土梁桥虽然较钢梁桥养护维修工作量大幅减小,但经过多年的运营,我们发现钢筋混凝土梁并不是我们过去想象的那样少维修和免维修设备。胶济既有线提速区段大部分既有线利旧的预应力钢筋混凝土梁桥、普通钢筋混凝土低高度板梁桥、 普通钢筋混凝土π型梁桥、普通钢筋混凝土梁桥不同程度的存在梁体裂缝问题。

1 梁体裂缝成因

1.1 常见梁体裂缝的几种形式

①梁体竖向裂缝:这种裂缝出现在梁的侧面,从梁底向上开裂,并与主钢筋垂直;在长裂缝之间往往夹着数根短裂缝。胶济线K162+639为1-10m普通钢筋混凝土梁桥,该桥梁体存在大量的竖向裂缝共有32条,宽度在0.3-0.5mm之间;

②梁底纵向裂缝:这种裂缝存在于主筋位置附近,沿着主筋延伸方向,出现的水平纵向裂缝,伴随着裂缝的扩展,混凝土保护层剥离,钢筋外露而锈蚀。胶济线k304+435为1-8m普通钢筋混凝土低高度板梁桥,该桥梁体存在纵向裂缝,宽度在0.3-0.5mm之间;

③网状裂缝:在结构的表面浅层上,出现的龟纹状裂缝、竖向裂缝、水平裂缝和干缩裂缝等。胶济线k366+142为1-16m普通钢筋混凝土梁桥,该桥梁体表面存在网状裂缝;

1.2 梁体产生的裂缝原因分析

①普通钢筋混凝土梁底部产生竖向裂缝是必然的,这是由混凝土抗压不抗拉不抗剪的特性决定的。人们根据混凝土的特性在梁的受拉截面上根据受力计算加入适当的受力筋。在梁体受力时,混凝土梁底受拉,当强度超过混凝土的受拉强度时混凝土产生裂缝,此时由钢筋受拉,众所周知钢筋的抗拉强度很高,这样提了梁体的承重能力。因此在允许的范围内的竖向裂缝是正常的。这种裂缝的特性是当荷载消失后梁体裂缝恢复原状。这样的裂缝是属于弹性范围的裂缝,其性能比较稳定。铁路桥隧建筑物状态评定标准规定混凝土梁桥裂缝宽度≥0.5mm为AA级裂化、0.3-0.5mm为A1级裂化。当梁底竖向裂缝超过规定的限值继续发展,梁体受压截面减小,中性轴上移偏心受拉时,钢筋受力超过钢筋的屈服强度时,钢筋严重变形,裂缝急剧向上开展并延伸,形成贯穿裂缝,后果将极其严重,这种裂缝发展过程比较缓慢,但一旦受拉钢筋达到屈服极限后,钢筋产生很大的塑性变形,此时病害急速发展造成梁体断裂。

②梁底纵向裂缝的产生原因比较复杂,是由于混凝土开裂导致钢筋暴露在空气中空气中的和氧气共同作用造成钢筋锈蚀,生成Fe(OH)2也就是俗称的铁锈,其体积会变成其原有体积的2-3倍,导致混凝土保护层鼓起甚至脱落。

③网状裂缝是由于混凝土等级低,施工方法不当,养护不到位等原因所致。

2 整治方案

整治裂缝的方法,根据裂缝的成因有以下几种:

①传统的修补方法是在裂缝表面凿v型槽,宽约1-2mm,深约0.5cm,槽面应尽量平整。用钢丝刷或竹刷刷清缝口,并凿去浮渣。用手持式皮风箱吹清,待表面干燥,裂缝外宜蘸有丙酮或二甲苯洗擦一遍保证槽内清洁。在裂缝四周涂一层环氧树脂浆液,最后嵌入环氧砂浆,用刮刀使其平面与原混凝土齐平。待环氧树脂硬化后就可应用。养护期间不宜受潮、受震,以保证修补质量。但这种方法的缺点是如果修补用修补胶与梁体结合不牢固,加之过车的震动和梁体自身的挠度修补混凝土脱落,扩大了裂缝的暴露面,必将对梁体带来新的损伤。

②对于裂缝多且深入结构内部的竖向、斜向、纵向裂缝也可以采用注浆法进行修补。按灌浆材料的不同可分为水泥石灰粘土灌浆、化学灌浆、沥青灌浆。其中化学灌浆这种方法效果最好,应用最广,它可以修补0.3mm甚至更细小的裂缝。主要工艺流程是仔细检查裂缝并清理干净,在裂缝上打孔埋嘴子,埋好后将其余的裂缝全部封闭,在封闭完后隔一天可进行打压试验看封闭效果,无渗漏后将配制好的浆液灌入。灌浆完毕待浆液聚合固化后,即可将灌浆嘴一一拆除,并用环氧树脂抹平。最后对每一道裂缝表面再刷一层环氧树脂水泥浆,确保封闭严实。这种处理方法处理裂缝效果较好,但是对于梁底竖向裂缝严重超限的梁体可以说是“治标不治本”。

③目前胶济线部分竖向裂缝严重的梁体施加纵向体外预应力效果明显,增加梁体的纵向强度,克服了既有桥梁本身的设计强度不足的弱点。

施加纵向体外预应力法是利用对梁体受拉区施加纵向预应力,可以抵消部分自重应力,起到卸载作用,从而能较大幅度的提高粱的承载能力。

3 实例

大圩河(双),中心里程胶济k188+067,全长110.8m,3-32.0m预应力混凝土梁,图号丰70-2,梁高2.50m,摇轴支座。桥上线路为直线,1980年建成。在日常的设备检查中,工区发现梁底出现竖向裂缝。随着列车的高速重载,该梁的裂缝有所发展,于是对其进行了纵向加固。预应力束采用1×7公称直径15.2mm抗拉强度为1860MPa的环氧涂层钢绞线组成的可更换成品索,钢绞线为外包PE的单根无粘结环氧喷涂钢绞线,每股钢束外套HDPE管道,在钢束穿过横隔板及锚固块的预应力管道中预埋钢管钢管内衬四氟板。钢绞线的技术标准须符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003要求锚具采用低回缩锚具,锚垫板及千斤顶采用配套锚垫板、千斤顶。具体施工工艺:(1)在横隔板及外侧肋上纵向预应力穿过出打孔,孔径76mm;孔内设外径76mm壁厚4mm钢管,钢管与孔壁之间采用建筑结构胶粘结;(2)采用化学植筋法制作腹板内侧混凝土锚固块,锚固块中横向预应力管道直径35mm,纵向预应力管道直径65mm;(3)张拉锚固块横向预应力,张拉应力1395MPa;制作腹板外侧混凝土锚固块;(4)张拉纵向预应力筋,张拉应力1395MPa;(5)密封锚头。

