裂縫控制的重要性

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上裂縫控制的重要性作者：張俊杰來源：科學(xué)之友2009年第01期        摘 要：針對結(jié)構(gòu)裂縫是建設(shè)工程中常見的通病這一現(xiàn)狀,結(jié)合工程實踐和理論研究,對結(jié)構(gòu)裂縫的形成原因及治理措施進(jìn)行了論述,指出從設(shè)計到施工及使用階段都應(yīng)采取預(yù)測、預(yù)防和處理措施,對不同的裂縫采取相對應(yīng)的措施,及時治理,減少裂縫的出現(xiàn)，做到合理的裂縫控制。        關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；鋼筋混凝土；裂縫控制；防治  

2、      中圖分類號：TU755.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-8136(2009)02-0036-03                裂縫控制即裂縫的預(yù)測、預(yù)防和處理等，裂縫的形成機(jī)理及類型是一個比較復(fù)雜的問題,也是長期困擾著建筑工程技術(shù)人員的技術(shù)難題。在建筑工程中會遇到許多裂縫的產(chǎn)生，有直接作用即集中力、均布荷載下產(chǎn)生的正常裂縫。也有在間接作用和材料性能發(fā)生變化引起

3、的非正常裂縫，不同成因、不同大小、不同性質(zhì)、不同用途的裂縫有不同的處理和防治方法，在不同的工程中我們要具體問題具體分析，切實注意裂縫對工程安全的影響，千萬不能忽視小裂縫，也不能隨意處理本來應(yīng)該預(yù)留的裂縫，做到合理的裂縫控制。根據(jù)實際工作經(jīng)驗，筆者總結(jié)了以下幾種裂縫的控制：                1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂縫         &#

4、160;      預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫現(xiàn)象很普遍。盡管多數(shù)裂縫寬度在0.2 mm以下，不會影響結(jié)構(gòu)安全以及建筑物的使用功能，但對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的重要性而言，出現(xiàn)裂縫易引起業(yè)主和監(jiān)理的擔(dān)心與不滿，甚至引發(fā)法律糾紛。裂縫畢竟是不利的，直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性，不管何種原因產(chǎn)生的裂縫，都應(yīng)引起工程建設(shè)人員的重視，把裂縫作為主要通病之一進(jìn)行綜合防治，減少和避免裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。        1.1 由混凝土本身性質(zhì)引起的裂縫    

5、60;    混凝土是由水泥、砂、石組成的非均質(zhì)材料，收縮是混凝土的重要特性之一。由于預(yù)應(yīng)力工程在原材料、構(gòu)件規(guī)格、施工工藝等方面的具體情況，使預(yù)應(yīng)力工程中出現(xiàn)收縮裂縫也很普遍，有時甚至很嚴(yán)重。         1.1.1 產(chǎn)生原因        （1）在預(yù)應(yīng)力工程中，通常對混凝土強(qiáng)度要求較高，多采用商品混凝土，使混凝土中水泥用量大，坍落度大，出現(xiàn)收縮裂縫的概率增加。在混凝土板上，終凝前期常表現(xiàn)為

6、不規(guī)則的干縮裂縫。當(dāng)混凝土強(qiáng)度有所發(fā)展后，收縮裂縫變得有一定的規(guī)律，通常是平行板的短邊，形成橫向凝縮裂縫。         （2）在柱、梁、板同時澆筑的工程中，柱梁節(jié)點或梁板腋下易出現(xiàn)沉實裂縫，當(dāng)坍落度過大或模板較粗糙時，這些部位在模板的“模箍”作用下，有時也會出現(xiàn)水平裂縫。         1.1.2 控制措施         （1）控制混凝土組成級配、水

7、灰比和坍落度，在滿足澆筑要求的前提下，坍落度應(yīng)盡量小。         （2）柱梁或梁板同時澆筑時，應(yīng)先澆筑柱、梁，盡量給出混凝土的沉實時間。         （3）對厚大構(gòu)件或坍落度較大的商品混凝土構(gòu)件，應(yīng)分層澆筑?；炷脸跄昂髴?yīng)進(jìn)行二次振搗，終凝前再對表面進(jìn)行二次抹壓。         （4）澆筑整板基礎(chǔ)、現(xiàn)澆板等裸露面積較大的混凝土構(gòu)件時，應(yīng)避免大風(fēng)

8、或烈日直射的天氣，否則應(yīng)及時對混凝土表面進(jìn)行覆蓋保護(hù)。         （5）通常情況下，收縮裂縫發(fā)生在混凝土凝固的初期，特別是混凝土澆筑后一周左右，實踐證明，加強(qiáng)混凝土早期的養(yǎng)護(hù)工作，是克服這類裂縫最有效的辦法。         1.2 由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件截面尺寸較大引起的裂縫         1.2.1 產(chǎn)生原因    

