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混凝土裂缝原因分析修补防治措施

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混凝土裂缝原因分析修补防治措施

  浅析混凝土裂缝的原因分析、修补及防治措施

  概要:混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。混凝土裂缝有表面裂缝、贯穿裂缝和深层裂缝三种。贯穿裂缝,无论对坝体的整体受力,还是防渗效果的影响比之浅层表面裂缝的危害都大得多。表面裂缝也可能成为深层裂缝的诱发因素,对坝体的抗风化能力和耐久性有一定影响。由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重的将威胁到人民的生命、财产安全。

  一、裂缝的原因分析

  由于混凝土的组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原因很多,水工建筑物产生裂缝主要有以下几种:

  1、混凝土在硬化的过程中,由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。

  2、大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起裂缝。

  3、在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制,在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。

  4、当有约束时,混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩,因为受到约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度较低,容易被温度引起的拉应力拉裂,从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。

  5、混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨,体积增大三倍,从而使混凝土涨裂产生裂缝。

  6、在炎热的大风天气,混凝土表面水分蒸发较过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑数小时后仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂缝。

  7、构件超载产生的裂缝,例如:构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩,出现垂直于构件纵轴的裂缝,构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。

  8、当结构的基础出现不均匀沉陷,就有可能会产生裂缝,随着沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。

  9、当钢筋混凝土处于不利环境中,例如:侵蚀性水,由于混凝土保护层厚度有限,特别是当混凝土密实性不良,环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈,生成氧化铁,氧化铁的体积比原来金属的体积大的多,铁锈体积膨胀,对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。而在施工过程中,我们最为常见的多是因温度而引起的裂缝。

  混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

  二、裂缝的修补措施

  国内外修补裂缝的方法很多,归纳起来主要有以下三大类:

  (一)开槽法修补裂缝

  该法适合于修补较宽裂缝大于0.5mm,材料的配合比为:采用环氧树脂:聚硫橡胶:水泥:砂=10:3:12.5:28.首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后,将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中,再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度(约0.4斤丙酮就可以了)。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内,一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖,待完全初凝后,开始用水养护。

  (二)低压注浆法修补裂缝

  低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm~0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。

  当裂缝数量较多时,先要在裂缝位置上贴医用白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝,使裂缝封闭,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行,若气温高的话,半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆嘴,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆嘴压入裂缝,当相邻的嘴中流出浆液时,就可拔出补缝器,堵上铝铆钉。一般由上往下注浆,水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。

  (三)表面覆盖法修补裂缝

  这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0.2mm)的表面上涂膜,以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法,这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以追踪其变化。

  表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘贴)等。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。

  三、裂缝的防治措施

  由于水化热产生的升温较高、降温幅度大、速率快,使混凝土产生较大的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。因此,为防治水化热引起的裂缝,施工前应计算升温峰值、内外温差及降温速率,制定相应的技术措施,防止和控制温度裂缝,确保工程质量。

  (一)降低混凝土入模温度

  (1)降低原材料进入搅拌机的温度如夏季在水箱内加冰块,降低水温;粗骨料遮阳防晒,并洒冷水降温;细骨料遮阳防晒;散装水泥提前储备,避免新出厂水泥温度过高。采取以上措施最大限度降低混凝土出机温度。

  (2)夏季,混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温。混凝土泵送管道遮阳防晒。

  (3)混凝土浇筑作业面遮阳,减少混凝土冷量损失。

  (二)降低混凝土水化热

  (1)选择中低热品种水泥,优先选用矿渣硅酸盐水泥。

  (2)利用混凝土后期强度用,R60或R90替代R28作为设计强度。

  (3)掺人一定比例的粉煤灰。

  (4)掺人高效减水剂。

  (5)掺加缓凝剂。

  (三)掺UEA膨胀剂

  掺人UEA膨胀剂,在最初14天潮湿养护中,使混凝土体积微膨胀,补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝。

  (四)采用二次抹压技术

  混凝土大模振捣,表层刮平抹压1~2小时后,即在混凝土初凝前在混凝土表面进行二次抹压,消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂缝,增加混凝土内部的密实度。但是,二次抹压时间必须掌握恰当,过早抹压没有效果;过晚抹压混凝土已进入初凝状态,失去塑性,消除不了混凝土表面已出现的裂缝。

  (五)混凝土自然养护

  1、保湿养护混凝土表面经过二次抹压后,立即覆盖塑料薄膜,防止表面水份蒸发,保持混凝上处于潮湿状态下养护。特别是对于掺入UEA膨胀剂的混凝土,在最初14天内,必须潮湿养护,方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用。

  2、保湿养护根据混凝土绝热温升计算,确定中心最高温度,按温控技术措施,确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。

  保温养护的目的:①减少混凝土表面热扩散,减少内外温度;②延缓散热时间,控制降温速率,有利于混凝土强度增长和应力松驰,避免产生贯穿裂缝。养护一般不少于15天。

  3、在常温季节,混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法,替代前两种保湿保温养护办法。根据混凝土内外温差数据,及时调整蓄水高度,也能收到预期效果。

  结束语:虽然目前学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。

  参考文献:

  1、鞠丽艳,《混凝土裂缝抑制措施的研究进展》,20**.5.

