某泄洪工程高標號混凝土裂縫產生的原因及防治可行性研究報告

某泄洪工程高標號混凝土裂縫產生的原因及防治可行性研究報告摘要：小浪底泄洪工程中采用了抗空蝕、耐磨性能好的C70高標號硅粉混凝土?？装?導流)洞、排沙洞明流段、明流洞和溢洪道大體積、C70高標號硅粉混凝土中均出現(xiàn)早期和后期施工裂縫。早期裂縫主要與混凝土因水泥水化熱引起的內外溫差和干燥引起的內外濕差有關。后期裂縫主要由基礎溫差引起。采取摻加25-40%粉煤灰優(yōu)化混凝土配合比、加強混凝土溫度控制、縮短混凝土分塊長度等措施能有效預防裂縫產生。工程修補時采用環(huán)氧樹脂和特細水泥注漿法處理已出現(xiàn)的裂縫、效果良好。

關鍵詞：高標號硅粉混凝土裂縫環(huán)氧樹脂特細水泥黃河小浪底水利樞紐工程位于河南省洛陽市以北40km，黃河中游最后一段峽谷的出口處，上距三門峽水利樞紐130km，下距花園口128km.水庫總庫容126.5億m3，其中有效庫容51億m3.樞紐主要任務是以防洪、防凌、減淤為主，兼顧供水、灌溉和發(fā)電，蓄清排渾、除害興利、綜合利用。小浪底的泄洪項目主要包括：進水口引渠、10個功能不同的塔體組成的進水塔、3條孔板(導流)洞、3條明流泄洪洞、3條排沙洞、1條正常溢洪道、出口消力塘和泄水渠、尾水明渠。在3條孔板(導流)洞閘室以下洞身段、3條排沙洞明流段、3條明流洞和溢洪道采用了抗空蝕耐磨性能好的C70高標號硅粉混凝土。標號40MPa以下的混凝土在我國普遍使用，并具有豐富的施工經驗和研究成果。但大體積、大范圍使用70MPa混凝土，在我國水利工程中還是較少的。在小浪底孔板(導流)洞閘室以下洞身段、排沙洞明流段、明流洞和溢洪道C70高標號硅粉混凝土施工過程中，混凝土都有不同程度的裂縫出現(xiàn)，裂縫寬度一般在0.4～0.8mm，最大寬度2mm，裂縫平均長度4m.C70高標號硅粉混凝土裂縫分布部位和裂縫主要類型見表1.表1C70高標號硅粉混凝土裂縫分布部位和裂縫類型1高強度等級混凝土裂縫產生的原因1.1早期裂縫分析混凝土早期裂縫主要與混凝土因水泥水化熱引起的內外溫差和干燥引起的內外濕差(特別在拆模后)有關。混凝土澆筑后，因水泥水化熱作用，引起溫度升高較快，見圖1，加上混凝土的導熱性能很差，導致混凝土內外出現(xiàn)溫差。由于材料的熱脹冷縮性，引起內部受壓、外部受拉。當混凝土此時的抗拉強度小于外部溫度拉應力時就要出現(xiàn)裂縫。有些部位在拆模(齡期2～3d左右)時已出現(xiàn)裂縫，有些部位在拆模后1～2d內出現(xiàn)裂縫。表2是計算的C25、C70混凝土升溫過程中不同內表溫差和不同表面溫度降溫梯度的拉應力。

相關圖片如下

圖1C70高標號硅粉混凝土現(xiàn)場實測溫度上升曲線

表2C25、C70混凝土表面早期溫度拉應力注：①3d齡期抗拉強度：C25混凝土[σ]=1.34MPa，C70高標號硅粉混凝土[σ]=1.92MPa;②5d齡期抗拉強度：C25混凝土[σ]=—1.72MPa，C70高標號硅粉混凝土[σ]=2.47MPa.

從表2可以看出，低標號C25混凝土因其水泥用量少，水化熱引起升溫較C70低，在溫差相同時，C70混凝土比C25混凝土溫度拉應力要大得多。在升溫過程中，當內表溫差超過12℃時，C70混凝土的實際拉應力大于C70混凝土的極限拉應力[σ]；表面溫度降溫梯度超過10℃時，C70混凝土的實際拉應力大于C70混凝土的極限拉應力[σ]，都將產生裂縫。根據(jù)統(tǒng)計的現(xiàn)場溫度資料，混凝土在木模板保護、外界氣溫10℃左右情況下，1～2m厚的C70混凝土在升溫過程中內表溫差在6～9℃左右，根據(jù)表2的計算分析結果，拆模前一般是不會出現(xiàn)裂縫。從現(xiàn)場施工情況發(fā)現(xiàn)，凡是拆模時即出現(xiàn)裂縫的，多是采用混凝土泵入倉水泥用量加大或澆筑后遇到特別冷的天氣未很好的進行冬季保溫，或同時具備上述兩種因素，此時混凝土在升溫過程中內表溫差大于12℃混凝土在拆模后無任何保護的情況下，經計算C70混凝土表面拆模后第一天降溫梯度最陡，一般達到12～20℃左右，根據(jù)表2計算分析結果，一天表面降溫10℃時所產生的溫度應力足以將混凝土表面拉開。實際統(tǒng)計資料表明拆模后混凝土未進行有效的保護措施，遇低溫時混凝土表面溫度驟然下降，引起更大的溫度變化，使得混凝土表面的拉應力更大，這樣混凝土在拆模后1～2d內將出現(xiàn)表面裂縫。溢洪道左邊墻WL-510K塊的F層(層高3m)在拆模時未發(fā)現(xiàn)裂縫，拆模后未進行任何保護，拆模后第2天發(fā)現(xiàn)3早期混凝土裂縫一般為表面裂縫，方向不定，數(shù)量較多。根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計資料顯示此類裂縫占總量的69%.1.2后期裂縫分析混凝土后期裂縫主要由基礎溫差引起，與施工分塊尺寸、混凝土彈模/基巖彈模等因素有關。對于厚度1～2m的混凝土底板或邊墻，當混凝土塊溫度由最高降至最低(或穩(wěn)定溫度)時，由于受基巖的強約束，產生較大的拉應力，如果基礎溫差較大或分塊尺寸較大，產生的拉應力大于混凝土抗拉力，混凝土就會產生裂縫，對厚度1m的C25、C70混凝土基礎溫差溫度應力進行計算的結果見表3.表3因混凝土與基礎溫差引起的溫度拉應力注：①28d齡期抗拉強度：C25混凝土[σ]=1.85MPa，C70高標號硅粉混凝土[σ]=3.5MPa，應力安全系數(shù)均為1.3；②L為澆筑塊最長邊尺寸。