9、;    （1）截面較大構(gòu)件在混凝土硬化過程中，其體積收縮量也大，產(chǎn)生軸向拉應(yīng)力，在結(jié)構(gòu)體系的約束下形成凝縮裂縫。         （2）大截面構(gòu)件凝固過程中，產(chǎn)生的水化熱使構(gòu)件溫度升高，若過早拆除其側(cè)模板，構(gòu)件溫度急降，會出現(xiàn)溫差應(yīng)力，同時構(gòu)件表面水分迅速風(fēng)干，混凝土收縮加劇，形成冷縮裂縫。         （3）經(jīng)鑿除裂縫處表面混凝土，發(fā)現(xiàn)多處裂縫發(fā)生在箍筋位置處，說明這種裂縫與箍筋存在一定的

10、聯(lián)系。其一是大梁所選用的箍筋規(guī)格較大，如12，箍筋外的混凝土保護(hù)層變?。黄涠菨仓炷燎?，梁的箍筋已承受了梁自身上層鋼筋的重量和次梁、板擱置的重量，以及施工人員的活荷載，梁的箍筋受壓彎曲，一定程度上呈“鼓”形。這兩種情況使箍筋特別是梁中箍筋外的混凝土厚度變薄，形成了相對含砂多、含石少、咬合性差的砂漿層，從而導(dǎo)致裂縫。這種中間寬，兩端窄的“棗核”形裂縫，因梁中腰筋小少而粗寬，上下端因主筋的約束而細(xì)小或沒有。         1.2.2 控制措施       

11、;  （1）厚大構(gòu)件的混凝土配合比設(shè)計，應(yīng)考慮減少混凝土體積收縮的措施。力求降低水泥用量，減小水灰比，有條件者可適當(dāng)摻入改性外加劑。         （2）推遲大截面構(gòu)件模板拆除時間。為減小模板對梁的約束，防止預(yù)應(yīng)力損失，規(guī)范規(guī)定要在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除其側(cè)面模板。大梁側(cè)模拆除應(yīng)依據(jù)執(zhí)行，并盡可能推遲。         （3）應(yīng)保證箍筋外保護(hù)層厚度。對較粗直徑的箍筋而言，應(yīng)保證箍筋外混凝土不少于15 mm（最好為17 m

12、m）來確定主筋保護(hù)層，增加箍筋外混凝土抗裂能力。大梁腰筋設(shè)置相對宜粗宜密，規(guī)格不宜小于18，間距不宜大于250 mm，大梁腰間的S形拉筋宜改用拉撐結(jié)合的辦法，拉筋一端彎成90°角，待拉緊就位后再彎至135°角，同時將一部分拉筋改為撐筋，保證梁箍筋不外彎，也不向內(nèi)彎曲，撐筋也可結(jié)合小組紋管支架鋼筋同時布設(shè)。         1.3 模板支撐體系施工不當(dāng)引起的裂縫         1.3.1 產(chǎn)生原因 

13、0;      （1）支撐拆除過早。某工程預(yù)應(yīng)力大梁拆底模時，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)設(shè)計強(qiáng)度的115%，但沒有建立預(yù)應(yīng)力，拆模后大梁和板均出現(xiàn)裂縫，并形成較大的板梁連通裂縫。         （2）一般情況下，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)跨度大，構(gòu)件截面尺寸大，施工荷載也大，支撐體系的承載力不足也是一個原因，尤其對支撐直接搭設(shè)在地面或回填土上的工程，支撐系統(tǒng)更易變形或下沉。        （3）采用

14、早拆模板施工方法時，保留的支撐承載力不足，使結(jié)構(gòu)過早受力。         1.3.2 控制措施         （1）混凝土施工規(guī)范規(guī)定，側(cè)模宜在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除，底模不應(yīng)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件建立預(yù)應(yīng)力前拆除。預(yù)應(yīng)力建立前，即使構(gòu)件混凝土達(dá)到或超過設(shè)計值，仍不可拆除底模，這也是與普通混凝土結(jié)構(gòu)的一點區(qū)別，否則，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件即使有承載能力，也易因撓度過大而引起裂縫。在大跨度結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件的主要荷載是自重，其自重彎矩大，自重應(yīng)力高，提前拆模對結(jié)構(gòu)更不利