注意事项:(1)钻孔前应用电子探测仪精确探测梁体钢筋和预应力筋的位置,以防钻断梁内钢筋;(2)新旧混凝土界面进行凿毛处理;(3)为防止碱骨料反应,混凝土骨料的选择及最大碱含量应符合《铁路混凝土工程预防碱-骨料反应技术条件》TB/T3054的有关规定。

经过纵向加固提高了梁体竖向刚度,阻止了梁体竖向裂缝的发展,保证了胶济铁路时速200km/h线路的安全运营。

4 结语

既有线提速区段,列车的高速重载对桥涵设备的质量要求在不断提高,针对我段管内部分既有桥梁仍在使用,及时检查发现梁体病害,并根据成因对症下药能有效的延长梁体寿命,是保证行车安全的关键。

【参考文献】

[1]黄棠.结构设计原理[M].北京:中国铁道出版社,1999.

[2]蒙云,卢波.桥梁加固与改造[M].北京:人民交通出版社,2004.

[责任编辑:谢庆云]

第二篇:现浇混凝土梁裂缝的成因和防治

摘要:施工当中难免遇到裂缝的问题,一般人们首先想到的是结构问题,但也不全是这样。有时裂缝只是建筑表面的现象,它并不会影响结构的安全。本文主要介绍裂缝的产生及防治。

关键词:大体积混凝土裂缝

建筑裂缝分析

一、裂缝简述:施工当中难免遇到裂缝的问题,一般人们首先想到的是结构问题,但也不全是这样。有时裂缝只是建筑表面的现象,它并不会影响结构的安全。

二、裂缝的形成:

(一)墙体裂缝:

1、沉降裂缝:

由于地基的不均匀沉降,使砖砌墙体表面产生一些不同性质的裂缝。由于砖混结构一般性裂缝(除严重开裂外)不危及结构安全和使用,往往容易被人们忽视,致使这类裂缝屡次发生,形成隐患。当地震及其他荷载作用下,容易引起提前破坏,所以应采取有效措施减少和防止裂缝的产生。

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1)现象:

a、斜裂缝一般发生在纵墙的两端,多数裂缝通过窗口的两个对角,裂缝向沉降较大的方向倾斜,并由下向上发展。由于横墙刚度较大(门窗洞口较少),一般不会产生较大的相对变形,所以很少出现这类裂缝。裂缝多在墙体下部,向上逐渐减少,宽度下大上小,常常在房屋建成后不久就出现,其数量及宽度随时间而逐渐发展。

b、窗间墙水平裂缝。一般在窗间墙的上下对角处成对出现,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边裂缝在上。

c、竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。当纵墙顶层有钢筋混凝土圈梁时,顶层中央顶部竖向裂缝则较少。

2)原因分析:

a、斜裂缝主要发生在软弱土地基上,由于地基不均匀下沉,使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度较差,施工质量和材料强度不能满足要求时,导致墙体开裂。

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b、窗间墙水平裂缝产生的原因是在沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力,而发生上下位臵的水平裂缝。

c、房屋低层窗台下竖直裂缝,是由于窗间墙承受荷载后,窗台墙起反梁作用,特别是较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下,窗台墙因反向变形过大而开裂,由于冻胀作用而在窗台处发生裂缝。

3)预防措施:

a、合理设臵沉降缝。凡不同荷载(高差悬殊的房屋)、长度过大、平面形状较为复杂,同一建筑物地基处理方法不同和有部分地下室的房屋,都应从基础开始分成若干部分,设臵沉降缝,使其各自沉降,以减少或防止裂缝产生。沉降缝应有足够的宽度,操作中应防止浇筑圈梁时将断开处浇在一起,或砖头、砂浆等杂物落入缝内,以免房屋不能自由沉降而发生墙体拉裂现象。

b、加强上部结构的刚度,提高墙体抗剪强度。由于上部结构刚度较强,可以适当调整地基的不均匀下沉。所以应在基础顶面及各楼层门窗口上部设臵圈梁,减少浇水润湿、改

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善砂浆各易性、提高砂浆饱满度和砖层间的粘结(提高灰缝的砂浆饱满度可以大大提高墙体的抗剪强度)。在施工临时时间断处尽量留臵斜槎。当留臵直槎时,应加拉接筋。

c、加强地基探槽工作。对于较复杂的地基,在基槽开挖后应进行普遍钎探,等探出的软弱部位进行加固处理后,方可进行基础施工。

d、宽大窗口下部应考虑设混凝土梁以适应窗台反梁作用的变形,防止窗台处产生竖直裂缝。为避免多层房屋底层窗台下出现裂缝,除了加强基础整体性外,也可以采取通长配筋的方法来加强。窗台部位也不宜使用过多的半砖砌筑。

4)治理方法:

对于墙体产生裂缝首先应作好观察工作,注意裂缝开展规律。对于非地震区一般性裂缝,如若干年后不再发展,则可以认为不影响结构安全使用,局部宽缝处,用砂浆堵抹即可。对于影响安全使用的结构裂缝,应进行加固处理。对于因墙体原材料强度不够而发生的裂缝,墙面可敷贴钢筋网片,并配臵穿墙壁拉筋加以固定,然后灌细石混凝土或分层抹水泥砂浆进行加固。墙体裂缝的加固方法,应结合裂缝性质和

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严重程度,由设计部门提出。

2、温度裂缝:

1)现象:

a、八字缝出现在顶层纵墙的两端(一般在1-2个开间的范围内),严重时可发展至房屋1/3长度内,有时在横墙上也可能发生。裂缝宽度一般中间大,两端小,当外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角方向裂开。

b、水平裂缝。一般发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁2-3皮砖的灰缝位臵。裂缝一般沿外墙顶部断续分布,两端较中间严重,在转角处,纵、横墙水平还不够相交而形成包角裂缝。

2)原因分析:

a、八字裂缝一般发生在平屋顶房屋顶层纵墙面上,这种裂缝往往在夏季屋顶圈梁、挑檐混凝土浇筑后,而保温层未施工前,由于混凝土和砖砌体两种材料线胀系数不同,在较大温差情况下,纵墙因不能自由缩短而在两端产生八字斜裂。