由表3可見，基巖上的C25混凝土板，若控制基礎溫差22℃(對應最高溫度為30℃左右)，澆筑分塊長度應在15m以內，可防止混凝土出現(xiàn)裂縫?；鶐r上的C70高標號硅粉混凝土板，若控制基礎溫差37℃(對應最高溫度為45℃左右)，澆筑分塊長度大于15m時其拉應力大于C70高標號硅粉混凝土[σ]值3.5MPa，將會產生裂縫。若控制基礎溫差46℃(對應最高溫度為54℃左右)，澆筑分塊長度大于6m，將會產生裂縫。在溢洪道在無早期裂縫的澆筑塊上，后期裂縫一般出現(xiàn)在澆筑塊中間位置，而在已出現(xiàn)早期裂縫的澆筑塊，后期裂縫只在已出現(xiàn)的裂縫上繼續(xù)拉長加深。由于底板和圍巖形成的基礎約束力較強，由此產生的裂縫是深層裂縫和貫穿性裂縫。此類裂縫數(shù)量較少，但危害最大。根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計資料顯示此類裂縫占總量的31%.2C70高標號硅粉混凝土裂縫的預防(1)優(yōu)化混凝土配合比。在滿足強度等設計指標要求的情況下，摻加粉煤灰25%～40%盡量減少水泥用量，降低混凝土水化熱溫升，提高混凝土的后期強度及抗裂能力。(2)提高施工質量。加強混凝土澆筑過程中的振搗控制，保證混凝土內部組織密實，達到提高混凝土極限拉伸值的目的。(3)縮短混凝土分塊長度。根據(jù)水工規(guī)范，隧洞及泄洪槽襯砌分塊長度一般6～12m.據(jù)表3計算分析結果，C70高標號硅粉混凝土分塊長度取規(guī)范的下限，以4～6m較合適。(4)加強混凝土溫度控制。C70高標號硅粉混凝土溫控比其他低強度混凝土更難以控制。高強度等級混凝土溫控有其特殊性，與低強度混凝土相比，其齡期3～7d左右溫度提高的幅度遠大于其強度提高的幅度。因此需采取比一般低強度混凝土更強的溫控措施。在混凝土施工時降低澆筑溫度，也就是降低最高溫升和初始溫差，達到降低表面拉應力的目的。這對防止早期溫度裂縫非常有效。降低澆筑溫度要控制3個環(huán)節(jié)，控制骨料溫度、控制水泥溫度，充分利用制冷設施來降低出機溫度；混凝土運輸中采用攪拌車，減少運輸途中的溫度回升；減少入倉振搗時的溫度回升。(5)混凝土養(yǎng)護。混凝土冬季拆模后，為防止混凝土表面灑水結冰造成內外溫差過大出現(xiàn)裂縫，小浪底工程使用Sika保水養(yǎng)護劑，拆模后刷在混凝土表面進行養(yǎng)護。該養(yǎng)護劑在90d后老化，自行剝落，不存在將來過水后有害物質污染黃河問題。同時覆蓋泡沫塑料保溫。施工中采取以上措施后，有效地控制了裂縫的發(fā)生和發(fā)展。3號明流洞在施工后期裂縫明顯減少。3C70高標號硅粉混凝土裂縫處理措施根據(jù)技術規(guī)范要求凡是裂縫寬度大于0.5mm或是長度大于1.5m的裂縫均應進行處理。小浪底泄洪工程對C70高標號硅粉混凝土裂縫主要采用環(huán)氧樹脂和特細水泥注漿進行處理。3.1環(huán)氧注漿處理3.1.1注漿材料Sika752環(huán)氧樹脂漿材為雙組分化灌材料按比例混合后，可在自然狀態(tài)下或潮濕的混凝土表面無收縮固化。Sika752環(huán)氧樹脂力學強度指標及適用條件見表4。表4齡期14d的強度指標及適用條件3.1.2裂縫處理步驟(1)用沖擊鉆沿裂縫鉆孔，孔徑6mm、孔深10cm、孔距30cm左右。(2)用高壓風水槍沖洗裂縫及周圍混凝土表面，并用高壓空氣吹凈縫內積水。(3)在鉆孔處安放灌漿咀。同時用Sika731環(huán)氧砂漿封閉裂縫及灌漿咀底座。固化24h.(4)把分別包裝的Sika752A、B兩種材料按2∶1的比例在干凈的容器內混合并攪拌3min.(5)用環(huán)氧注漿泵將拌合好的漿液注入裂縫內，豎向縫自下而上，水平縫自一端向另一端，逐孔灌注，灌注壓力為0.4～0.6MPa.(6)自然狀態(tài)下養(yǎng)護，達到一定強度后用砂輪機把表面打平磨光。3.1.3裂縫處理效果孔板(導流)洞、排沙洞泄槽段均采用此方法進行處理，在處理過的裂縫中進行隨機取芯檢查，從芯樣外觀看，灌注材料充滿裂縫空隙與混凝土結合很好。進行抗壓實驗時，滿足混凝土設計強度要求。3.2特細水泥注漿處理表5強度指標及適用條件3.2.1注漿材料特細水泥(SikaMikrodurR-U)因其細度(最大顆粒通過d95<9.5um，比表面積>16000cm2/g)有別于普通水泥。使用時特細水泥添加3%的外加劑(SikaIntraplastHE50)和水混合。特細水泥的力學強度指標及適用條件見表5.3.2.2裂縫處理步驟其施工方法及操作步驟與環(huán)氧樹脂灌漿類似，不同的是環(huán)氧樹脂灌漿沿逢面鉆孔插入灌漿管，而特細水泥灌漿不需鉆孔，只需沿逢面每隔30～50cm安裝一只管座，管座上連接支管，豎直縫自下而上，水平縫從一端到另一端，逐孔灌注，灌漿壓力約0.6～1.2MPa.3.2.3裂縫處理效果3條明流洞泄槽段裂縫采用此方法處理，根據(jù)取芯檢查結果，水泥變形與混凝土接近，進行抗壓實驗時，滿足混凝土設計強度要求。如果有滲水的裂縫采用特細水泥方法效果要比Sika環(huán)氧樹脂好，但特細水泥方法價格?萐ika752方法高30%左右。因此，處理C70高標號硅粉混凝土裂縫時應根據(jù)實際情況選擇不同的修補方法。4結束語小浪底泄洪工程采用C70高標號硅粉混凝土的部位出現(xiàn)各種類型的裂縫的機率較C40以下混凝土的部位為高。從裂縫產生的時間上看，早期裂縫居多。從表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫類型上看，C70高標號硅粉混凝土中深層裂縫、貫穿裂縫較C40以下混凝土多。通過對早期裂縫和后期裂縫的原因分析，采取了有效的預防措施，這些措施的實施對防止裂縫形成取得了良好的效果。按照技術規(guī)范要求，凡是縫寬大于0.5mm或長度大于1.5m的裂縫均應進行處理。小浪底采用環(huán)氧樹脂注漿法和特細水泥注漿法處理裂縫，這兩種方法工藝成熟，處理后的抗壓強度滿足設計要求。為了避免和減少高強度混凝土的裂縫，優(yōu)化配合比設計、研制“補償收縮混凝土”是土木工程材料學科的新課題。參考文獻：[1]黃河小浪底水利樞紐泄洪工程(Ⅱ標)技術規(guī)范[S]。1994。[2]黃河小浪底水利樞紐溫控觀測及實施分析報告[R]。黃河水利委員會設計院，1999.砌體結構裂縫成因及預防措施論文上傳：tgb70論文作者：童光兵您是本文第160位讀者摘要：本文分析了砌體結構裂縫的成因，對溫度裂縫、收縮裂縫以及沉降裂縫的產生機理進行了分析，提供了溫度應力、溫度變形和干縮變形的估算方法，討論了影響砌體結構開裂的因素。針對這些影響因素提出了預防措施

關鍵詞：砌體結構變形裂縫產生機理溫度變形干縮變形預防措施中圖分類號ＴＵ364CausesandMeasuresofTreatmentforCracksinMasonryStructureBuildingsTongGuangbing

目前，砌體結構的房屋出現(xiàn)各種型式的裂縫，非常常見。其裂縫程度輕重不一，差別很大。輕則影響房屋正常使用和美觀，嚴重的將形成結構安全隱患，甚至發(fā)生工程事故。隨著住宅商品化的發(fā)展，房屋裂縫問題越來越引起人們的關注。⒈裂縫的類型及成因

按裂縫的成因，墻體裂縫可分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類。各種直接荷載作用下，墻體產生的裂縫稱為受力裂縫。而砌體因收縮、溫度、濕度變化，地基沉陷不均等引起的裂縫是非受力裂縫，又稱變形裂縫。砌體房屋的裂縫中變形裂縫占80％以上[1]，其中溫度裂縫更為突出。相對于受力裂縫，變形裂縫的產生機理和影響因素復雜得多，本文主要分析砌體結構的變形裂縫。1.1砌體房屋的溫度變形1.1.1溫度裂縫的主要形態(tài)最常見的溫度裂縫出現(xiàn)在混凝土平屋蓋房屋的頂層兩端墻體和山墻上。如在門窗洞邊的正“八”字斜裂縫、山墻上部的斜裂縫、平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫、以及水平包角裂縫(包括女兒墻)等。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經過一個冬夏之后才逐漸穩(wěn)定,不再繼續(xù)發(fā)展,裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。溫度裂縫有明顯的規(guī)律性：兩端重中間輕，頂層重往下輕，陽面重陰面輕。1.1.2溫度裂縫產生機理對于磚砌體的結構，磚砌體的線膨脹系數(shù)5×10－6，是混凝土的一半。當外界溫度升高時，混凝土頂蓋變形大，墻體變形相對較小，導致磚砌體和混凝土屋蓋之間產生約束應力。使屋蓋受壓，墻體受拉、受剪。當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時,墻體就會產生溫度裂縫?；炷疗鰤K墻體的線膨脹系數(shù)與混凝土屋蓋相同。在夏季陽光照射下，兩者之間存在一定的溫差。屋面最高溫度可達40℃～50℃，而頂層外墻平均最高溫度約為30℃～35℃。屋面和頂層外墻存在10℃～看，相同砂漿強度等級下抗拉、抗剪強度混凝土砌塊比磚砌體小了很多，沿齒縫截面彎拉強度僅為磚砌體的30％～35％，沿通縫彎拉強度僅為磚砌體的45％～50％，抗剪強度僅為磚砌體的50％～55％。因此，在相同受力狀態(tài)下，混凝土砌塊抵抗拉力和剪力的能力要比磚砌體小很多，所以更容易開裂。1.1.3溫度應力的估算砌體結構的溫度應力可通過下式估算[2]：