15、，更易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。         （2）對預(yù)應(yīng)力工程應(yīng)單獨編制施工方案，其模板和支撐系統(tǒng)必須進(jìn)行設(shè)計計算。若支撐體系直接支撐在回填土上，還須對支撐面進(jìn)行特殊處理，首先，回填土必須分層分批夯填密實，最好用壓路機(jī)碾壓數(shù)遍，否則支撐應(yīng)直接置于基礎(chǔ)或基底老土層上。其次，在預(yù)應(yīng)力框架大梁寬1.8 m2.0 m的范圍內(nèi)，應(yīng)鋪設(shè)道渣，設(shè)置墊木。         （3）做好場地防排水措施。預(yù)應(yīng)力工程施工工期較長（一般在20 d以上），陰雨天氣出現(xiàn)的

16、機(jī)會多，產(chǎn)生的后果嚴(yán)重。因此，大梁排架施工前要有技術(shù)保證措施，可在大梁下鋪設(shè)塑薄膜防水層，并及時排走場內(nèi)雨水，防止雨水對土層和支撐系統(tǒng)的影響。此外，澆筑混凝土前還要對支撐體系進(jìn)行全面檢查和加固，以確保支撐穩(wěn)固可靠。         （4）預(yù)應(yīng)力工程施工周期長，整體拆模時間較普通結(jié)構(gòu)遲，為提高周轉(zhuǎn)材料的利用率，減少施工投入，常采用主次模板體系分開支設(shè)的辦法，在符合普通混凝土結(jié)構(gòu)拆模的條件后，可在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的模板及支撐。對預(yù)應(yīng)力大梁，也常采用早拆模板方法施工，根據(jù)跨度情況，在適當(dāng)位置處，保留若干支撐點

17、模板與支撐不拆而拆除其余部位的模板與支撐。采用這種方法施工時，必須對保留支撐進(jìn)行驗算和加固。對保留支撐而言，即使立桿和梁底模沒有拆除和松動，整體排架和牽杠的拆除，也會影響保留支撐的剛度和穩(wěn)定性，降低承載力，故應(yīng)進(jìn)行必要的加固。另一方面，次梁板等非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件模板和支撐拆除后，這些構(gòu)件的自重以及上部施工荷載全部通過結(jié)構(gòu)體系傳遞到主梁上，主梁荷載明顯增大，故必須進(jìn)行支撐驗算和加固，加固時不得松動保留的支撐和模板，并且須做到先加固后拆除。              

18、0;  1.4 由預(yù)應(yīng)力張拉工藝而引起的裂縫        1.4.1 產(chǎn)生原因        （1）在梁端非預(yù)應(yīng)力區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的拉剪裂縫，是由于錨固區(qū)局部受壓過大，在該區(qū)及邊緣產(chǎn)生剪、拉應(yīng)力。         （2）在張拉端邊梁及板面上出現(xiàn)的裂縫，是由于預(yù)應(yīng)力張拉后，在應(yīng)力傳遞或次應(yīng)力作用下產(chǎn)生的。    &#

19、160;    1.4.2 控制措施         （1）設(shè)計時應(yīng)盡量減少預(yù)應(yīng)力的偏心程度，非預(yù)應(yīng)力筋能解決問題的，盡量少用預(yù)應(yīng)力，以降低預(yù)壓總應(yīng)力，否則應(yīng)視情況增加承壓鋼筋網(wǎng)片。        （2）張拉結(jié)束后，預(yù)應(yīng)力并沒有停止工作，甚至仍然繼續(xù)在增長。因此除了在張拉操作中必須嚴(yán)格按照張拉順序及張拉力伸長量來控制之外還應(yīng)在張拉結(jié)束后，繼續(xù)觀察具體變化，禁止張拉一結(jié)束就進(jìn)行鋼絞線的切割施工作業(yè)。

20、禁止立即在梁體上施加荷載。                2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫                2.1 產(chǎn)生成因        2.1.1 收縮裂縫   

21、     混凝土收縮分干縮和自收縮。干縮是混凝土中多余水分蒸發(fā)，溫度降低，體積縮小而產(chǎn)生的收縮，其收縮量占總收縮量的絕大部分。自收縮為水泥水化作用引起的體積縮小，其收縮量很小?；炷猎谟不陂g或硬化后由于混凝土的收縮受到周圍結(jié)構(gòu)構(gòu)件的約束或是養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起的收縮裂縫一般與構(gòu)件表面垂直。收縮裂縫除和養(yǎng)護(hù)有關(guān)外，還和振搗混凝土，原材料收縮量等有關(guān)?；炷琳駬v過度，表面形成水泥漿較多，則收縮量大，容易出現(xiàn)裂縫。采用含泥量較大的粉砂配制的混凝土，也會加大收縮，產(chǎn)生收縮裂縫。       