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无保温屋盖的房屋,经过冬、夏气温的变化也容易产生八字裂缝。

b、檐口下水平裂缝、包角裂缝以及在较长的多层房屋楼梯间处的竖直裂缝,产生的原因与上达原因相同。

3)预防措施:

a、合理安排屋面保温层施工。由于屋面结构施工完毕至作好保温层,中间有一段时间间隔,因此屋面施工应尽量避开高温季节。屋面挑檐可采取分块预制或留臵伸缩缝,以减少混凝土伸缩对墙体的影响。

4)治理方法:

与沉降裂缝治理相同。

3、其它裂缝:

1)现象:

a、在较长的多层房屋楼梯间处,楼梯休息平台与楼板邻

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接部位发生的竖直裂缝。

b、大梁底部的墙体(窗间墙),产生局部竖直裂缝。

2)原因分析:

大梁下面墙局部竖直裂缝,主要由于未设梁垫或梁垫面积不足,砖墙局部承受荷载过大所引起的。此外,与砖和砂浆标号偏低、施工质量差也有关。

3)预防措施:

a、有大梁集中荷载作用于的窗间墙,应有一定的宽度,梁下较小的窗间墙,施工中应避免留脚手眼。

b、有些墙裂缝具有地区性特点,应同设计与施工部门,结合本地区气候、环境和结构形式、施工方法等,进行综合调查分析,然后采取措施,加以解决。

4)治理方法:

与沉降裂缝治理相同。

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(二)混凝土裂缝:

对有些结构按其所处条件的不同,允许存在一定宽度的裂缝。但施工中仍尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝,或尽量减少裂缝的数量和宽度,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。

裂缝按产生的原因有:由外荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝;由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝;由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等)引起的裂缝。

按裂缝的方向、形状有:水平裂缝,垂直裂缝,横向裂缝,纵向裂缝,斜向裂缝以及放射状裂缝等。按裂缝深度有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。

1、塑性裂缝:

1)现象:

裂缝在结构表面出现,形状很不规则且长短不一,互不

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连贯,类似干燥的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期(一般在浇筑后4小时左右),当混凝土本身与外界气温相差悬殊,或本身温度长时间过高(40℃以上),而气候很干燥的情况下出现。塑性裂缝又称龟裂,属于干缩裂缝,出现普遍。

2)原因分析:

a、混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度很低,不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

b、使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的粉砂。

c、混凝土水灰比过大,模板过于干燥。

3)预防措施:

a、配制混凝土时,应严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率;同时,要振捣密实,以减少收缩量,提高混凝土抗裂度。

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b、浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿润。

c、混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护。

d、在气温高、湿度低或风速大的天气施工,混凝土浇筑后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润;大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。此外,要加强表面的抹压和养护工作。

e、混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂,或覆盖湿草袋、塑料布等方法;当表面发现微细裂缝时,应及时抹压,再覆盖养护。

f、设挡风设施。

4)治理方法:

a、此类裂缝对结构强度影响不大,但传统使钢筋锈蚀,可在表面抹一层薄砂浆进行处理。对于预制构件,可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。

2、干缩裂缝:

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1)现象:

裂缝为表面性,宽度较细。其走向纵横交错,没有规律。较薄的梁、板类构件(或桁架杆件),多沿短向分布;整体性结构多发生在结构变截面处;平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘,大体积混凝土在平面部位较为多见,但侧面也常出现,并随湿度和温度变化而逐渐发展。

2)原因分析:

a、混凝土成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂,或者构件水分蒸发,产生体积收缩受到地基或垫层的约束,而出现干缩裂缝。

b、混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生剧烈变化。

c、采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

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d、混凝土经过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层。

e、后张法预应力构件露天生产后长久为张拉等。

3)预防措施:

a、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大;严格控制砂石含泥量,避免使用过量粉砂;混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量。

b、加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件,可覆盖草帘、草袋,避免曝晒,并定期适当洒水,保持湿润。薄壁构件则应在阴凉地方堆放并覆盖,避免发生过大湿度变化。

3、干缩裂缝:

1)现象:

表面温度裂缝走向无一定规律性;梁板式或长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;大面积结构裂缝常纵横交错。

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深进的和贯穿的温度裂缝,一般与短边方向平行或接近于平行,裂缝沿全长分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,一般在0.5mm以下。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期间,缝宽受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较细。沿断面高度,裂缝大多呈上宽下窗状,但个别也有下宽上窄情况,遇上下边缘区配筋较多的结构,在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

2)原因分析:

a、表面温度裂缝,多由于温度较大。混凝土结构,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时(如施工中注意不够,过早拆除模板;冬季施工,过早除掉保温层,或受到寒潮袭击),将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面胺到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力(内部降温慢,受自约束而产生压应力),而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低,因而出现裂缝(这种裂缝又称为内约束裂缝)。但这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱。因此,裂缝只在接近表面较浅的范围出现,表面层以下结构仍保持完整。

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b、深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温差较大,受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基(特别是岩石地基)或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇灌时温度很高,加上水泥水化热的混凝土冷却收缩,全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束,将传统在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现,裂缝较深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填,受风吹日晒或寒潮袭击作用;框架结构的梁、墙板、基础梁,由于与刚度较大的柱、基础连接,或预制构件浇筑在台座伸缩缝处,因温度变形受到约束,降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件,混凝土降温制度控制不严,降温过速,或养生窑坑急剧揭盖,使混凝土表面剧烈降温,而受到肋部或胎模的约束,常导致构件表面或肋部出现裂缝。

3)预防措施:

a、尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土;或混凝土中掺适量粉煤灰;或利用混凝土的后期强度,降低水泥用量,以减少水化热量。

b、选用良好级配的骨料,并严格控制砂、石子含泥量,

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降低水灰比,加强振捣,以提高混凝土的密实性和抗拉强度。

c、在混凝土中掺加缓凝剂,减缓浇筑速度,以利于散热,或掺木钙、减水剂,以改善和易性,减少水泥用量。

d、避开炎热天气浇筑大体积混凝土;必须在热天浇筑时,可采用冰水或深井凉水拌制混凝土,或设臵简易遮阳装臵,并对骨料进行喷水预冷却,以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。

e、分层浇筑混凝土,每层厚度不大于30厘米,以加快热量散发,并使温度分布均匀,同时也便于振捣密实。

f、大体积混凝土适当预留一些孔道,采取通冷水或冷气降温。

g、大型设备基础采取分块分层间隔浇筑(间隔时间5~7天)分块厚度1~1.5m,以利水化热散发和减少约束作用;或每隔20~30m留一条0.5~1.0m宽的临时间断缝,40天后再用干硬性细石混凝土浇筑,以减少温度收缩应力。