(1－1)

（1－2）當頂板與墻體材料不同時，式中，Cx－水平阻力系數(shù)，混凝土板與墻體Cx=0.3~0.6N/mm3，混凝土板和鋼筋混凝土圈梁Cx=1.0N/mm3;

t－墻厚；

b－一面墻負擔的樓板寬度；

h－頂板厚度；

Es－混凝土的彈性模量；

α1－墻的線膨脹系數(shù)，磚砌體5×10－6；α2－頂板線膨脹系數(shù)，混凝土10×10－6；T1－墻的溫度；T2－頂板的溫度；L－墻長。式（1－1）中τmax為彈性剪應力?？紤]升溫較快，取應力松弛系數(shù)H（t）=0.7~0.8，則砌體的徐變剪應力為：

（1－3）對于頂層墻體，墻體的壓應力較小，墻體的剪應力近似等于主拉應力。根據(jù)式（1－1），墻體的剪應力與溫差、水平阻力系數(shù)Cx以及建筑物長度有關。從式（1－1）可知，墻體剪應力與溫差成正比。因此，采取隔熱措施以減少溫差，可達到減小主拉應力的目的；墻體剪應力與成正比。如水平阻力系數(shù)Cx降低30％，則剪應力降低16％。因此，可通過在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設置水平滑動層來減少頂板與墻體的約束作用，滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等[3]；剪應力和建筑物的長度呈非線性關系，增加長度，剪應力隨之增加。

1.1.4溫度變形的估算粘土和混凝土砌體都有與溫度變化成比例的特性，溫度變形的大小可以根據(jù)熱膨脹系數(shù)計算。構件受到溫度變化為△T的構件，長度變化△L可以表達為

（1－4）其中，△L－溫度變形；α－熱膨脹系數(shù)，磚砌體5×10－6，混凝土砌塊10×10－6；L－受到溫度變化的構件長度；△T－溫度變化。1.2砌體房屋的收縮變形1.2.1收縮裂縫的形態(tài)因砌塊收縮引起的墻體裂縫，在混凝土砌塊房屋中比較普遍。在內外墻、在房屋的各層均可能出現(xiàn)。干縮裂縫形態(tài)一般有：⑴在墻體中部出現(xiàn)的階梯形裂縫；⑵環(huán)塊體周邊灰縫的裂縫；⑶在外墻的窗下墻出現(xiàn)豎向均勻裂縫；⑷山墻等大墻面出現(xiàn)的豎向、水平向裂縫。收縮裂縫一般多出現(xiàn)在下部幾層，有的砌塊房屋山墻大墻面中間部位出現(xiàn)了由底層一直延伸至3、4層的豎向裂縫。由于砌筑砂漿強度不高，灰縫不飽滿，干縮引起的裂縫往往呈發(fā)絲狀分散在灰縫縫隙中，清水墻時不易被發(fā)現(xiàn)，當有粉刷抹面時就顯露出來。干縮引起的裂縫寬度不大，且裂縫寬度較均勻。1.2.2收縮裂縫的產生機理粘土砌體和混凝土砌體對含水率變化的反應不同。粘土砌塊隨含水率的增加而膨脹。在含水率降低時磚不會收縮。即這種膨脹不會因為在大氣溫度中變干而收縮[4]。磚中的含水量取決于原材料的種類和燒制溫度范圍。當磚從窯中取出時尺寸最小，然后隨著含水率的增加而膨脹。當磚暴露在潮濕的空氣中它開始膨脹，在開始的幾個星期內膨脹最大，膨脹會以很低的速率持續(xù)幾年，磚的長期濕膨脹在0.0002和0.0009之間[5]。混凝土砌塊是混凝土拌合物經澆注、振搗、養(yǎng)生而成?；炷猎谟不^程中逐漸失水而干縮，砌干縮量因材料和成型質量而異，并隨時間增長而逐漸減小。在自然條件下，成型28天后，混凝土砌塊收縮趨于穩(wěn)定。其干縮率為0.03％～0.035％，含水量在50％～60％左右。砌成砌體后，在正常使用條件下，含水量繼續(xù)下降，可達10％左右，其干縮率為0.018％～0.07％[6]。對于干縮已趨穩(wěn)定的混凝土砌塊，如再次被浸濕后，會再次發(fā)生干縮，通常稱為第二干縮。混凝土砌塊在含水飽和后的第二干縮，穩(wěn)定時間比成型硬化過程的第一干縮時間要短，一般為15天左右。第二干縮的收縮率約為第一干縮的80％左右。當混凝土砌塊的收縮受到約束并且收縮引起的拉應力超過了塊材的抗拉強度或塊材與砂漿之間的抗彎強度，會出現(xiàn)收縮裂縫。收縮裂縫不是結構裂縫，但它們破壞了墻體外觀。1.2.3收縮變形的估算粘土和混凝土砌體對含水率變化的反應不同。當失去水分時，混凝土砌塊會收縮，而粘土砌塊會隨含水率的增大而膨脹。由水分變化引起的變形可以根據(jù)與熱膨脹相同的原理估計[6]:

（1－4）式中，k－對粘土砌體采用濕膨脹系數(shù)ke，對混凝土砌體采用收縮系數(shù)km;L－砌體長度；－收縮變形?！镀鲶w標準聯(lián)合委員會（MasonryStandardsJointCommittee，縮寫為MSJC）規(guī)范》[6]規(guī)定粘土砌體的濕膨脹系數(shù)值ke為0.0003。由控濕的混凝土砌塊砌筑的砌體km=0.15sl，由非控濕的混凝土砌塊砌筑的砌體km=0.5sl。sl為混凝土砌塊的總線性干縮值，其值不超過0.00065。1.3地基變形在軟土、填土、沖溝、古河道、暗渠以及各種不均勻地基上建造結構物，或者地基雖然相當均勻，但是荷載差別過大，結構物剛度差別懸殊時，應特別注意由于地基不均勻沉降引起的裂縫。1.3.1地基不均勻沉降裂縫的形態(tài)地基不均勻沉降裂縫的形態(tài)是多種多樣的，有些裂縫尚隨時間長期變化，裂縫寬度較寬，有時寬至數(shù)厘米。裂縫主要分為剪切裂縫和彎曲裂縫。地基不均勻沉降裂縫常見的有：正八字裂縫和斜向裂縫。沉降裂縫多出現(xiàn)在房屋中下部且發(fā)生于房屋中下部的裂縫較上部寬度大。1.3.2地基不均勻沉降裂縫的產生機理⑴墻體中下部區(qū)域的正八字裂縫一般情況下，地基受到上部傳遞的壓力，引起地基的沉降變形呈凹形，常稱為“盆形沉降曲面”。這是由于中部壓力相互影響高于邊緣處相互影響，以及邊緣處非受載區(qū)地基對受載區(qū)下沉有剪切阻力等共同作用的結果，導致地基反力在邊緣區(qū)較高。這種沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的彎曲，產生正彎距。結構中下部受拉，端部受剪，特別是由于端部地基反力梯度很大，端部的剪應力很大，墻體由于剪力形成的主拉應力破裂，裂縫呈正八字形。由于墻體中上部受壓并形成“拱”作用，墻體裂縫越靠近地基和門窗孔越嚴重。且中下部開裂區(qū)的墻體有自重下墜作用，造成垂直方向拉應力，可能形成水平裂縫。⑵墻體斜向裂縫當?shù)鼗胁坑谢靥钌啊⑹?，或中部地基堅硬而端部軟弱，或由于荷載相差懸殊，建筑物端部沉降大于中部時，會形成負彎距。主拉應力將引起墻體的斜裂縫或倒八字裂縫。局部的沉降不均不僅可以引起斜裂縫，由于垂直沉降還可能引起砌體的水平裂縫。1.3.3影響地基沉降裂縫的因素