  2、黄国兴、陈改新,《水工混凝土建筑物修补技术及应用》1999.3

  3、《最新水利水电工程质量监控与通病防治实施手册》,光明日报出版社

  4、混凝土研究协会,《混凝土裂缝检测控制与修补新技术应用手册》,中国科技文化出版社

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篇2:预应力混凝土梁板施工裂缝分析防治探讨

  预应力混凝土梁板施工裂缝分析与防治探讨

  1概述

  近几年来,先张预应力空心板、预应力混凝土梁在高等级公路建设中发展很快,特别是跨径在10m~20m以内的简支梁先张预应力空心板和跨径在20m~40m的预应力混凝土梁与其他形式的结构相比,具有使用年限长、变形小、造价低、施工方便等优点,因此有着极强的竞争力,采用相当普遍。有些板梁在施工中存在不同程度的开裂,以至增加养护、维修费用,缩短桥梁使用寿命。产生裂缝的原因除了混凝土、钢筋存在质量缺陷外,还与板梁设计环节、施工质量、气候环境等外界因素有关。本文主要结合近几年的工作实践,对其裂缝成因及其防治,与同行们共同探讨。

  2预应力混凝土板梁裂缝内部成因分析

  2.1内应力

  在混凝土构件中温度、收缩与徐变都会导致内应力,此为不同纤维中的约束应变所致,在超静定结构中任何这种差别将引起外约束力,由于这些约束力引起的应力超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝,桥梁上许多裂缝都受此影响产生。

  2.2普通钢筋用量不当

  设计时由于普通钢筋用量或间距不足,致使裂缝宽度不能保持在允许范围之内,但也可能普通钢筋在混凝土局部用量过大或间距过密钢筋阻止混凝土正常凝固收缩而产生裂缝,这两种情况主要发生在早期开裂。

  2.3薄厚构件的连接

  将一薄一厚的混凝土部件相连总是危险的,薄部件与厚部件相比易受到温度、收缩和徐变等的影响而使薄部件更易开裂。

  2.4水泥的水化热作用

  混凝土在拌和、运输、振捣、凝结、硬化的过程中,水泥与水发生水化反应。水化过程中释放出大量的热能,水化反应有两次升温和两次降温过程,内部温度升高,而板面温度因外界气温有所降低。升温使混凝土内部体积膨胀,降温使混凝土表面收缩,膨胀时混凝土内部产生压应力,收缩时混凝土表面产生拉应力,当压应力和拉应力超过其抗压强度和抗拉强度时,梁板表面将发生裂缝现象。

  2.5矿物成分与水起水化反应

  水泥与水接触后,其矿物成分与水起水化反应生成水化物,水化物的体积是水泥的2倍多,同时水化物的生成在混凝土中产生大量的热量,当内外差形成时,裂缝便形成。

  2.6碱骨料反应

  在我们施工中,多数为硅酸盐骨料,是活性集料中含有无定型氧化硅成分,或在碱环境下石料本身会产生膨胀,当混凝土拌和后,水泥中的碱不断溶解,这时碱液与活性骨料的硅酸盐物质产生化学反应,析出胶状的碱-硅胶,胶从周围介质中吸取水分而发生的拉应力超过其抗拉强度时,将会出现裂缝。

  2.7混凝土的干缩作用

  混凝土在凝结、硬化过程中,仅很少一部分水分参加水化反应,而大部分水分逐渐蒸发,使混凝土体积产生干缩变形。由于水泥浆形成水泥石,其极限干缩接近3000微应变。干缩作用使混凝土内产生不同程度的拉应力。由于混凝土硬化初期抗拉强度小,如果干缩产生的拉应力超过其抗拉强度时,将会出现裂缝现象。

  3预应力混凝土板梁裂缝外部成因分析

  3.1混凝土局部应力过大

  预应力筋锚垫板下会产生很大的局部应力,周围混凝土易产生细微裂缝,此裂缝危害较小,但锚垫板下混凝土如不密实或养生不够则易产生较大裂缝,危害较大。

  3.2主要受力钢筋数量不足

  设计或施工时预应力钢筋不足,钢索线形布置有误差,致使受拉区变形过大,混凝土拉应力超过其抗拉强度而产生裂缝。

  3.3混凝土配比不合理

  预应力板梁混凝土设计标号较高,20m跨径以上约为50号,10m、13m和16m跨径为40号较好。在混凝土配比设计时,一般施工人员偏于保守,水泥用量超过高限,特别是在新的混凝土评定标准提高后,其水泥用量较以前增加了5%左右,由于水泥用量的增加使混凝土凝结缩量大,造成表面产生裂缝。

  3.4水灰比过大

  在拌制混凝土过程中,有的拌和设备计量不准,特别是用水量控制不准,随意性较大,由于水灰比过大而自下造成离析现象,其结果粗骨料沉于下部,多余水分上升,振捣后水泥浆上浮到板顶,从而使混凝土强度不均匀,下部分强度大,顶板强度低,混凝土强度较弱区往往是裂缝容易发生的部位。底板浮浆过多发生收缩现象较为明显,在每根箍筋处顶板横向裂缝隙较为严重。

  3.5砂、石料含泥量超限

  在施工过程中,有时砂、石料含泥量超限,这样它们与水泥之间的胶结力有所下降,造成混凝土的强度和抗渗性降低并且产生网状裂缝。

  3.6内模胶囊上浮

  预应力空心板在混凝土浇筑过程中,混凝土对胶囊有较大的浮力,如果胶囊固定不牢,就会发生胶囊上浮现象,造成顶板厚度减小,这种情况也极易造成裂缝。

  3.7抽拔胶囊过早

  空心板抽拔胶囊的时间与养护温度和混凝土的质量有关,一般控制混凝土强度达到0.6MPa~0.8MPa时为宜。抽拔过早会出现“粘皮”现象,对混凝土质量有影响,当顶板厚度减小或是顶板浮浆过厚时,裂缝容易发生,这种原因出现的裂缝多为纵横裂缝。

  3.8保护厚度不均匀

  在钢筋成型时,有时尺寸控制不准确,造成空心板顶板和主梁翼缘上下部保护层过小或过大,这种情况下也常常出现裂缝。

  3.9内模变形

  空心板内模胶因为制造质量或在施工中有所损坏,造成混凝土浇筑过程中漏气,气压降低;箱梁内模变形,在混凝土几乎没有强度的情况下,顶板混凝土将发生下陷,造成难以补救的事故。