h、浇筑混凝土后,表面应及时用草袋、锯末、砂等覆盖,并洒水养生。深搞基础可采取灌水养护(或在混凝土表面四

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周砌一皮砖进行灌水养护。

)。夏季应适当延长养护时间,使之缓慢降温。在寒冷季节,混凝土表面应采取保温措施,以防寒潮袭击。拆模时,块体中部和表面温差不宜大于20℃,以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模后要及时回填。

i、在岩石地基或较厚大的混凝土垫层上浇筑大体积混凝土时,可在岩石地基或混凝土垫层上浇沥青胶并撒铺5mm厚或铺二层沥青油毡纸,以消除或减少约束作用。

j、蒸汽养护构件时,控制升温速度不大于25℃/小时,降温速度不大于20℃/小时,并缓慢揭盖,及时脱模,避免引起过大的温度应力。

4)治理方法:

a、温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化、抗冻融(有抗冻要求的结构)、抗疲劳(对受动荷载构件)等方面有影响,故应采取措施治理。可以采用涂两遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布,以及抹、喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理,对有防水、抗渗要求的结构,缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝,应根据

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裂缝可灌程度,采用灌水泥浆或化学浆液(环氧、甲凝或丙凝浆液)方法进行裂缝修补,或者灌浆与表面封闭同进采用。宽度不大于0.1mm的裂缝,由于后期水泥生成氢氧化钙、硫酸铝钙等类物质,能使裂缝自行愈合,可不处理或只进行表面处理即可。

4、不均匀沉陷裂缝:

1)现象:

不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,有的在上部,有的在下部,一般与地面垂直或呈30°~45°角方向发展。较大的不均匀沉陷裂缝,往往上下或左右有一定的差距,裂缝宽度受温度变化影响较小,因荷载大小而异,且与不均匀沉降值成比例。

2)原因分析:

a、结构、构件下面的地基未经夯实和必要的加固处理,混凝土浇筑后,地基因没水引起不均匀沉降。

b、平卧生产的预制构件(如屋架、梁等),由于侧向刚

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度较差,在弦、腹杆件或梁的侧面常出现裂缝。

c、模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动,以及过早拆模,也常导致不均匀沉陷裂缝出现。

3)预防措施:

a、对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。

b、避免直接在松软土或填土上制作预制构件,或经压夯实处理后作预制场地。

c、模板应支撑牢固,保证有足够强度和刚度,并使地基受力均匀。拆模时间不能达早,应按规定执行。

d、构件制作场地周围应作好排水措施,并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。

4)治理方法:

不均匀沉陷裂缝对结构的承载能力和整体性有较大的影响,因此,应根据裂缝的严重程度,会同设计等有关部门对

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结构进行适当的加固处理(如设钢筋混凝土围套、加钢套箍等)。

第三篇:浅谈钢筋混凝土梁裂缝的防治措施

钢筋混凝土梁在外荷载的直接应力和次应力的作用下,引起结构变形而裂缝。构件在使用过程中受年温差的长期作用,当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝的因素是多方面的,包括结构设计、地基沉降差异、施工质量、材料质量、环境影响等,无论何种原因产生的裂缝,都会给建筑物肢体结构带来影响。

二、裂缝的部位 (一)梁受拉区裂缝

由于浇筑混凝土时施工管理不善,使用了低劣的钢筋,造成梁受拉钢筋强度不足。施工中,提前拆模、施工荷载超过设计荷载或混凝土强度低于设计规定,以及使用不当,使用荷载大大超过原设计荷载,使梁受拉区产生裂缝。梁受拉区产生的裂缝一般采用水泥浆封闭,防止钢筋锈蚀,再根据具体情况做补强加固处理。

(二)梁在支座附近的斜裂缝

梁的混凝土强度低于设计强度,抗剪钢筋不足,箍筋没有增加,也有的因超载,提前拆模时混凝土强度低于标准强度值,造成的抗剪能力低而产生剪切裂缝。应先用粘结浆液压注浆处理,再进行加固补强,确保梁的使用安全。

(三)梁受压区裂缝

梁的高度小,有的梁没有抗裂验算,混凝土振捣不够密实,梁长期在年温差和日温差作用下产生温差变形及长期处于干燥状态的环境中干缩变形,梁在温差和干缩的综合作用下裂缝。缝上宽下窄,有贯穿的,不贯穿的。裂缝长度为梁高的3/5~4/5,梁底部不裂,这种裂缝可用水泥砂浆压注、粘结密封裂缝和补强。

三、裂缝形成原因

钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂,主要有:材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等。通常可归纳为以下几种: 收缩裂缝。混凝土尚处于未完全硬化状态时,如干燥过快,则产生收缩裂缝,通常发生在表面上,裂缝不规则,宽度小。

水泥水化硬化时的裂缝。水泥在水化及硬化的过程中,散发大量热量,使混凝土内外部产生温差,超过一定值时,因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。

温变裂缝。水泥在硬化期间,混凝土表面与内部温差较大,导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,受到内部混凝土的约束,而出现裂缝。

设计欠周全。如钢筋混凝土梁的截面不够,梁的跨度过大,高度偏小,或者由于计算错误,受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理等,都会导致混凝土梁出现结构裂缝。

施工质量造成的裂缝。

① 由于混凝土强度等级偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计要求等而导致混凝土梁出现裂缝。

② 由于施工不当、模板支撑下沉,或过早拆除底模和支撑等形成的裂缝。 ③ 由于施工管理不到位,在梁上超载堆荷,而导致出现裂缝。 预制钢混凝土梁在运输、吊装过程中,由于支撑不合理、吊点位置不符合要求,以及较大的振动或冲击荷载,也会导致钢筋混凝土梁出现裂缝。

在使用过程中,改变原来的使用功能,如将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大梁上荷载等均会出现裂缝。

四、混凝土裂缝发生的控制措施

混凝土裂缝发生与组成混凝土的水泥、砂子、石子、掺合料及外加剂等材料有关,也与混凝土的养护措施有关。

(一)原材料的质量控制

水泥:在混凝土路面及大体积混凝土施工中,水化热引起的温升较高,降温幅度大,容易引起温度裂缝。为此,在施工中应选用水化热较低的水泥,尽量降低单位水泥使用量。

粗骨料:在钢筋混凝土施工中,粗骨料的最大尺寸与结构物的配筋、混凝土的施工工艺有关,增大骨料粒径可减少用水量,混凝土的收缩和泌水随之减少,但骨料粒径增大容易引起混凝土的离析,因此,必须调整好级配设计,并在施工中加强振捣。