地基、基礎、建筑物構成一個整體，共同工作。其內力和變形形態(tài)與土的性質、建筑物與地基的剛度、基礎與建筑物的尺寸形狀、材料的彈塑性性質、徐變等有關。⑴地基與建筑物的相對剛度

為考慮地基與建筑物的共同工作，地基與建筑物的相對剛度可根據(jù)葛爾布諾夫方法確定，該法中彈性地基的柔性指數(shù)：

（1－5）式中，E0－地基土的變形模量；

μ0—地基土的泊松比；EJ—地基上梁、板或箱體剛度；a,b－基礎的半長和半寬。柔性指數(shù)表示了建筑物和地基的相對剛度。從式中可以看出，⑴建筑物和基礎抗彎剛度越大，基礎的長度和寬度越小，則柔性指數(shù)就越小，結構物或基礎的相對剛度越大。這時在外荷載作用下，地基的反壓力越往兩端集中，則中部彎矩越大，這就需要結構具有足夠的強度，滿足結構物最大彎矩的要求；⑵在較好的地基上，地基的變形模量較高，而地基上基礎的抗彎剛度較小，結構物的幾何尺寸較長，則柔性指數(shù)相應增大。這時基礎結構接近于柔性板，此時地基的沉降與荷載的分布有關。地基承受荷載大的地方，該處的沉降和變形較大，基礎承受的彎矩較小。⑵徐變

建筑物的下沉、水平位移、溫度、濕度變化引起的變形，除了絕對數(shù)量外，變形速率是一個重要因素。只要變形是緩慢的，則多數(shù)建筑物能經受較大的變形而不破壞。其主要原因就是由于建筑材料都具有徐變特性，在變形過程中，其內應力會隨著變形速度的下降而松弛。⑶建筑物的形狀

平面形狀復雜的建筑物，如“I”、“T”、“L”、“E”字形等，在縱橫單元交叉處基礎密集，地基附加應力重疊，使地基沉降量增大。同時，此類建筑物整體性差，剛度不對稱，在地基產生不均勻沉降時容易發(fā)生墻體開裂[8]。因此，遇不良地基時，在滿足使用的情況下應盡量采用平面形狀簡單的建筑形式。2裂縫的預防措施在目前的技術經濟水平下，尚不能完全防止和杜絕由于鋼筋混凝土屋蓋的溫度變形和砌體干縮變形引起的墻體局部裂縫。只能通過一些合理的構造措施，使砌體房屋墻體的裂縫的產生和發(fā)展達到可接受的程度[3]。從上節(jié)的分析可知，建筑物的長度即伸縮縫、沉降縫或控制縫間距與溫度裂縫、干縮裂縫和沉降裂縫的產生有很大關系。按照歐美規(guī)范，如英國規(guī)范規(guī)定，對粘土磚砌體的控制間距為10～15m，對混凝土砌塊砌體一般不因大于6m；美國混凝土協(xié)會（ACI）規(guī)定，無筋砌體的最大控制縫間距為12～18m，配筋砌體的控制縫間距不超過30m，這些都遠遠小于我國砌體規(guī)范的規(guī)定。這也是按我國砌體規(guī)范的溫度縫和有關抗裂構造措施不能消除墻體裂縫的一個重要原因。2.1

溫度變化引起的墻體開裂防止主要由溫度變化引起的砌體結構開裂,宜采取下列措施:⑴當采用整體式或裝配式的鋼筋混凝土屋蓋時,宜在屋蓋上設置保溫層或隔熱層;⑵在屋蓋的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不大于30ｍ;⑶當采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12ｍ時,宜設置分隔縫,分隔縫的寬度不應小于20ｍｍ,縫內用彈性油膏嵌縫;⑷建筑物溫度伸縮縫的間距應滿足現(xiàn)行《砌體結構設計規(guī)范》的規(guī)定,控制縫宜在建筑物墻體的適當部位設置,控制縫的間距不宜大于30ｍ。⑸非地震地區(qū),在房屋頂層宜設鋼筋混凝土圈梁。若采用鋼筋混凝土圈梁,圈梁不宜外露。若不設圈梁,可在屋蓋四周檐口下的砌體內,配置適當轉角鋼筋。2.2墻體材料的干縮引起的開裂防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫，可采用下列措施:⑴選用干縮值低的墻材?？刂破鲋r材料的含水量(先讓材料干縮后砌墻)。采用低強度砂漿和長度小的磚塊,可以避免磚塊的斷裂,并將細小裂縫均勻分散到各個垂直的灰縫隙中,避免變形和應力集中,累加出現(xiàn)大裂縫。⑵面積較大的墻體采用在墻體內增設構造梁柱的構造措施。如墻體長度超過5ｍ,可在中間設置鋼筋混凝土構造柱;當墻體高度超過3ｍ(120ｍｍ厚墻)或4ｍ(≥180ｍｍ厚墻)時,須在墻中腰處增設鋼筋混凝土腰梁,或設置伸縮縫。⑶嚴格控制以膠凝材料為原料的砌塊的齡期,不足28ｄ的不應進入施工現(xiàn)場。對于混凝土制品,如果以90ｄ的干燥收縮值為基準,28ｄ只完成收縮的80%左右。而且這類砌塊,28ｄ前含水率大,物理化學變形不穩(wěn)定,干燥收縮值大,特別是蒸壓加氣混凝土,出廠含水率有時高達60%以上。⑷正確掌握各種砌塊使用時的含水率。輕集料混凝土空心砌塊和蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊砌筑時的含水率分別控制為5%～8%和15%、20%以內。砌體在生產儲存期、運輸、現(xiàn)場堆放等均要防止被水浸濕,雨季還應做好對砌塊和砌體的遮蓋。施工時,一般提前1～2ｄ灑水稍作濕潤。砌塊含水深度以表層8ｍｍ～10ｍｍ為宜。2.3地基沉降引起的開裂防止主要由地基沉降引起的裂縫，可采用下列措施：⑴建筑物的體型力求簡單；⑵合理設置沉降縫。在建筑物平面轉折處、建筑高度荷載突變處、結構類型不同處以及地基土軟硬交界處設置沉降縫；⑶減輕結構自重。⑷增強建筑物的剛度和強度。設置封閉圈梁和構造柱，特別是增強頂層和底層圈梁、合理布置縱橫墻、采用整體性好、剛度大的基礎形式等；⑸減小或調整基底的附加應力。改變基礎地面尺寸，使不同荷載的基礎沉降量接近。3工程實例某房產開發(fā)公司住宅樓竣工2個月后,西邊單元外山墻及內外縱墻開裂,開口最大達12ｍｍ,經調查,夏季屋面板承受太陽的直射,板截面的最高平均溫度50°Ｃ,磚砌體外墻承受的最高平均溫度為30°Ｃ。屋面現(xiàn)澆板ｈ=8ｃｍ,磚墻厚24ｃｍ,ＭＵ5、Ｍ2.5混合砂漿砌筑,建筑物全長Ｌ=50ｍ,求因溫差引起外縱墻頂部磚墻內產生的剪應力。