22、; 2.1.2 溫度裂縫        鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)隨溫度變化會產(chǎn)生熱脹冷縮變形，除了由于大氣溫度變化外，還受周圍環(huán)境的影響和大體積混凝土施工時產(chǎn)生的大量水化熱等影響。水泥水化過程產(chǎn)生一定水化熱，水化熱是水泥熟料中各種礦物在水化反應(yīng)中產(chǎn)生的，在大體積混凝土中,產(chǎn)生的大量水化熱不容易散發(fā)，內(nèi)部溫度不斷上升，到達(dá)較高溫度，而混凝土表面散熱較快，因而形成內(nèi)外溫差，此時表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。因早期混凝土抗拉強(qiáng)度較低而產(chǎn)生表面裂縫。     

23、;   2.1.3 鋼筋銹蝕裂縫        在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋受到周圍混凝土的保護(hù)，一般并不銹蝕。當(dāng)保護(hù)層破壞或保護(hù)層不足時，鋼筋在一定條件下將產(chǎn)生銹蝕。其主要原因有：混凝土密度不良和構(gòu)件上產(chǎn)生的裂縫，往往是造成鋼筋銹蝕的重要原因，尤其當(dāng)水泥用量偏小，水灰比不當(dāng)，振搗不良，在混凝土澆筑中產(chǎn)生露筋、蜂窩麻面等，都會加速鋼筋銹蝕；混凝土碳化和侵蝕性氣體、介質(zhì)侵入造成鋼筋銹蝕；當(dāng)周圍空氣的相對濕度、生產(chǎn)環(huán)境的變化適合于混凝土碳化的條件時，鋼筋便會銹蝕；為提高混凝土早期強(qiáng)度和防凍，在

24、混凝土內(nèi)摻加氯鹽，若氯鹽摻量過大，則會造成鋼筋銹蝕。以上各種銹蝕產(chǎn)物膨脹足以使混凝土劈裂。        2.1.4 施工縫不當(dāng)引起的裂縫        澆灌鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，最好是連續(xù)澆灌，但有些工程混凝土量太大，而實際施工受到人力、時間、材料供應(yīng)、設(shè)備能力以及模板、鋼筋的安裝條件限制，不得不中斷澆灌，形成施工縫。規(guī)范明確規(guī)定，施工縫應(yīng)設(shè)在剪力較小或施工方便的位置。若施工縫隨意留置，接頭處理不妥當(dāng)，則影響新舊混凝土黏結(jié)，往往形成薄弱部

25、位，再由混凝土收縮和受力變形后呈現(xiàn)裂縫。        2.2 防治措施        鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不可能不出現(xiàn)微觀裂縫，而即使出現(xiàn)宏觀裂縫，我們也希望將其控制在規(guī)范規(guī)定的允許范圍之內(nèi)。這就需要從設(shè)計到施工及材料選購等各個環(huán)節(jié)采取有效預(yù)防措施。裂縫一旦發(fā)生，則應(yīng)對裂縫的形態(tài)、規(guī)律性、發(fā)生部位和分布區(qū)域進(jìn)行調(diào)查、描述，測量其寬度、長度和深度及其穩(wěn)定性，并對裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。然后根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因、性質(zhì)、程度、部位、受力情況及使用要

26、求等，采取相應(yīng)的有效措施，及時治理。一般有以下幾種方法：        （1）對承載能力無影響的表面裂縫和大面積細(xì)裂縫，防滲水處理時可采用表面修補(bǔ)方法，如表面涂抹砂漿法、表面涂抹環(huán)氧膠泥法、表面鑿槽嵌補(bǔ)法和表面貼條法等。        （2）當(dāng)裂縫對結(jié)構(gòu)整體性有影響時，或者結(jié)構(gòu)有防滲防水要求時，可采用內(nèi)部修補(bǔ)法，如水泥灌漿法和化學(xué)灌漿法。        （3）對結(jié)構(gòu)整體性和承載能力有較大影響的裂縫，采用結(jié)構(gòu)加固方法。有圍套加固、鋼箍加固、預(yù)應(yīng)力加固、粘結(jié)鋼板加固和噴漿加固等辦法。        （4）對結(jié)構(gòu)耐久性有影響的縱向鋼筋銹蝕裂縫，應(yīng)把主筋周圍含鹽混凝土鑿除，用噴砂法清除鐵銹，然后用灌漿或加圍套方法修補(bǔ)。        混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是建設(shè)工程中常見的通病，其普遍性和復(fù)雜性長期困擾著工程技術(shù)人員。雖然國內(nèi)外不少專家和學(xué)者經(jīng)過大量工程實踐和理論研究，提供