对于粒径5~40mm的石子,要求针片状少,超规少,颗粒级配符合筛分曲线要求,这样可避免堵泵,减少砂率、水泥用量,提高混凝土强度。试验结果表明:采用粒径5-40mm石子比采用粒径5~25mm石子每立方米混凝土减少用水量l5kg左右;在相同水灰比情况下, 每立方米混凝土水泥用量减少20kg左右(水灰比0.709),同时降低了混凝土的温升;当粒径50mm石子满足筛分曲线要求时其砂率控制在42% 左右即可满足泵送要求。

细骨料:采用中粗砂比采用细砂每立方米混凝土减少用水量20kg左右,水泥相应减少28kg左右,从而降低混凝土的干缩。

砂石料的含泥量控制:砂石含泥量超标,不仅增加混凝土的干缩,同时降低了混凝土的抗拉强度,对混凝土的抗裂十分不利,因此,在路面混凝土及大体积混凝土施工中,砂子、石子含泥量均应≤1.0%。

掺加块石:在大体积混凝土基础施工中,掺加无裂缝的、冲洗干净、规格为l50~250mm的坚固大石块,不仅可减少混凝土的总用量,又可减少单位水泥用量,从而降低水化热,同时,石块本身也吸收热量,使水化热进一步降低,对控制裂缝有利。

(二)混凝土配合比的选定 混凝土原料的配合比应根据工程的要求,如防水、防渗、防气、防射线等进行认真分析,选择最优方案。混凝土的水灰比应在满足强度要求及泵送工艺要求条件下尽可能降低。

掺合料:混凝土中掺入粉煤灰不仅能替代部分水泥,而且粉煤灰颗粒成球状,可起润滑作用,能改善混凝土的工作性和可泵性,且可明显降低混凝土凝固过程中的水化热。

外加剂:为了满足运送到现场的混凝土具有l1~l3cm坍落度,若只增加水泥使用量,则会加剧混凝土干燥收缩,明显增大混凝土水化热,易引起开裂。因此,除了调整级配外,也可掺入适量的减水剂。

(三)利用混凝土的后期强度 对于大体积混凝土可以利用后期强度,如60d、90d、120d强度,即允许工程在60d、90d或120d达到设计强度,这样可以减少水泥用量,减少水化热和收缩,从而减少裂缝。

(四)混凝土的浇灌振捣技术

混凝土的浇灌振捣技术对混凝土密实度很重要,最宜振捣时间为10~30s。泵送流态混凝土同样需要振捣,大体积混凝土在浇灌振捣中会产生大量的泌水,应及时排除,有利于提高混凝土质量和混凝土抗裂性。

(五)大体积混凝土施工过程中的温度控制

在大体积混凝土施工过程中为了减少混凝土的内外温差,一方面应尽可能降低入模温度,另一方面应采取保温养护,以减少内外温差。浇筑体的混凝土缓慢降温是重要环节,越慢越好,为混凝土创造充分应力松弛的条件,与此同时还要在养护中使混凝土保持良好的潮湿状态,这对增加混凝土强度和减少收缩是十分有利的。

(六)混凝土的拆模时间

混凝土的拆模时间可根据工程部位具体情况(工序要求、施工荷载状况)确定,应尽可能地多养护一段时间。拆模后混凝土表面的温度下降幅度不应>15℃。拆模时混凝土的现场试块强度等级最低不宜低于C5。

(七)混凝土基础工程拆模后及时回填土

及时回填土是控制早期、中期开裂的有力措施。土是混凝土养护的最佳介质,施工经验表明,迟迟不回填土的暴露工程裂缝最多。

综上所述,混凝土梁产生的裂缝的原因很多,分析也比较复杂,以上仅是对混凝土梁裂缝的原因进行了初步分析。在现场施工中要根据不同的情况,不同的施工方法,有效的控制混凝土梁的裂缝的产生,以预防为主,避免混凝土梁裂缝影响结构使用。

第四篇:浅析预应力混凝土简支T梁裂缝成因及预防措施

(作者:陈中杰 来源:中铁十一局三公司乌拉特前旗制梁场 时间:2010年12月10日) 摘 要:本文结合场内预制T梁实际施工经验,针对预应力混凝土简支T梁预制过程中常见的一些裂缝形式,重点从裂缝产生各部位中剖析其成因,并探讨实际施工中具体的预防措施。

关键词: 混凝土

裂缝 成因 预防措施

目前,我国的铁路及公路建设得到迅猛发展,行业标准越来越高,施工难度相继增大,以场制桥梁为例,设计使用寿命100年,时速120-350Km/h不等,而混凝土受当地气候环境、设施、技术水平等影响,难免会出现这样或那样的裂缝。有些裂缝在承受活载或外界因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋锈蚀,严重影响梁体的强度、刚度及使用寿命。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识,尽量避免出现危害较大的裂缝,本文尽可能对混凝土桥梁裂缝产生的原因和部位作较全面的分析、总结,以方便施工找出控制裂缝的可行办法,达到防范于未然的作用。

梁体裂缝总体分为受力裂缝、非受力裂缝及表面龟裂,下面就该三种裂缝常出现部位、成因及预防措施进行简单阐述。

一、受力裂缝

受力裂缝一般出现在梁体终张拉后或承受活载作用下,部分梁场由于存梁台座承载力设计达不到存梁要求,梁体受自重影响造成不均匀沉降而产生裂缝亦为受力裂缝,受力裂缝在混凝土徐变及承受活载作用下会不断扩展,其危害性比较强。

1 梁端腹板变截面处纵向裂缝

该种裂缝在T梁中较为常见,多出现于终张拉之后,特别是曲线梁较为突出,随着时间推移,混凝土徐变及受张拉影响梁体回缩,该裂缝会出现扩展现象。

1.1 成因分析

1.1.1 该部位受端模锚盒影响,钢筋设计布置不当,造成此处浇筑成型后混凝土基本处于“无筋”状态,较易开裂。

1.1.2该部位上下截面受临近孔道(N2及N3)张拉影响,受力面积悬殊较大,造成混凝土回缩量不一致,从而产生裂缝。

1.2 预防措施

1.2.1准确控制张拉力。张拉时必须严格掌握操作规程,对张拉油泵、油压表、千斤顶及时检查标定,张拉过程中送油速度宜慢不宜快,单个孔道张拉完成后及时以伸长值作校核,保证持荷时间,确保回油锚固力与计算值相符。