=0.887Mpa砌體的徐變剪應力而ＭＵ5、Ｍ2.5的砌體抗剪強度=0.1ＭＰａ<=0.621ＭＰａ故墻體出現(xiàn)溫度縫開裂現(xiàn)象。4

結論⑴墻體的溫度應力與溫差成正比，隨水平阻力系數(shù)和建筑物長度（或伸縮縫間距）非線性增加。⑵墻體的收縮變形與墻體材料、砌塊的含水率以及建筑物的長度有關。粘土和混凝土砌體對含水率變化的反應不同，當失去水分時混凝土砌塊會收縮，而粘土砌塊會隨含水率的增大而膨脹。⑶地基沉降裂縫的內力和變形形態(tài)與土的性質、建筑物與地基的剛度、基礎與建筑物的尺寸形狀、材料的彈塑性性質、徐變等有關。⑷影響砌體結構裂縫的因素較多，有些裂縫是由多種因素引起的混合裂縫。設計時可通過構造措施來防止和減輕砌體結構裂縫的危害。參考文獻⒈唐岱新，龔紹熙，周炳章.砌體結構設計規(guī)范理解與應用.中國建筑工業(yè)出版社，2002[M]⒉王鐵夢.工程結構裂縫控制.中國建筑工業(yè)出版社，1997[M]⒊砌體結構設計規(guī)范(ＧＢ500032001).北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002[S]⒋NarendraTaly著，周克榮等譯.現(xiàn)代配筋砌體結構.同濟大學出版社，2004[M]⒌BIA.1991.“”Movement－VolumeChangesandEffectofMovement,Part1.”TechnicalNotesonBrickConstructionNo.18Revised.BrickInstituteofAmerica,Reston,Virginia.January.[J]⒍唐岱新.砌體結構設計.機械工業(yè)出版社，2004[M]⒎MSJC.1999.BuildingCoderequirementsforMasonryStructures.ACI530-99/ASCE5-99/TMS402-99.AmericanConcreteInstitute,FarmingtonHills,Michigan./StructuralEngineeringInstituteoftheASCE,Reston,Virgini./TheMasonrySociety,Boulder,Colorado.[S]⒏陳希哲.土力學地基基礎（第三版）.清華大學出版社.2000.[M]童光兵（1970—），男，湖北鄂州人，碩士，工程師?；炷亮芽p的預防與處理論文上傳：xzd751105論文作者：xzd751105您是本文第518位讀者摘要：混凝土裂縫產生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養(yǎng)護環(huán)境不當和化學作用引起的裂縫等等。在實際工程中要區(qū)別對待，根據(jù)具體情況提出解決裂縫的措施。

關鍵詞：混凝土裂縫預防處理一、混凝土工程中常見裂縫及預防１．干縮裂縫及預防干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥砂漿中水分的蒸發(fā)會產生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結果。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫，寬度多在０．０５～０．２ｍｍ之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。主要預防措施：一是選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大干縮越大，因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比，同時摻加合適的減水劑。三是嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設計所給定的用水量。四是加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當延長混凝土的養(yǎng)護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。五是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。２．塑性收縮裂縫及預防塑性收縮是指混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態(tài)。其產生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等等。主要預防措施：一是選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴格控制水灰比，摻入高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。三是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。四是及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。五是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施，及時養(yǎng)護。３．沉陷裂縫及預防沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等所致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產生不均勻沉降，致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關，一般沿與地面垂直或呈３０°～４５°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。主要預防措施：一是對松軟土、填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆筑過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。４．溫度裂縫及預防溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構中。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結構裂縫?？v橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結構，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細，而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。主要預防措施：一是盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量將水泥用量盡量控制在４５０ｋｇ／ｍ３以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在０．６以下。四是改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的“三冷技術”的基礎上采用“二次風冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。六是在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。七是加強混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取冷卻、保護措施。八是加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適當延長養(yǎng)護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。５．化學反應引起的裂縫及預防混凝土拌和后會產生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結構使用期間，一旦出現(xiàn)很難補救，因此應在施工中采取有效措施進行預防。主要的預防措施：一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應。由于混凝土澆筑、振搗不良或者鋼筋保護層較薄，有害物質進入混凝土使鋼筋產生銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導致混凝土脹裂，此種類型的裂縫多為縱向裂縫，沿鋼筋的位置出現(xiàn)。通常的預防措施有：一是保證鋼筋保護層的厚度。二是混凝土級配要良好。三是混凝土澆筑要振搗密實。四是鋼筋表層涂刷防腐涂料。二、裂縫處理１．表面修補法表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，它主要適用于穩(wěn)定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。２．灌漿、嵌縫封堵法灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。３．結構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。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。４．混凝土置換法混凝土置換法是處理混凝土嚴重損壞的一種有效方法，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。５．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(huán)境狀態(tài)，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。６．仿生自愈合法仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機能，在混凝土的傳統(tǒng)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(tǒng)，當混凝土出現(xiàn)裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。襯砌混凝土裂縫產生的原因及處理方法論文上傳：zhangyunzhi-0415論文作者：張云志您是本文第363位讀者摘要：地下輸水隧洞分有壓隧洞和無壓隧洞，當隧洞襯砌混凝土產生裂縫后，常拌有滲水現(xiàn)象，會嚴重破壞混凝土結構的安全，裂縫產生的原因、防治及處理的方法直接關系到隧洞的使用壽命。

關鍵詞：隧洞

襯砌混凝土

裂縫

原因

處理方法

地下輸水隧洞特別是有壓隧洞是我國水利水電工程建設中常有的施工項目，但隧洞襯砌混凝土產生的裂縫不僅會破壞混凝土結構，影響隧洞的使用壽命，處理時費工費時增加成本，增加工期，所以如何判斷裂縫產生的原因并采取適當?shù)奶幚矸椒▽τ诖祟愴椖坑兄匾饬x。一、概述汾河一庫至汾河二庫一號二號洞位于山西省古交市西北36公里處，總長2360m，為有壓輸水遂洞，設計開挖斷面為圓形，直徑D=4.20m，砼襯砌厚度40cm，襯砌后洞徑3.80m，由于施工需要，隧洞開挖時斷面形成馬蹄形，并設置了間距為100m的倒車洞。

隧洞地質條件良好：多為白云巖白云質灰?guī)r屬于II、III類圍巖，無重大地質構造，地下水不發(fā)育。

砼澆筑前清基發(fā)現(xiàn)，隧洞底部兩側和頂拱局部超挖嚴重，平均為25cm最大處為80cm。設計砼澆筑段為12m，施工時采用液壓式針梁模板全斷面一次襯砌，設計環(huán)向鋼筋為Φ22，縱向分布鋼筋Φ12，砼設計標號為C20W6F50，采用二級配泵送砼，骨料為人工碎石，天然河沙，摻高效減水劑MF-2摻量為5%，砼配比見附表一。

二、裂縫的調查及分布狀況2#洞開挖結束后，于九九年七月二十四日澆筑第一段砼，以后平均3天完成一段砼澆筑，工期經歷春、夏、秋、冬四季，后發(fā)現(xiàn)砼產生裂縫，表現(xiàn)為：有很強規(guī)律性，一般在澆筑段中部，春秋季澆筑的砼多為一側呈環(huán)向（或兩側腰線以下），夏季裂縫多為一環(huán)（橫向一周），且多為砼澆筑后5-7天左右產生,裂縫分滲水和干縫(不滲水)兩種。裂縫調查及分布情況見附表二。

三、裂縫產生的原因分析

1.砼的配合比的選擇

施工所用的配合比是經過室內試驗后取得的，水泥摻量為280-330kg/m3之間，符合泵送砼要求，施工中使用的大同普硅525#水泥從多年的使用和檢測結果看，該廠家水泥的強度、安定性等方面是穩(wěn)定和良好的。已澆完砼共取樣312組，檢測結果為全部合格，平均強度為31Mpa，在現(xiàn)場及有關單位進行的回彈儀無損檢測結果也是理想的，強度為32-33MPa。另外，分析砼裂縫形狀、規(guī)律和水泥摻量大的所產生的裂縫形狀、尺寸、規(guī)律也不相符，可以判斷：裂縫的產生與配合比無直接關系。2.砼的澆筑方式在施工中，4#洞的全斷面砼襯砌是由2#拌合站供料的，砼攪拌車運料，運距0.5km，到現(xiàn)場后，由砼泵輸送進倉號，（每塊間隔3天左右），施工中每個澆筑段施工縫均設橡膠止水和鋪設復合型泡沬板，從澆筑方式和間隔時間對照裂縫進行分析認為：砼的澆筑方式于裂縫沒有直接影響的關系。

3.地下洞室的基本恒溫對施工有利

洞內溫度除受季節(jié)產生的緩慢變化影響外，一定時段內基本處于恒溫狀態(tài)，從澆筑時溫測結果看，5-9月份洞內溫度基本在12-18℃之間，到了10月份也多穩(wěn)定在8-10