  3.10侧模拆除时间过早

  在混凝土抗压强度达不到2.5Mpa时,拆除侧模板,由于操作时发生震动,侧面常常出现较窄的竖向裂缝。

  3.11预埋钢筋被碰撞

  当混凝土抗压强度很低时,在养生或操作中,碰撞板梁顶预埋钢筋,这时混凝土基本没有抵抗外力的能力,从而发生裂缝。

  3.12气温变化大

  裂缝容易发生在温差变化大的季节,气温的急剧变化或大风造成混凝土表面急剧冷缩或干缩,从而增大了混凝土表面的拉应力,加快了混凝土早期裂缝的形成。

  3.13养生不及时

  混凝土施工完毕后,没有适时很好地养护,混凝土表面水分蒸发过快,从而形成干缩裂缝。外界温度在5℃以下

时,如果不及时覆盖保温材料,也容易出现裂缝。

  3.14墩台下沉和落架过早

  墩台不均匀下沉或梁底支架拆除过早造成梁的挠度变形过大,在超静定结构中造成桥墩支承点处较大内应力,顶部混凝土拉应力超过抗拉应力,出现较大裂缝,对桥梁危害性较大。

  4裂缝防治及措施

  4.1设计中普通钢筋的合理配置

  设计人员在结构计算之后详细检查细节设计,特别是力筋和钢筋布置必须符合合理的保护层和间距数值的要求,不要试图减薄腹板和板的厚度来节省材料。

  4.2薄厚构件的连接设计

  薄厚构件连接处设计时要尽可能使两构件厚度一致,同时还要合理配置连结钢筋,施工时尽量不要采用两次浇筑。

  4.3控制梁根部变形

  超静定结构墩台基础底地基易产生不均匀下沉,如地质状况不好或不易改造,则应选用其他静定结构。梁底支架不可过早拆除造成梁的挠度变形过大,多孔桥应同时对称落架。

  4.4合理进行混凝土配合比设计

  在混凝土配合比设计中,不要为了提高保证率而过多地增加水泥用量,在满足混凝土坍落度要求的前提下,尽量采取可靠的减水剂,合理调整配合比,降低水泥与水的用量,以减少混凝土的凝结收缩量。

  4.5严格控制原材料

  按照质量要求,严格进行选料,对不符合要求的砂、石料和水泥不许进场,对含泥量较大的骨料要用水冲洗,严禁使用过期和不同标号水泥,尽量采用发热量及收缩量较小的水泥。

  4.6选择好的天气浇筑混凝土并应连续进行

  注意天气预报,尽量选择较好的天气浇筑空心板,尽量避开下雨和温差较大的天气浇筑。在夏天浇筑混凝土不宜在白天进行,在冬季宜在温度较高的时间浇筑混凝土,并要采取冬季施工措施。严禁在浇筑空心板过程中间断施工,底板混凝土振平以后,应立即放内模并浇筑第二层混凝土,尽量缩短施工缝处上下两部分混凝土的施工时间差,确保混凝土浇筑的连续性。

  4.7适时收浆二次抹平

  混凝土在初凝前往往会出现裂缝,这时应及时收浆二次抹平,这样处理一是增加了混凝土表面的密度,二是使混凝土表面产生的裂缝愈合,这是消除早期裂缝最有效的措施。

  4.8严格检查胶囊漏气,防止胶囊上浮

  对使用的胶囊要经常打压检查,发现漏气者应及时修补。定位下料要准确,生根要牢固,一般因定在钢绞线上为好,防止胶囊上浮,出现顶板厚度小,最终引起早期裂缝。

  4.9加强混凝土养生

  混凝土浇筑完毕,及时盖草或塑料膜,并经常洒水使之保持湿润。气温低于10℃,要加保温材料,进入冬季应采用蒸气养生。在早期养生时不要碰预留胶缝筋,更不要在上行走。

  4.10严格控制拆模时间

  抽内模的时间要根据现场混凝土强度而定,最好通过试块来确定,严禁过早拆除内模、侧模,要待混凝土达到一定强度后,方可拆除。

  4.11裂缝的维修、加固措施

  a)早期裂缝一般不必处理,但裂缝宽度较大和深度较深时,应做些处理,对较严重的裂缝可以凿成三角槽,用环氧树脂砂浆修补;

  b)裂缝严重时可在裂缝内注入环氧树脂浆液加固;

  c)用环氧树脂砂浆黏结钢板于裂缝处加固或先在裂缝内注入环氧树脂浆液再用环氧树脂黏结钢板,二者结合起来效果更好。混凝土与钢板一起共同受力,从而防止裂缝产生并增加承载力。向裂缝注入树脂,可加强防水性,防止混凝土老化,以及防止内部钢筋或预应力钢筋锈蚀而减少使用寿命;

  d)出现裂缝的板梁,最好集中在一孔上安装,桥面铺装混凝土做成防水混凝土,桥面钢筋适当增加,这样会补救裂缝对板梁的影响。

篇3:砌体结构常见裂缝分析防治措施

  砌体结构常见裂缝的分析与防治措施

  1前言

  由砖、石或各种砌块等块体通过砂浆铺缝砌筑而成的结构称为砌体结构。由于砌体结构的材料来源广泛,施工设备和施工工艺较简单,可以不用大型机械,能较好地连续施工,还可以大量地节约木材、水泥和钢材,相对造价低廉,因而得到广泛应用。许多住宅、办公楼、学校、医院等单层或多层建筑就是采用砖、石或砌块墙体和钢筋混凝土楼盖组成的混合结构体系。