1.2.2 钢筋绑扎完成后,在变截面处加设一层钢筋网片并绑扎牢固以增强该部位混凝土抗裂性。

2下翼缘与梁底交界处竖向裂缝

该种裂缝多发生在梁体初张前后或移出制梁台座后,该种裂缝在静载试验中易作为判定梁体合格与否的关键。 2.1成因分析

2.1.1 梁体在浇筑完成后,早期养护不及时,混凝土强度未到设计值进行初张或初张后混凝土强度上升慢,移出台座后受自身重力影响开裂。

2.1.2 初张拉时张拉力不足或张拉回油锚固力达不到计算值要求,梁体张拉力不足以抵消自重产生开裂。

2.1.3 梁体在温度未达到“2个15℃”前进行拆模。因底板较厚,混凝土凝结期间产生水化热,内部温度较高,下翼缘外侧接触空气的部分偏低,从而产生温度裂缝,移出台座后受自身重力影响导致裂缝扩展。

2.2预防措施

2.2.1 梁体浇筑完成后及时进行养护,确保早期强度上升,若梁场需加快制梁台座周转或遇冬季施工可考虑蒸汽养护,蒸汽养护需按相关规定执行。

2.2.2 初张拉力可适当加大,建议控制在终张拉控制应力的15%,张拉持荷完成后,及时检查回油锚固力,确保回油锚固力至计算值(回油锚固力为该孔道最终张拉力值)。

2.2.3 梁体拆模时确保环境与表层以及表层与芯部温差不超过15℃。 3 梁端侧面竖向裂缝(支座板处)

该种裂缝多出现于初张拉之后,支座板处梁体两侧沿梁底至梁面方向产生竖向裂缝。该种裂缝短期不会影响梁体质量,若长期不处理,会造成内部结构钢筋锈蚀,混凝土碳化、保护层剥落,严重影响梁体耐久性。 3.1 成因分析

3.1.1 初张拉时,梁体受力会产生压缩起拱变形,梁底回缩时,支座板与底模钢板、梁底混凝土与底模钢板间摩擦力不一致,从而造成支座板处沿梁底竖向开裂。

3.1.2 初张拉后,梁体产生一定弹性上拱,而制梁台座呈二次抛物线布置,此时梁体受力处于梁端处,若不及时将梁体移出存放,梁端会由梁体自重而产生开裂。

3.2 预防措施 3.2.1 支座板安装后,应于支座板与底模两侧及前端空隙处涂抹润滑剂来减少后期初张时的摩擦力。

3.2.2 梁体初张后应及时将梁体移出存放。 4 沿预应力管道纵向裂缝

该种裂缝多出现于梁端第

一、二节间的下缘侧面及梁底,有些亦出现在腹板与下翼缘交界处,此种裂缝一般处于预应力管道部位,走向与预应力管道也一致,特别是梁底出现此种裂缝的长度及宽度会影响静载试验效果。

4.1成因分析

4.1.1 梁体下翼缘较宽腹板较薄、钢筋布置很密导致梁体下翼缘及梁底混凝土较难振捣密实,该种部位混凝土抗裂性能差。

4.1.2 张拉力过大,梁体受高压在下翼缘或梁体混凝土较易产生纵向裂纹。

4.1.3 钢筋保护层垫块布置偏少,梁体浇筑过程中,钢筋受混凝土横向挤压向外侧偏移导致保护层过薄,梁体张拉时受到过高的纵向压力而沿预应力管道或主筋方向产生裂缝。 4.1.4 混凝土配合比中,过多的水泥用量导致混凝土水化热较高,该种热量过多的囤积在预应力孔道内得不到释放,导致梁底或腹板与下翼缘交界处沿预应力孔道方向开裂。

4.1.5 混凝土坍落度过大,离析,粗骨料少,强度不高。

4.2 预防措施

4.2.1 合理掌握混凝土浇筑工艺以及分配好附着式振动器部位及振动时间,保证梁体下翼缘及梁体梁端混凝土浇筑密实。

4.2.2 控制住张拉前后的两个“三控”,精确控制张拉回油锚固力。

4.2.3 定位网片位置固定牢固,尺寸控制精确,确保孔道不偏向于梁体两侧。钢筋保护层垫块需呈梅花状布置,且每平米不得少于4个,若施工中发现个别部位保护层偏薄可加设垫块。

4.2.4 梁体浇筑采用合理的施工配合比,适当降低水灰比,浇筑完成后可适当提前拆除端模以帮助混凝土散热。

5 下翼缘至腹板斜向裂缝

该种裂缝多出现于距梁端4-8m,自下翼缘开裂延伸至腹板,呈斜向布置。

5.1 成因分析

由于制/存梁台座地基处理不良,或台座强度及承载力不符合要求,存梁后出现不均匀沉降,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致梁体出现不同程度的变形,导致梁体开裂,该种裂缝对梁体危害较大,严重的可能引起梁体断裂。

5.2 预防措施 梁体存放场地选用应避开膨胀性土区域,其地基承载力应通过检算并经测试合格后方可施工。梁体存放后,应坚持进行沉降观测,直至稳定后方可停止观测,若发现出现不均匀沉降现象,应针对沉降量于梁底加设垫块继续测量或对台座打斜桩进行加固处理等。

二、非受力裂缝

非受力裂缝在梁体中较为常见,其产生原因繁杂,一般由温差、混凝土收缩、钢筋锈蚀及冻胀等方面引起,下面就其产生的一些主要部位及成因进行简单分析。

1 桥面裂缝

该种裂缝在桥面分布较广,多为表面裂缝,呈纵横交错,有些裂缝甚至贯穿整个桥面。 1.1 成因分析

1.1.1 混凝土塑性收缩。混凝土浇筑后4-5小时左右,此时水泥水化反应激烈,出现泌水以及水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝。

1.1.2 混凝土干缩。混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为干缩。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,便产生收缩裂缝。

1.1.3 桥面二次收面不及时或收面时洒水。由于桥面外露面积大,混凝土塑性收缩比较大,而二次收面主要是起在混凝土初凝前提浆弥补表面缺陷以及早期裂缝填平等作用,故此道工序显得尤为重要。因混凝土自身吸水已趋于饱和状态,若收面时人为洒水,致使多余的水呈游离状态,较易产生干缩裂缝。