4.砼養(yǎng)生的條件良好

每一澆筑段的砼澆筑完后，均采取在已澆塊下游部位用渣袋攔小壩截水，利用水泵抽水直接噴撒在砼表面上養(yǎng)護，水流循環(huán)利用。養(yǎng)護水為洞內水，溫度經測定與氣溫相近，每班均設專人養(yǎng)護，所有這些有利條件構成了對砼的良好養(yǎng)護。

5.良好的地質條件不會導致裂縫產生

所有澆筑段圍巖堅硬完整，巖型均一，構造簡單，除兩處有小斷層外，并無大的特殊地質構造，洞內地質變形也趨穩(wěn)定，且?guī)r質層濕度與洞內濕度趨向一致，分析判斷，上述良好的地質條件不會導致砼產生裂縫。

6.骨料成分不會導致裂縫產生

人工骨料是采用二級站開挖巖石經破碎生產的，因二級站巖石基本上為巖，含有的能與水泥活性物質引起堿性反應的成分較少，砂采用天然河砂，內含少量石英、長石等也不會與水泥發(fā)生較嚴重的堿反應以致形成裂縫。

7.澆筑溫度、超挖、分段長及配筋相對較少的綜合作用是導致砼裂縫產生的主要原因

（1）從表二中可見，出現(xiàn)裂縫多的季節(jié)是在夏季6-7月份。骨料經過水噴淋降溫，溫度一般在17℃-22℃之間，最高溫度24℃，水泥儲存在庫內，溫度一般18℃

（2）從開挖斷面圖看，設計砼襯砌厚度40cm，但實際挖深尺寸在底拱兩側角最深達1.2m，頂拱最深達85cm左右，均遠遠超出設計45cm，對照超挖數(shù)據(jù)看，超挖多的部位，產生的裂縫機率比較高。

（3）因為實際超挖后，原設計的雙層筋是針對40cm后砼的，但實際情況是，雙層筋后有約40cm后的砼內無筋，當內部產生應力時，無鋼筋受力，對裂縫產生有很大的關系。（4）原設計40cm砼厚度澆筑分塊長度12m現(xiàn)澆筑厚度改變，長寬比等應力分布也有所改變。原12m塊的長度對于90cm厚度的砼明顯欠妥。實際檢查中，也發(fā)現(xiàn)大多裂縫是產生在每塊砼的中間部位，這也說明了，砼厚度改變后，澆筑段的長度比不適當，與裂縫產生也有一定關系。

四、裂縫的預防與處理

通過上述分析，我們可以得出這樣一個結論，隧洞砼襯砌不單要考慮巖石突出或夾角部位對裂縫產生的影響，而且還應注意，雖無大的“坑塘”存在，但普遍的大面積的超挖對改變砼內部應力帶來的不利影響也不可忽視。

1.裂縫預防措施

（1）減小施工分塊長度，建議施工長度取8-10m。

（2）對于底拱砼，如超挖大于設計值10cm以上部位，應采取澆筑基礎墊層，再澆筑洞體的施工方法，對于邊頂超挖段較大部位，則建議設計增加鋼筋用量或其它方法解決。

（3）施工中加強骨料的降溫工作，根據(jù)骨料含水調整配合比，并盡可能降低砼出機和入倉溫度。

（4）減少砼水平和垂直運輸中的砼中灰漿的流失，以防出機口和倉內砼坍落度和配比的變化。

（5）施工中還需加強養(yǎng)護，保證砼配制準確及振搗的密實性，防止其它類型的裂縫產生。

（6）在高溫季節(jié)調整砼配和比，摻入粉煤灰。

2.裂縫處理方法：

根據(jù)裂縫的狀況和發(fā)展趨勢，下步處理應安排在澆筑結束20天后進行，分兩步進行：①進行砼澆筑后的回填灌漿和固結灌漿，②對灌完漿后仍有滲水的縫采用化學灌漿?；靥罟酀{和固結灌漿施工方法這里不在敘述?；瘜W灌漿方案如下：

a.環(huán)向裂縫灌漿施工

環(huán)向裂縫也是有規(guī)則的裂縫，而且裂縫寬度較小。針對這種情況，采用深孔、淺孔相結合的高壓灌漿法，裂縫漏水的情況下灌入YN堵漏劑，滲水和無水的情況下灌入環(huán)氧樹脂灌漿材料,鉆孔間距1.0~1.5米，孔徑?20。

b.灌漿施工程序前期準備——裂縫調查——確定灌漿方案——布孔——鉆孔——沖孔——丙酮洗孔——安裝灌漿塞——灌漿——停止灌漿——管路沖洗——縫面修整——現(xiàn)場清理——驗收

c.灌漿施工方法

①在對現(xiàn)場和裂縫進行了詳盡的調查準備工作后，現(xiàn)場施工開始。

②在選好孔位后，開始鉆孔，鉆孔時必須定位開孔，準確控制進孔方向，確?？卓p相交，達到預期灌漿效果。

③灌漿塞采用根據(jù)膨脹螺栓的原理制成的專用灌漿塞。

④由于漿液的固化時間可以調整，因此不同的裂縫、不同的灌漿時段，采用不同的配比。配漿時要求稱量準確，攪拌均勻，不能漏加或錯加任一組份，以“少配、勤配”為原則，既避免了材料的浪費，同時也適應了環(huán)保要求。

⑤灌漿時選用的輕化灌泵和德國瓦格納公司生產的電動隔膜泵。兩者各項技術參數(shù)見表1。輕型化灌漿泵設計灌漿壓力和進漿量較?。浑妱痈裟す酀{壓力高，并且配有無級調速裝置，能夠很好的控制進漿量?，F(xiàn)場灌漿時根據(jù)不同的裂縫和灌漿壓力要求采用相應的灌漿設備。表1

技術參數(shù)類型馬達功率（KW）

重

量

（Kg）

電

壓

（V）

進漿量

（L/min）最大壓力（Mpa）電動隔膜1.4538.5230v/50HZ2.825輕型化灌泵

7.0

1.01

⑥灌漿結束后，及時清理裂縫表面殘留漿液，保持現(xiàn)場清潔。

⑦漿液固化后，采用Sikadur731涂抹縫面，并用磨光機修面。

d.灌漿材料

①環(huán)氧樹脂灌漿材料

環(huán)氧樹脂系列灌漿材料粘度小，固化時間可以調整，適合于開度較小，滲水不太嚴重的環(huán)向裂縫的灌漿施工，而且環(huán)氧樹脂材料強度較高，在堵漏的同時也起到了補強和抗沖刷的作用，是一種理想的灌漿材料，在室溫下其各項性能指標見表2。表2初始粘度(mpa.s)比重PH值純漿硬化物強度（Mpa）漿液粘強度（Mpa）固砂體動彈模

抗

壓抗拉干縫濕縫固砂體動彈模屈

服破

壞

>1.0*1.035630~7080~10012.5~14.81.91.71.6~2.5注:*——漿液粘度隨不同的配比而變化

②YN——聚氨酯堵漏劑

YN——聚氨酯堵漏劑粘度較大，以水為固化劑，遇水后在幾十秒內迅速與水反應，后成一種彈性體，短時間內即可止水，適用于漏水較大的環(huán)向裂縫和伸縮縫，在室溫下其各頂性能指標見表3。表3粘度（mpa.s）誘導凝固時間（

s）膨

脹

率40~8020~900≥350%

e.化學灌漿質量保證

在進行充分的調查研究后，制定出以上方案，根據(jù)以往化學灌漿處理經驗,漏水的裂縫逐漸變干燥，漿液在裂縫內部能起到止水的作用，灌入裂縫中漿液除了堵水這外，還可以對周邊的混凝土起到補強的作用。

f.施工設備施工主要設備見表4表4序號名

稱單

位數(shù)