  但是由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差,并且由于设计、施工以及建筑材料等多方面原因引发的砌体结构的质量事故也较多,其中砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体中出现的裂缝不仅影响建筑物的美观,而且还造成房屋渗漏,甚至会影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性,也会给房屋使用者造成较大的心理压力和负担。在很多情况下,裂缝的发生与发展还是大事故的先兆,对此必须认真分析,妥善处理。

  2砌体结构裂缝产生的原因及防治措施

  引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,大体上有地基的不均匀沉降,收缩和温度的变化,设计上对房屋的构造处理不当,施工质量不合格、使用的建筑材料不合格等。

  2.1地基不均匀沉降引起的裂缝

  当地基发生不均匀沉降后,沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体会产生相对位移,从而使砌体中产生附加的拉力或剪力,当这种附加内力超过砌体的强度时,砌体中便产生相对裂缝。这中裂缝一般都是斜向的,且多发生在门窗洞口上下。这种裂缝的特点是:(1)裂缝一般呈倾斜状,说明系因砌体内主拉应力过大而使墙体开裂;(2)裂缝较多出现在纵墙上,较少出现在横墙上,说明纵墙的抗弯刚度相对较小;(3)在房屋空间刚度被削弱的部位,裂缝比较集中。

  为防止地基不均匀沉降在墙体上产生的各种裂缝而采取的措施有:

  (1)合理设置沉降缝将房屋划分成若干个刚度较好的单元,或将沉降不同的部分隔开一定距离,其间可设置能自由沉降的悬挑结构。

  (2)合理地布置承重墙体,应尽量将纵墙拉通,尽量做到不转折或少转折。避免在中间或某些部位断开,使它能起到调整不均匀沉降的作用,同时每隔一定距离设置一道横墙,与内外纵墙连接,以加强房屋的空间刚度,进一步调整沿纵向的不均匀沉降。

  (3)加强上部结构的刚度和整体性,提高墙体的稳定性和整体刚度,减少建筑物端部的门、窗洞口,设置钢筋混凝土圈梁,尤其是要加强地圈梁的刚度。

  (4)加强对地基的检测,发现有不良地基应及时妥善处理,然后才能进行基础施工。

  (5)房屋体形应力求简单,横墙间距不宜过大。

  (6)合理安排施工顺序,宜先建较重单元,后建较轻单元。

  2.2 收缩和温度变化引起的裂缝

  热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能,砌体也不例外。由于屋盖系统温度变化出会使砖墙产生裂缝,由于温度变化不均匀使砌体因不均匀收缩产生裂缝,或由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同也会产生裂缝。

  (1)屋盖系统温度变化时使墙体产生的裂缝:

  这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是纵向较长的)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈“八”字或“*”型,且显对称性,但有时仅一端有轻微者仅在两端1~2个开间内出现,严重者会发展重房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类裂缝对那种刚性屋面的平屋顶,未设变形缝、隔热层的房屋就更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。一般来说,在阳光照射下,屋面板温度可高达60~70℃,而其下的砌体仅为30~35℃,温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身的抵抗力的50%~300%不等。又加上房屋两端为自由端,水平约束力小,上部砌体垂直压力较小,如无相应措施,则上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,会使下部砌体出现正“八”字裂缝,当冷缩时,就会出现倒“八”字缝,一胀一缩则易出现“*”型缝。

  (2)由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩产生的裂缝:

  由于房屋过长,室内外温差过大,因钢筋混凝土楼盖和墙体温度变形的差异,有可能使外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间等薄弱部位发生向竖向贯通墙体全高的裂缝,这种裂缝有时会使楼盖的相应部位发生断裂,形成内外贯通的周圈裂缝。另外,当房屋空间高大时,墙体因受弯在截面薄弱处(如窗间墙)会出现水平裂缝。

  (3)由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同产生的裂缝:

  当材料随时间发生收缩变形和自然界温度发生变化时,由于钢筋混凝土和墙砌体材料收缩系数和线膨胀系数的不同,会在房屋的墙体及楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力,当这种附加应力过大时会在墙体上产生局部竖向裂缝。

  防止收缩和温度变化引起裂缝的主要措施有:

  (1)在墙体中设置伸缩缝。将过长的房屋伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。

  (2)屋面设保温隔热层。屋面的保温隔热层或刚性面层及砂浆找平层应设分隔缝,分隔缝的间距不宜大于6m,并与女儿墙隔开,其缝宽不小于30㎜。屋面施工宜避开高温季节。

  (3)楼(屋)面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体宜适当设置水平钢筋。

  (4)遇有较长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时,可分段施工,预留伸缩缝,以避免砼伸缩对墙体的不良影响。

  2.3 设计上对房屋的设计和构造处理不当而引起的裂缝

  有一些砌体结构的房屋的设计是套用图纸,应用时未经校核;有时参考了别的图纸,但荷载增加了或截面减少了而未作计算;有的虽然作了计算,但因少算或漏算荷载,使实际设计的砌体承载力不足;有的虽然进行了墙体总的承载力计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。如果砌体的承载力不足,则在荷载作用下将出现各种裂缝,以致出现压碎、断裂、倒塌等现象,这类裂缝的出现,很可能导致结构的失效。

  预防措施:

  (1)细心认真地设计。对拟建砌体结构的房屋,要做到力学模型准确,传力清楚;荷载统计无误;大梁下砌体要设垫块并进行验算;加强对圈梁的布置和构造柱的设置,以提高砌体结构的整体安全性。