1.2 预防措施

1.2.1为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,混凝土振捣要密实。

1.2.2 梁体浇注完成后应对桥面及时进行覆盖,防止表层水分过快损失,遇夏季施工时,覆盖后可进行洒水处理。

1.2.3 混凝土初凝前对桥面及时进行二次收面。

2 挡碴墙裂缝

该种裂缝多为竖向裂缝,一般处于挡碴墙面或外侧面,宽细不等,有些会延伸至上翼缘板。

2.1 成因分析

桥面两侧受梁体腹板中心张拉影响而受力不均,导致桥面外侧(挡碴墙)受到较大应力,故在挡碴墙处设置断缝若干,往往断缝模具无法固定或固定不牢固,在混凝土振捣过程中模具移位,起不到伸缩缝的效果致使挡碴墙受张拉影响产生裂缝,也有部分由于挡碴墙混凝土振捣不密实产生裂缝。

2.2 预防措施

适当加大断缝厚度,并于挡碴墙模板加设卡具(建议焊钢筋条)以固定断缝模具,挡碴墙混凝土振捣过程中,不要人为采用振捣棒触碰断缝磨具。 3 封端混凝土表面裂缝

封端部位混凝土产生裂缝多为混凝土干缩裂缝,一般表现为表面龟裂。

3.1 成因分析

封端部位混凝土本身具备微膨胀性,亦可补偿混凝土收缩变形,但该部位混凝土用量少,较难振捣密实,完成后不易养护,且大面积于空中暴露,水分散失快,比较容易出现干缩裂缝。

3.2 预防措施

封端混凝土用干硬性混凝土施工,坍落度控制在40mm左右,封端完毕后及时喷涂养护剂或采用塑料纸薄膜进行覆盖保湿。

4 钢筋锈蚀引起的裂缝

钢筋锈蚀引起的裂缝较易分辨,该裂缝一般出现于梁底及上翼缘板,混凝土裂缝周围存在暗黄色锈斑,时间越长,该种裂缝越明显。

4.1 成因分析

若钢筋发生锈蚀,其锈蚀产物的体积一般比原来大2倍以上,致使钢筋周围混凝土受到挤压,若钢筋锈蚀严重,钢筋保护层过薄可直接可导致混凝土保护层开裂,混凝土开裂后会加速钢筋的锈蚀,从而产生一个恶性循环,严重破坏混凝土结构,影响其耐久性。

4.2 预防措施 加强钢筋的防锈处理,产生锈蚀的钢筋需进行除锈处理后方可进行绑扎工序,施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制混凝土中的氯离子含量。钢筋绑扎完成后检查保护层垫块数量及布置是否合理,防止混凝土浇筑过程中产生横向应力致使钢筋侵入保护层。

5 冻胀引起的裂缝

冻胀引起的裂缝多出现于压浆冬季施工中,该裂缝多出现于腹板及下翼缘,走向与预应力管道一致。

5.1 成因分析

场内预制桥梁中,混凝土冬季施工较为完善,但后期压浆工序保温措施往往比较困难,在浆体初凝前,若浆体受冻,其体积会发生膨胀挤压管道,混凝土受到巨大压力而产生开裂。

5.2 预防措施 冬季施工时尽量不安排压浆工序,若必要时需采取篷布覆盖煤炉取暖或其他方式进行保温,确保在压浆后三天梁体温度不得低于5℃。

三、表面龟裂

表面龟裂是梁体常见且较难避免的一种裂缝,裂缝较细,无规律可循,分布于梁体各部位,多出现于桥面、梁端及修补后混凝土表面。

1 成因分析

1.1 混凝土早期养护不好,未及时覆盖,梁体外露面积较大部位受风吹日晒,混凝土干缩出现裂缝。

1.2 混凝土中水灰比过大,则混凝土收缩性大。

1.3 砂石料级配不好,空隙大,混凝土易收缩产生裂缝。

1.4 混凝土表面受昼夜温差较大影响或混凝土养护水温与梁体表面温差较大产生温度裂缝。

2预防措施

2.1 梁体混凝土浇筑完后,桥面要作好二次收面并及时进行覆盖,跟上养护。 2.2 梁体浇筑采用合理施工配合比,适当降低水灰比。

2.3合理选用中粗砂及级配碎石,混凝土振捣务必保证其密实性,严禁为方便施工人员操作而降低混凝土质量。

2.4 混凝土初凝期间加强表面覆盖,合理掌握好梁体养护时机,特别是夏季要注意梁体保湿,不得在高温下对自身干燥的梁体进行洒水。

四、结束语

尽管桥梁裂缝成因复杂,但只要在相应部位认真总结分析,我们就能避免同样的裂缝出现在下一片梁上,加上严格控制各工序质量,我们就一定能制出合格的桥梁。

本人制梁经验有限,对桥梁裂缝研究亦有限,欢迎提出指正与批评。

第五篇:浅析混凝土墙体裂缝原因及处理措施

摘要:大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多的特点,又具有超长结构温度变形条件复杂、温度裂缝控制要求高的特点。混凝土施工质量监理控制的关键就是如何因地制宜采取有效施工工艺和预防措施控制混凝土温度变形裂缝的发生和开展。 关键词:大面积混凝土工程;地下室;裂缝;处理措施;质量控制

随着城市建设的高速发展,大面积地下室混凝土结构工程越来越多。目前高层建筑混凝土地下室墙裂缝现象较为普遍,不仅因渗漏而影响使用,还会降低耐久性。混凝土分项工程作为混凝土主体结构质量的重要组成部分,是保证和实现单位工程自身结构安全和使用功能的关键。大体积混凝土产生裂缝的主要原因是混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热使其表面温度出现非均匀温差产生拉应力而形成裂缝以及混凝土的温度变形受到约束。如何采取有效的施工工艺和预防措施是控制温度裂缝的关键。本文结合近几年的工程实践,就大面积地下室混凝土温度变形裂缝的质量控制,谈谈一些工作方法和体会。

一、 裂缝主要原因 1.混凝土收缩因素

从裂缝特征可见大多数均属收缩裂缝。地下室混凝土墙收缩较大的主要原因有水泥用量过多、养护不良、粉煤灰掺量太大、泵送混凝土坍落度大、施工操作不合要求等。

2.设计方面因素

《混凝土结构设计规范》规定:现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距为20(露天)-30m(室内或土中),但实际工程中墙长均超过此规定。特别是一些工程设计突破了规范规定后,地下室墙的水平钢筋仍按构造配置,这是墙较易裂缝的又一因素。 3.温差影响因素

包括混凝土内外温差大、昼夜温差、日照下混凝土阴阳面的温差、拆模过早及结构跨季节气温变化差异大等因素的影响。 4.地下室墙长期暴露因素

这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感,常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。设计时地下室墙均按埋入土中或室内结构考虑。