量備

注1LILTI電錘臺2

2高壓化灌泵臺2

3輕型化灌泵臺2

4磨光機臺1

50.2m3氣泵臺1

6五十鈴交通車輛1

g.施工進度及人員配置

以處理200m裂縫長度施工進度及人員配置為列。詳見表5、6。表5

裂縫處理施工進度計劃時

間（d）123456前期準備

鉆孔、灌漿施工

縫面清理及施工平臺轉移

表6

人員配置計劃類別高級工程師工程師技術工人普通工人合計人數(shù)114410

h.安全施工

①增強文明施工、安全生產的意識，操作人員要穿戴好防護用品，進入施工現(xiàn)場要戴安全帽，現(xiàn)場嚴禁吸煙；

②有些化灌材料有毒易燃，應存放在陰涼、干燥、通風良好的地方，特別注意防火、防毒，確保安全，備好必要的防火器材；

③施工現(xiàn)場要加強通風、排毒，保證施工人員身體健康；④設備、器皿、工具要及時清洗。

五、經驗總結根據(jù)施工中的具體情況，我們實施了四.1條所述的預防措施，收到了良好效果，化學灌漿也取得成功。但是，值得我們吸取的經驗之一是在隧洞開挖中一定要避免大面積的超挖特別是嚴重超挖，其次是切實做好高溫季節(jié)骨料的降溫工作。只有這樣，才能少出裂縫從而取得好的施工質量和經濟效益。

混凝土配合比（未摻粉煤）

（泵送）

附表一設

計標

號石子級配(%)砂率(%)水灰比坍落度每方砼材料用量（kg/m3）5~20mm20~40mm水泥砂子5~20mm20~40mm水MF-2C20W6F455540.30.5014~163307404925971658.25

混凝土配合比（摻粉煤灰）

（泵送）

設

計標

號石子級配(%)砂率(%)水灰比坍落度每方砼材料用量（kg/m3）5~20mm20~40mm水泥砂子5~20mm20~40mm水MF-2粉煤灰C20W6F455538.30.5014~162806724845891698.7584總干4#洞襯砌混凝土裂縫產生的原因及處理方法論文上傳：zhangyunzhi-0415論文作者：張云志您是本文第264位讀者摘要：地下輸水隧洞分有壓隧洞和無壓隧洞，當隧洞襯砌混凝土產生裂縫后，常拌有滲水現(xiàn)象，會嚴重破壞混凝土結構的安全，裂縫產生的原因、防治及處理的方法直接關系到隧洞的使用壽命。

關鍵詞：隧洞襯砌混凝土裂縫原因處理方法地下輸水隧洞特別是有壓隧洞是我國水利水電工程建設中常有的施工項目，但隧洞襯砌混凝土產生的裂縫不僅會破壞混凝土結構，影響隧洞的使用壽命，處理時費工費時增加成本增加工期，所以如何判斷裂縫產生的原因并采取適當?shù)奶幚矸椒▽τ诖祟愴椖坑兄匾饬x。一、概述總干4#隧洞位于引黃總干一，二級泵站之間，前連1#出水調壓井，后接2#進水調壓井，總長1698.92m，為有壓輸水遂洞，設計開挖斷面為圓形，直徑D=6.45m，砼襯砌厚度40cm，襯砌后洞徑5.60m，由于施工需要，隧洞開挖時斷面形成馬蹄形，并設置了間距為100m的倒車洞。隧洞地質條件良好：多為白云巖白云質灰?guī)r屬于II、III類圍巖，無重大地質構造，地下水不發(fā)育（∈3f5.寒武系風山組五段）（CHG2+138~148f2-1和CHG3+9~G3+16f3-1砼澆筑前清基發(fā)現(xiàn)，隧洞底部兩側和頂拱局部超挖嚴重，平均為25cm最大處為80cm。設計砼澆筑段為12m，施工時采用液壓式針梁模板全斷面一次襯砌，設計環(huán)向鋼筋為Φ22，縱向分布鋼筋Φ12，砼設計標號為C20W6F50，采用二級配泵送砼，骨料為人工碎石，天然河沙，摻高效減水劑MF-2摻量為5%，砼配比見附表一。二、裂縫的調查及分布狀況4#洞開挖結束后，于九九年七月二十四日澆筑第一段砼，以后平均3天完成一段砼澆筑，工期經歷春、夏、秋、冬四季，后發(fā)現(xiàn)砼產生裂縫，表現(xiàn)為：有很強規(guī)律性，一般在澆筑段中部，春秋季澆筑的砼多為一側呈環(huán)向（或兩側腰線以下），夏季裂縫多為一環(huán)（橫向一周），且多為砼澆筑后5-7天左右產生,裂縫分滲水和干縫(不滲水)兩種。裂縫調查及分布情況見附表二。三、裂縫產生的原因分析3.1砼的配合比的選擇施工所用的配合比是經過室內試驗后取得的，水泥摻量為280-330kg/m3之間，符合泵送砼要求，施工中使用的大同普硅525#水泥從多年的使用和檢測結果看，該廠家水泥的強度、安定性等方面是穩(wěn)定和良好的。已澆完砼共取樣312組，檢測結果為全部合格，平均強度為31Mpa，在現(xiàn)場及有關單位進行的回彈儀無損檢測結果也是理想的，強度為32~33MPa。另外，分析砼裂縫形狀、規(guī)律和水泥摻量大的所產生的裂縫形狀、尺寸、規(guī)律也不相符，可以判斷：裂縫的產生與配合比無直接關系。3.2砼的澆筑方式在施工中，4#洞的全斷面砼襯砌是由2#拌合站供料的，砼攪拌車運料，運距0.5km，到現(xiàn)場后，由砼泵輸送進倉號，（每塊間隔3天左右），施工中每個澆筑段施工縫均設橡膠止水和鋪設復合型泡沬板，從澆筑方式和間隔時間對照裂縫進行分析認為：砼的澆筑方式于裂縫沒有直接影響的關系。3.3地下洞室的基本恒溫對施工有利洞內溫度除受季節(jié)產生的緩慢變化影響外，一定時段內基本處于恒溫狀態(tài)，從澆筑時溫測結果看，5~9月份洞內溫度基本在12~18℃之間，到了10月份也多穩(wěn)定在8~103.4砼養(yǎng)生的條件良好每一澆筑段的砼澆筑完后，均采取在已澆塊下游部位用渣袋攔小壩截水，利用水泵抽水直接噴撒在砼表面上養(yǎng)護，水流循環(huán)利用。養(yǎng)護水為洞內水，溫度經測定與氣溫相近，每班均設專人養(yǎng)護，所有這些有利條件構成了對砼的良好養(yǎng)護。3.5良好的地質條件不會導致裂縫產生所有澆筑段圍巖堅硬完整，巖型均一，構造簡單，除兩處有小斷層外，并無大的特殊地質構造，洞內地質變形也趨穩(wěn)定，且?guī)r質層濕度與洞內濕度趨向一致，分析判斷，上述良好的地質條件不會導致砼產生裂縫。3.6骨料成分不會導致裂縫產生人工骨料是采用二級站開挖巖石經破碎生產的，因二級站巖石基本上為巖，含有的能與水泥活性物質引起堿性反應的成分較少，砂采用天然河砂，內含少量石英、長石等也不會與水泥發(fā)生較嚴重的堿反應以致形成裂縫。3.7澆筑溫度、超挖、分段長及配筋相對較少的綜合作用是導致砼裂縫產生的主要原因3.7.1從表二中可見，出現(xiàn)裂縫多的季節(jié)是在夏季6-7月份。骨料經過水噴淋降溫，溫度一般在17℃-22℃之間，最高溫度24℃，水泥儲存在庫內，溫度一般18℃3.7.2從開挖斷面圖看，設計砼襯砌厚度40cm，但實際挖深尺寸在底拱兩側角最深達1.2m，頂拱最深達85cm左右，均遠遠超出設計45cm，對照超挖數(shù)據(jù)看，超挖多的部位，產生的裂縫機率比較高。3.7.3因為實際超挖后，原設計的雙層筋是針對40cm后砼的，但實際情況是，雙層筋后有約40cm后的砼內無筋，當內部產生應力時，無鋼筋受力，對裂縫產生有很大的關系。3.7.4原設計40cm砼厚度澆筑分塊長度12m現(xiàn)澆筑厚度改變，長寬比等應力分布也有所改變。原12m塊的長度對于90cm厚度的砼明顯欠妥。實際檢查中，也發(fā)現(xiàn)大多裂縫是產生在每塊砼的中間部位，這也說明了，砼厚度改變后，澆筑段的長度比不適當，與裂縫產生也有一定關系。四、裂縫的預防與處理通過上述分析，我們可以得出這樣一個結論，隧洞砼襯砌不單要考慮巖石突出或夾角部位對裂縫產生的影響，而且還應注意，雖無大的“坑塘”存在，但普遍的大面積的超挖對改變砼內部應力帶來的不利影響也不可忽視。4.1裂縫預防措施4.1.1減小施工分塊長度，建議施工長度取8-10m。4.1.2對于底拱砼，如超挖大于設計值10cm以上部位，應采取澆筑基礎墊層，再澆筑洞體的施工方法，對于邊頂超挖段較大部位，則建議設計增加鋼筋用量或其它方法解決。4.1.3施工中加強骨料的降溫工作，根據(jù)骨料含水調整配合比，并盡可能降低砼出機和入倉溫度。4.1.4減少砼水平和垂直運輸中的砼中灰漿的流失，以防出機口和倉內砼坍落度和配比的變化。4.1.5施工中還需加強養(yǎng)護，保證砼配制準確及振搗的密實性，防止其它類型的裂縫產生。4.1.6在高溫季節(jié)調整砼配和比，摻入粉煤灰。4.2裂縫處理方法：根據(jù)裂縫的狀況和發(fā)展趨勢，下步處理應安排在澆筑結束20天后進行，分兩步進行：①進行砼澆筑后的回填灌漿和固結灌漿，②對灌完漿后仍有滲水的縫采用化學灌漿?；靥罟酀{和固結灌漿施工方法這里不在敘述。化學灌漿方案如下：a.環(huán)向裂縫灌漿施工環(huán)向裂縫也是有規(guī)則的裂縫，而且裂縫寬度較小。針對這種情況，采用深孔、淺孔相結合的高壓灌漿法，裂縫漏水的情況下灌入YN堵漏劑，滲水和無水的情況下灌入環(huán)氧樹脂灌漿材料,鉆孔間距1.0~1.5米，孔徑?20。b.灌漿施工程序前期準備——裂縫調查——確定灌漿方案——布孔——鉆孔——沖孔——丙酮洗孔——安裝灌漿塞——灌漿——停止灌漿——管路沖洗——縫面修整——現(xiàn)場清理——驗收c.灌漿施工方法①在對現(xiàn)場和裂縫進行了詳盡的調查準備工作后，現(xiàn)場施工開始。②在選好孔位后，開始鉆孔，鉆孔時必須定位開孔，準確控制進孔方向，確?？卓p相交，達到預期灌漿效果。③灌漿塞采用根據(jù)膨脹螺栓的原理制成的專用灌漿塞。④由于漿液的固化時間可以調整，因此不同的裂縫、不同的灌漿時段，采用不同的配比。配漿時要求稱量準確，攪拌均勻，不能漏加或錯加任一組份，以“少配、勤配”為原則，既避免了材料的浪費，同時也適應了環(huán)保要求。⑤灌漿時選用的輕化灌泵和德國瓦格納公司生產的電動隔膜泵。兩者各項技術參數(shù)見表1。輕型化灌漿泵設計灌漿壓力和進漿量較小；電動隔膜灌漿壓力高，并且配有無級調速裝置，能夠很好的控制進漿量。現(xiàn)場灌漿時根據(jù)不同的裂縫和灌漿壓力要求采用相應的灌漿設備。表1技術參數(shù)類型馬達功率（KW）重量（Kg）電壓（V）進漿量（L/min）最大壓力（Mpa）電動隔膜1.4538.5230v/50HZ2.825輕型化灌泵7.01.01⑥灌漿結束后，及時清理裂縫表面殘留漿液，保持現(xiàn)場清潔。⑦漿液固化后，采用Sikadur731涂抹縫面，并用磨光機修面。d.灌漿材料①環(huán)氧樹脂灌漿材料環(huán)氧樹脂系列灌漿材料粘度小，固化時間可以調整，適合于開度較小，滲水不太嚴重的環(huán)向裂縫的灌漿施工，而且環(huán)氧樹脂材料強度較高，在堵漏的同時也起到了補強和抗沖刷的作用，是一種理想的灌漿材料，在室溫下其各項性能指標見表2。表2初始粘度(mpa.s)比重PH值純漿硬化物強度（Mpa）漿液粘強度（Mpa）固砂體動彈?？箟嚎估煽p濕縫固砂體動彈模屈服破壞>1.0*1.035630~7080~10012．5~14.81.91.71.6~2.5注:*——漿液粘度隨不同的配比而變化②YN——聚氨酯堵漏劑YN——聚氨酯堵漏劑粘度較大，以水為固化劑，遇水后在幾十秒內迅速與水反應，后成一種彈性體，短時間內即可止水，適用于漏水較大的環(huán)向裂縫和伸縮縫，在室溫下其各頂性能指標見表3。表3粘度（mpa.s）誘導凝固時間（