  (2)裂缝一旦出现,要注意观测裂缝的宽度及长度的发展情况,并及时采取相应的有效措施,如灌缝,封闭等,必要时要进行结构加固

篇4:住宅建筑混凝土结构裂缝防治

  浅谈住宅建筑混凝土结构的裂缝及防治

  1 概述

  住宅建筑是用不同的材料建造起来的。由于材料的不连续性,在内部产生裂隙在所难免。但在一般情况下,这些肉眼不可见的裂隙并不引起受力和使用上的问题。由于建筑结构承受荷载(直接作用)或因温度变化、收缩、沉降引起的强迫位移(间接作用),导致这些不连续的细小裂缝贯通并延伸到结构表面,从而形成可见的裂缝(开裂)。在一般条件下裂缝并不影响结构的安全,但裂缝的形态、数量和宽度应该限制在一定范围内,以免影响观感和使用功能,并对建筑物的耐久性造成影响。

  近年住宅建筑中可见裂缝有增多的趋势,有裂缝的住宅所占的经例尚无确切统计,但从投诉和引起质量纠纷的数量来看,应该是不小的数目,并且还在呈上升趋势。因此,住宅的裂缝问题带有很大的普遍性。

  在计划经济时代,住户对于住宅的质量并不苛求。近年生活水平提高,矛盾转移到对住宅舒适、功能和质量、安全的需求上。用户作为商品住宅的消费者,自然对质量提出了更高的、甚至苛刻的要求。

  近年住宅建筑中裂缝呈普遍上升趋势,裂缝及因裂缝而引起的渗漏已成为投诉的两大焦点。这些纠纷中,大多数是并不对结构安全造成影响的间接作用引起的裂缝。但是,单纯从技术的角度来处理问题已无济于事,住宅裂缝问题现在已成为可能影响社会安定的严重问题。

  目前,住宅建筑的裂缝已成因扰我国建筑市场和房地产业发展的重要消极因素。建筑行业(包括设计、施工、监理等部门)应端正态度,认真考虑解决住宅建筑中的裂缝问题。就目前的技术条件而言,完全消除裂缝可能困难,但在正常使用条件下避免产生可见裂缝是完全可以做到的。建造出没有可见裂缝的住宅建筑,满足人民对高质量居住环境的要求,这不仅将提高我国建筑行业的水平,而须也是建筑企业参与建筑市场竞争,取得住宅市场更大份额的重要条件。

  2 混凝土结构的裂缝问题

  2.1 现浇混凝土结构的裂缝

  现浇混凝土结构平面布置灵活,整体性好,抗震性能强。近年,由于外加剂的普遍使用;商品混凝土和泵送、免振技术的发展;模板租赁业的出现,现浇混凝土结构得到了迅速发展。有些人认为现浇混凝土结构裂缝控制性能好,甚至将现浇混凝土作为避免裂缝的手段。但事实并非如此,由于混凝土的温度一收缩变形在现浇结构超静定的约束下会引起很大的约束应力,因此想防止开裂将更为困难。事实上,目前由于裂缝问题而进行的投诉大多集中在现浇混凝土结构的住宅中;而裂缝问题逐渐成为矛盾的焦点,也恰好出在现浇混凝土结构普遍推广的过程之中。

  2.2 混凝土的温度一收缩作用

  对我国近十年来混凝土的温度一收缩情况及相应的裂缝问题进行调查,结论如下:

  (1)近年水泥强度等级增加,混凝土强度提高,弹性模量随之增加。在相同的收缩应变下,混凝土中可能产生更大的拉应力。而混凝土抗拉强度的增长呈非线性态。因此,混凝土强度提高以后,其抵抗收缩变形引起开裂的能力相对不足,因而更容易开裂。

  (2)为适应工艺要求,混凝土中粗骨料(石子)的含量大大减少且粒径级配不良。细骨料多用粉砂、细砂,含泥量超标。这些都导致混凝土体积定性差,收缩量大大增加。

  (3)水泥用量普遍增加,还大量掺人粉煤灰。粉剂含量增加过多往往导致混凝土收缩量的上升。

  (4)高强度等级水泥具有快硬、高强、发热量大的特点。混凝土凝固时恰好处于水化热大量释放的时期。在温度较高情况下固化的混凝土随着散热、冷却而收缩,将引起很大的受拉变形。

  (5)目前广泛使用的膨胀剂往往并未能起到补偿收缩、控制裂缝的作用,有时甚至引起相反的效果。膨胀剂不是解决裂缝问题的万能克星,不问条件地到处使用将得不到预期的效果。

  (6)调查结果表明,由于近年来混凝土成分及工艺的变化,其收缩值普遍增加。过去一般混凝土收缩为300με左右,现在则为400με以上,而泵送混凝土高达500με以上。因此,在现浇结构中由于超静定对温度一收缩的制约,约束应力增大,裂缝有增加的趋势。

  2.3控制裂缝的根本途径

  防止混凝土结构裂缝的最有效手段是施加预应力和采用预制构件。预应力在混凝土中引起的预压应力(σpc)足以抵消拉应力,大大地提高混凝 土结构的抗裂能力。而预制构件因混凝土的收缩 变形已基本完成,体积稳定性比现浇混凝土好得 多。采用高效预应力预制构件的装配整体式结构 或叠合式结构,不仅抗裂性能好,而且具有极强的 恢复性能,即使在偶然荷载作用下开裂,事后已形 成的裂缝也将闭合。

  3楼板裂缝

  3.1温度一收缩裂缝

  现浇混凝土楼板最容易因温度一收缩而拉裂,并往往引起渗漏。楼板裂缝占现浇混凝土结构裂缝的绝大多数,形态如下:

  (1)横向裂缝。楼盖体型过长,伸缩缝设置间 距过大,由于混凝土收缩而引起的拉应力积聚往往 在中部最大,导致横向裂缝。由于形状关系,此类 裂缝往往在相对薄弱的瓶颈处发生,如楼梯间、大 井、凹角等。这类裂缝贯通截面,因此往往引起渗漏等问题。