5.混凝土施工质量差

原材料质量不良、配合比不当、使用过期的uea微膨胀剂、坍落度控制差,施工中任意加水以及混凝土养护不良等因素,均会导致混凝土收缩加大而裂缝。

施工缝设置不合理,施工缝处理不合要求,浇筑振捣不到位,是混凝土产生裂缝的另一影响因素。

覆土及回填土不及时,不能满足设计要求的条件,结构外露时间长,环境温度变化差异大,也是影响混凝土裂缝的主要原因。

二、裂缝处理方法

目前常用的地下室混凝土墙裂缝的处理方法有以下四类。有的工

程采用两种方法同时使用,效果良好。 1.灌浆法

灌浆材料常用的有环氧树脂类、水溶性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝等。其中环氧类及聚氨酯类材料来源广,施工较方便,建筑工程中应用较广;甲基丙烯酸甲酯粘度低,可灌性好,扩散能力强,不少工程用来修补缝宽≥ 0.05mm 的裂缝,补强和防渗效果良好。灌浆方法常用以下两类:一类是用低压灌入器具向裂缝中注入环氧树脂浆液,便裂缝封闭,修补后无明显的痕迹;另一类是压力灌浆,压力常用0.2~0.4mpa。 2.充填法

用风镐、钢钎或高速旋转的切割圆盘将裂缝扩大,形成v 形或梯形槽,清洗干净后分层压抹环氧砂浆或水泥砂浆、沥青油膏、高分子密封材料或各种成品堵漏剂等材料封闭裂缝。当修补的裂缝有结构强度要求时,宜用环氧砂浆填充。 3.表面涂刷加玻璃丝布法

目前常用的有聚氨酯涂膜或环氧树脂胶料加玻璃丝布。环氧树脂胶结料应经试配合格后方可使用。被处理表面应坚实、清洁、干燥均匀涂刷环氧打底料,凹陷不平处用腻子料修补填平,自然固化后粘贴玻璃丝布1~3 层。 4.表面涂抹法

常用材料有环氧树脂类、氰凝、聚氨酯类等。混凝土表面应坚实、清洁,有的表面根据材料要求还要求干燥。

三、预防地下室混凝土墙裂缝质量控制措施 1.设计方面

(1)没有充分依据时,不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。应注意满足《混凝土结构设计规范》的要求:“位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构,可按照使用经验适当减小伸缩缝间距”,并明确覆土回填时间要求。

(2)设置后浇带,以减小混凝土收缩应力。

(3)加强水平钢筋的配置。应注意三个问题:第一,水平钢筋保护层应尽可能小些;第二,防裂钢筋的间距不宜太大,可采用小直径钢筋小间距的配筋方式;第三,考虑温度收缩应力的变化增加配筋;第四,水平钢筋应设置与竖向钢筋外侧。 2.材料方面

(1)水泥:宜用低水化热、铝酸三钙含量较低、细度不过细,矿渣含量不过多的水泥。由于墙板结构施工中的水化热及收缩很可观,所以应尽可能选用低水化热、低收缩的水泥。如果一味追求较快的施工进度,盲目使用高强度等级早强水泥,必然导致高收缩及水化热峰值的提前出现,这对控制墙板裂缝是很不利的。 (2)砂、石:宜用中、粗砂,含泥量不大于2% ;石子宜用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不大于1% 的碎石或卵石。砂石料的含泥量必须严格控制,当砂石料含泥量超过规定,不仅增加了混凝土的收缩,同时又降低了混凝土的抗拉强度,容易引起裂

缝。

由于在剪力墙中配筋很多、很密,为了保证混凝土在结构中的最紧密填充,应当控制石子的最大粒径和粗细集料级配。如石子粒径较大,石子容易卡在钢筋中间,或钢筋与模板之间。由于砂浆的收缩比混凝土的收缩大,从而导致在拆模后一段时间在钢筋的下方会产生裂缝。

(3)掺减水剂,以减少混凝土用水量。

(4)掺人微膨胀剂,配制成补偿收缩混凝土,本工程地下结构墙体抗渗混凝土掺水泥用量15%uea 。

(5)掺用粉煤灰替代部分水泥,以降低水泥水化热温升。 3.施工方面

(1)模板选用:对外露面积较大的混凝土墙体、气温变化剧烈的季节以及冬季不宜使用钢模板。选用木模时,应充分湿润,以利保湿和散热。

(2)严格控制混凝土施工质量,尽量降低不均匀性。除控制混凝土制备和运输中的质量外,还要注意混凝土浇筑时防止离析,振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。

(3)严格控制混凝土配合比、各材料掺量、水灰比,明确混凝土坍落度要求。

(4)合理设置施工缝,认真处理施工接缝,防止分层缝及冷缝的产生。

(5)采用科学合理的施工组织设计,根据混凝土的凝结时间对混

凝土的浇注施工及混凝土搅拌站的混凝土供应做合理的协调,使上层混凝土在下层混凝土浇注后3-5h 内浇筑(不是控制在下层混凝土的初凝之前)。混凝土的初凝时间并不是混凝土不致出现冷缝的终凝时间,实际上在此时浇注混凝土,上下层混凝土的结合已经很弱,如在混凝土接近初凝之时,对混凝土进行振动,同样也会在新旧混凝土之间形成一层薄弱层,影响结构的整体性,形成冷缝。 为防止产生分层缝,在浇筑上层混凝土时,捣棒应插入下层混凝土5-10cm,以利于两层混凝土充分结合。同样,分层缝的出现也将使混凝土的整体性能降低。

(6)根据测温记录和气象预报确定拆模时间,保证混凝土内外温差不超过25℃,温度陡降不超过10℃,拆模后应注意覆盖和及时养护,保证拆模后混凝土表面与养护环境温度不超过15℃。 (7)条件具备的情况下,尽早安排覆土、肥槽土回填。 (8)加强养护。 结语

大面积地下室结构混凝土温度裂缝质量控制的核心是控制混凝土温度变形裂缝的发生和开展,是一项涉及到建设、设计、施工、监理、材料供应商、检测等单位的系统工程。既要掌握裂缝产生后的处理方法,也要加强施工过程的事前控制、事中和事后控制,能使混凝土温度裂缝控制质量得到有效保证。随着对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术的提高,混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满的解决。

参考文献:

[1]gb50108-2001 地下工程防水技术规范[s].

[2]雷艺君,钱昆润.实用工程建设监理手册[m].北京:中国建筑工业出版社,1999. [3]gb50319-2000.中华人民共和国建设部建设工程监理规范[s]. [4]建筑施工手册编写组.建筑施工手册缩印本(第二版)[m].北京:中国建筑工业出版社,1999.

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