s）膨脹率40~8020~900≥350%e.化學灌漿質量保證在進行充分的調查研究后，制定出以上方案，根據(jù)以往化學灌漿處理經驗,漏水的裂縫逐漸變干燥，漿液在裂縫內部能起到止水的作用，灌入裂縫中漿液除了堵水這外，還可以對周邊的混凝土起到補強的作用。f.施工設備施工主要設備見表4序號名稱單位數(shù)量備注1LILTI電錘臺2

2高壓化灌泵臺2

3輕型化灌泵臺2

4磨光機臺1

50.2m3氣泵臺1

6五十鈴交通車輛1

g.施工進度及人員配置以處理200m裂縫長度施工進度及人員配置為列。詳見表5、6。表6人員配置計劃類別高級工程師工程師技術工人普通工人合計人數(shù)114410h.安全施工①增強文明施工、安全生產的意識，操作人員要穿戴好防護用品，進入施工現(xiàn)場要戴安全帽，現(xiàn)場嚴禁吸煙；②有些化灌材料有毒易燃，應存放在陰涼、干燥、通風良好的地方，特別注意防火、防毒，確保安全，備好必要的防火器材；③施工現(xiàn)場要加強通風、排毒，保證施工人員身體健康；④設備、器皿、工具要及時清洗。五、經驗總結根據(jù)施工中的具體情況，我們實施了四.1條所述的預防措施，收到了良好效果，化學灌漿也取得成功。但是，值得我們吸取的經驗之一是在隧洞開挖中一定要避免大面積的超挖特別是嚴重超挖，其次是切實做好高溫季節(jié)骨料的降溫工作。只有這樣，才能少出裂縫從而取得好的施工質量和經濟效益。混凝土配合比（未摻粉煤）（泵送）附表一設計標號石子級配(%)砂率(%)水灰比坍落度每方砼材料用量（kg/m3）5~20mm20~40mm水泥砂子5~20mm20~40mm水MF-2C20W6F455540.30.5014~163307404925971658.25混凝土配合比（摻粉煤灰）（泵送）設計標號石子級配(%)砂率(%)水灰比坍落度每方砼材料用量（kg/m3）5~20mm20~40mm水泥砂子5~20mm20~40mm水MF-2粉煤灰C20W6F455538.30.5014~162806724845891698.7584目錄TOC\o"1-2"\h\u253321總論 1311911.1項目概況 1317891.2建設單位概況 3162241.3項目提出的理由與過程 3311231.4可行性研究報告編制依據(jù) 4225921.5可行性研究報告編制原則 426521.6可行性研究范圍 5265791.7結論與建議 665262項目建設背景和必要性 9302042.1項目區(qū)基本狀況 9237942.2項目背景 11327472.3項目建設的必要性 11265903市場分析 14297233.1物流園區(qū)的發(fā)展概況 1479553.2市場供求現(xiàn)狀 1669963.3目標市場定位 17108883.4市場競爭力分析

17160544項目選址和建設條件 1950564.1選址原則 1969314.2項目選址 19544.3場址所在位置現(xiàn)狀 19297334.4建設條件 20123545主要功能和建設規(guī)模 22282555.1主要功能 22281835.2建設規(guī)模及內容 26195696工程建設方案 27137726.1設計依據(jù) 27219396.2物流空間布局的要求 27262516.3空間布局原則 2853886.4總體布局 2936766.5工程建設方案 30HYPERLINK\l