  (2)板角斜裂。由于在柬部两个方向混凝土 收缩引起的拉应力是斜向的,因此往往形成角部斜裂。与受力引起的板角裂缝不同的是,收缩裂缝是贯通的。

  (3)板面龟裂。开间和跨度较大的房间(如住宅的客厅等)采用泵送混凝土、免振混凝土等,因收缩变形而在板中引起拉应力,导致网状龟裂。由于现浇楼板中部只有板底钢筋,因此裂缝集中在板面中央。如有预埋设备(如灯座等)和预留孔,也可能引起贯通裂缝而造成渗漏等问题。

  (4)温度裂缝。混凝土膨胀系数较大(1×10-5/℃),几十度的温差即可引起不小的应变,在混凝土现浇而受到约束的条件下,往往因技应力的积聚而形成裂缝。大部分的温

度裂缝集中在屋盖上:由于季节温差造成屋盖的伸缩变形受制于下部结构,现浇屋盖可能产生横向拉裂;由于屋盖板顶面和底面的温差(如冬季积雪而室内供暖)也可能引起冷缩一受拉面的裂缝。另一类温度裂缝是由施工季节温差造成的。如混凝土浇筑后未及时封闭和采取保温措施,经历冬季的干冷环境,由于温度一收缩较大而引起裂缝。

  3.2受力裂缝

  这里的受力裂缝不包括正常受力裂缝,而是指由于各种因素引起非设计受力状态产生的裂缝。

  (1)钢筋移位引起的裂缝。现浇混凝土板中的负弯矩钢筋(板面钢筋)在施工时因下料冲击和人为踩踏而移位。由此而减少有效高度和降低承载能力将导致板面裂缝。其形态多为沿板周边的负弯矩裂缝和转角处的斜裂。

  (2)施四口街载引起的裂缝。施工时任意堆载,往往超过楼板的承载能力。拆模过早而混凝土强度不足,更容易产生此类裂缝。裂缝沿弯矩最大处产生,但多为落地灰和建筑碎渣所掩埋;有时重物坠落或其他撞击作用也可能5!起局部裂缝,多见于板底。

  (3)沉陷引起的裂缝。相邻两跨沉降差很大时,由强迫位移引起的弯矩呈剪力型,分别在现浇楼板两端的上面和下面引起裂缝。另一类沉降引起的裂缝发生在施工阶段。结构墙柱因荷载增加而下沉,如底层模板久不拆除,将造成支撑立柱的 向上顶推力,从而在板中引起裂缝。

  (4)预应力锚固端的局压裂缝。后张法施工 的现浇混凝土楼盖,在锚固端承受很大的压力。如承压面积太小端部构造配筋不足,龄期太短或混凝 土强度不足,均可能因局部挤压而产生裂缝。

  3.3构造裂缝及施工裂缝

  (1)混凝土表层裂缝。混凝土在浇筑后离析、泌水和下沉,往往在钢筋上面引起纵向裂缝;水分蒸发后造成表面龟裂;还伴生钢筋底下因“窝水”而形成的混凝土疏松层。这会削弱粘结锚固作用,容易引起锈蚀,影响结构性能和耐久性。

  (2)预埋管线裂缝。在模板上敷设预埋管线 然后再绑扎钢筋,抬高了受力钢筋的位置,造成有效高度不足而降低承载力;往往导致沿管线延伸的混凝土裂缝。

  (3)施工接搓裂缝。浇筑混凝土时接搓处理不妥将导致裂缝。常见的裂缝一般均沿接搓界面延伸,伴有蜂窝、孔洞、还夹碴或疏松。有时在现浇板中一侧留的斜搓过长,底部模板刚度不足。后混凝土的重量及施工荷载和模板的变形造成先 度部分混凝土斜搓悬臂折裂。

  (4)构造裂缝。在混凝土楼形状突变处由 于应力集中而产生较大拉应力,往往引起裂缝。常见的裂缝位于门窗洞口或楼板的其他回角处,洞边 回筋不足或采用L形钢筋不利于抗拉阻裂。板柱节点附近因刚度相差太大,混凝土强度等级相差悬殊,如没有足够的构造配筋,往往引起界面附近板上的裂。

  4 墙体裂缝

  4.1温度—收缩裂缝

  (1)墙体竖向裂缝。建筑物体型过长且伸缩缝设置间距太大时,由于混凝土收缩而引起的拉应力积聚往往在纵向墙体上产生竖向裂缝。裂缝一般等间距分布,门窗、孔洞等成为诱发裂缝的地点。

  (2)八字裂缝。屋盖与下部结构之间因季节温差导致变形差,往往因剪切作用形成斜各裂缝。因温度作用引志的变形差是均衡对称的,裂缝在建筑上分布呈八字形状。

  (3)山墙横向裂缝。由温度—收缩变形在各层之间的差异除引起纵墙的斜向裂缝以外,还因胀缩变形积累引起山墙的弯曲,导致横贯墙宽的水平裂缝。

  4.2其它裂缝

  (1)施工裂缝。现浇混凝土墙体的施工裂缝多发生在分层浇捣的混凝土界面上,形态有振捣疏漏造成的蜂窝、孔洞;界面处理不当形成的夹碴或疏松(冷缝);由于混凝土离析、泌水、下沉引起的水平裂缝。

  (2)构造裂缝。剪力墙结构配筋不足,抵抗间接作用(温度、收缩、沉降、变形等)的能力较差,在顶层、底层、端部、电梯井、楼梯间等位置往往产生构造性的裂缝。此外门窗洞口周边构造配筋不足或采用L形配筋而未设锚固长度也往往引起角裂。

  (3)局压裂缝。混凝土剪力墙局部压力过大(如梁底的墙体)。当拆模过早或有意外施工超载的情况时,容易在墙体上造成局部承压裂缝。

  (4)沉降裂缝。混凝土墙体对不均匀沉降变形很敏感。在建筑物发生不均匀沉降时容易引起沉降裂缝。

  5 其他裂缝

  5.1悬挑结构裂缝

  现浇混凝土的阳台、雨罩、檐口等承受负弯矩的悬臂构件,板面钢筋在施工时向下移位,从而有效高度减小,承载力不足而开裂。由于超载(阳台堆物过多或雨罩积水等)而弓!起裂缝的现象也时有发生。这类裂缝均发生在悬臂根部负弯矩最大处,且裂缝开口向上。雨水渗入及冰雪冻融会加快裂缝发展并引起钢筋锈蚀,最终可能导致倾覆破坏。悬挑构件本身约束就很少,一旦破坏后果严重。

  5.2楼梯裂缝

  楼梯段多为两边嵌固的单向板,往往因两端板面负弯矩钢筋向下移位而出现支座边的横向板面裂缝。楼梯的休息平台为三边嵌固的板,一侧受到楼梯段的荷载而产生弯矩和扭矩,从而在板边跨中产生裂缝。

  5.3构造裂缝

  在混凝土结构截面变化较大处,由于刚度突变引起应力集中往往导致较大的拉应力,当构造配筋不足时即引起裂缝。住宅建筑中的客厅、厨房、厕所、楼梯间周边,由于相邻两跨板厚相差过大,导致刚度突变和收缩不匀,也能引起此类裂缝。此外剪力墙开洞过大或剪力墙与梁、柱之间也容易发生此类裂缝。现浇混凝土檐口、雨罩长度过大而未设伸缩缝时,往往因温度一收缩而产生横向裂缝。

  5.4外墙饰面裂缝

  混水墙面抹灰往往因气候变化,冷热不均而开裂,例如夏季阳光曝晒下灼热的墙面经受阵雨雨骤冷即可产生裂缝。裂缝不规则,呈网状龟裂形态。由于温差反复作用和冻融循环,最终将导致表层剥落,有可能引起坠落伤人毁物的事故。

  5.5室内抹面裂缝

  住宅室内墙面、顶棚、地面往往用抹灰层找平。粉刷。施工质量差有可能引起裂缝,如砂浆质量差;抹灰基底未处理,粘结不良;抹灰前未浇水湿润;接搓处理不好;不同材料墙体之间的界面裂缝;基层油污、沾染物影响粘结等。有时则表现为基底结构裂缝的外延。室内抹面的裂缝有碍观瞻,降低使用功能,有时空鼓还能造成剥落坠下,酿成事故。

  5.6屋盖裂缝

  屋盖经受气候变化带来的温差和雨雪、冻融等交替作用,刚性屋面在伸缩缝间距较长时往往开裂并造成渗水、漏雨等使用功能方面的问题。

  5.7女儿墙裂缝

  女儿墙裂缝的原因是温差和冻融。温差裂缝多在女儿墙根部,沿水平方向发生,有时两向的温差裂缝在山墙角部交汇,形成转角裂缝,如有抹面,则最易形成空鼓剥落。冻融裂缝多发生在女儿墙根部,由于排水不畅或抹灰做法失当(未做滴水及抹灰次序不当)而造成雨水沿墙渗入。由于冻融作用造成砌体酥软和与表面抹灰层的剥离,空鼓。这类裂缝往往伴随渗漏和霉斑,影响顶层住

户的生活,同时影响建筑的观瞻。严重时外侧抹灰层剥落下坠,有可能造成毁物伤人事件。

  5.8耐久性裂缝

  (1)钢筋锈蚀裂缝

  由于混凝土碳化使钢筋锈蚀的情况多发生在混凝土保护层过薄或密实性太差处或频繁地遭受水及侵蚀性介质作用的恶劣环境中。含有氯化物的外加剂对钢筋的腐蚀作用十分强烈。钢筋锈蚀后体积膨胀,往往将混凝土保护层胀裂而产生沿钢筋的纵向劈裂裂缝。这种裂缝往往还伴有黄褐色的锈斑,严重者保护层混凝土剥落。

  (2)碱骨料反应裂缝

  采用碱性骨料(如石灰石等)且水泥碱性较大时,混凝土在凝固以后,如受到水的作用可能因碱骨料反应、骨料体积膨胀而形成表面龟裂。碱骨料反应引起的裂缝多见于无装修的露天混凝土表面。

  6裂缝的防治

  6.1住宅裂缝成因的综合性

  实际工程中观察到的裂缝往往不是单一原因造成的,多数都是几种因素综合作用的结果。例如,由于混凝土收缩而5;起内部拉应力的积聚往往因结构设缝间距过大,局部构造措施不当,应力集中而开裂;而配筋过少,抗力不足而引起的裂缝往往在施工质量差的缺陷部位诱发而延伸发展;耐久性不足而表现出的钢筋锈蚀、混凝土劈裂及保护层剥落多与混凝土材料的成分(氯离子含量过高)及施工质量差(蜂窝、孔洞、夹碴等)有关。

  在对裂缝进行处理以前,必须认真地观察裂缝形态,找出其特征,并调查清楚所有的(勘察、设计。施工、使用)背景材料,认真分析裂缝的真正原因。然后才采取针对性的措施予以消除。应避免盲目地对发现的裂缝乱加处理。

  6.2裂缝的处理原则

  (1)必须确保结构或构件的安全,即处理后的承载能力应不低于设计要求;

  (2)保证结构的耐久性不受影响,即在设计使用年限内维持应有的抗力;

  (3)保证在正常使用状态下应有的功能,如较小的挠度变形,一定的裂缝控制能力(防渗漏)等;

  (4)保持建筑应有的外观质量,不产生肉眼可见的,可能5!起不安全感的裂缝和有碍观瞻的表面缺陷等;

  (5)裂缝处理的施工方法应有可操作性,符合现有的技术水平和施工条件,并在可能的条件下减少工时和材料,节约经费。

  6.3各类裂缝的处理方法

  (1)受力裂缝

  由于材料(钢筋、混凝土、砌体等)强度不足、施工质量缺陷(蜂窝、孔洞、夹碴等)、计算简图错误、钢筋移位引起的有效高度减少等承载力不足而引起的裂缝,预示着结构的安全隐患,必须及时进行加固处理。处理的方法有加大截面(外包混凝土)、围箍型钢结构、枷淋十预应力四变传力途径等。

  结构或构件由于运输、吊装、码放、施工超载或其它偶然作用引起其非设计受力状态而引起的裂缝,只要引起裂缝的作用不再重现,这些裂缝对结构的安全并无明显影响。对这些引起裂缝,可以沿缝剔凿后用水泥砂浆、环氧胶泥或环氧树脂胶液封闭灌缝即可。

  (2)温度裂缝

  集中于住宅建筑顶层及山墙附近的温度裂缝随季节而变化,盲目修补封闭将毫无作用。只有先加强保温、隔热措施,根除温差过大造成的影响,然后再处理裂缝本身才能见效。通常的做法是加大保温层的厚度;在原屋面上补做天面——架空层以隔避阳光曝晒等,补缝的方法与前面相同,有D钢丝网片或用纤维砂浆抹灰,也可取得阻裂的效果。

  对于因施工期跨越不同季节而引起的局部温差裂缝,应在施工后加强养护和及时封闭加以防止。如已产u作简单的封闭处理就可以了。引起开裂的因素不再重现,已有裂缝不会再延伸和发展。

  (3)收缩裂缝

  以泵送混凝土施工的现浇混凝土结构大量地存在收缩裂缝。由于混凝土的收缩时间性(一般在三个月到半年之内可基本完成),因此在收缩大体结束,裂缝已经稳定以后再进行封闭处理,可以得到较好的效果。收缩裂缝一般都是贯穿性的,因此应注意对裂缝的两面都进行封闭,否则还可能引起渗漏等后果而影响处理效果。采用钢丝网片和纤维砂浆可得较好的阻裂效果。

  (4)沉降裂缝

  沉降裂缝的处理应从建筑结构的整体考虑,对地基和基础进行加固处理以防止不均匀沉降扩大。建筑物的沉降同样地也有时间性,观察沉降待其稳定或经历一段时间裂缝不再发展以后再对裂缝进行处理。对裂缝进行封闭并适当增加构造配筋可得较好的效果。

  (5)构造裂缝

  构造裂缝大都因结构设计的体型不好或局部配回太少而造成。因此,一般除剔凿和封闭裂缝以外古加强局部配筋,才能有效地控制裂缝不再发展。

  (6)耐久性裂缝

  由于环境条件差而引起的钢筋锈蚀和混凝土冻融,往往引起裂缝和混凝土剥落,严重者将引起承载力问题,此时应补筋加固并剔降裂缝区域的混凝土后重做保护层并加做表面装饰。对于处于侵蚀性环境中难以抵御腐蚀的混凝土构件,可以做成可更换的形式,定期检查、维修和更换。

  (7)界面裂缝

  两种不同建筑材料界面之间的裂缝不是一般抹灰层所能掩盖的。一经发现,应在界面两侧采用钢丝网片或纤维砂浆等抹平,才能彻底消除此类裂缝。

  6.4住宅裂缝的预防

  在产生裂缝以后被动地处理,不如事先采取措施防止。这涉及到建材、设计、施工、维护的共同努力。

  (1)建材部门的责任

  建材行业应在提高强度,改善工创造性(坍落度等)的同时,将提高混凝土的体积稳定性作为重要的研究课题。生产出体积稳定性更好、抗裂性能更优良的建筑材料和制品是防止住宅裂缝的重要条件,在这方面建筑材料行业负有重要责任。

  (2)考虑裂缝问题进行设计

  由于最近二年来混凝土成分和性能的巨大变化及工艺条件的改变,原设计规范中的一些规定(如伸缩缝间距、构造配筋措施等)已不能满足控制裂缝的要求。机械地执行规范的条款并不能防止裂缝问题的产生。因此提醒设计者应充分估计现浇结构中混凝土收缩量增大所带来的影响。盲目推广现浇混凝土结构,并将其作为防治裂缝的有效手段大可质疑。事实下,处理不当会适得其反地增加裂缝。适当地采用预应力和预制构件可以有效地控制裂缝,设计人员应认真地加以考虑。

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  (3)提高施工质量控制裂缝

  由于近年混凝土材料和施工工艺有了很大的变化,完全遵守以前编制的标准规范仍难以保证结构的抗裂性能。为适应这种变化,施工单位应该不断地改进施工工艺和传统习惯,总结经验,在新的条件下控制裂缝。除了精心施工(搅拌、振捣、养护、砌筑等)以外,采用设置合适的施工缝、后浇带,并以微膨胀混凝土灌缝可取得较好效果。此外设置控制缝另`导温度一收缩裂缝在预定的位置出现并加以处理,也不失为控制裂缝的有效手段之一。

  (4)使用期间维护管理的重要性

  我国对于建筑物(包括住宅)一直是重建造而轻使用管理,相关的法规和标准规范薄弱,甚至于空白。计划经济向市场调控过渡以后,房屋建筑通过市场交易而改变归属和用途的情况将增多。由此引起使用条件和荷载的变化难以避免,裂缝问题甚至安全事故呈上升趋势。有关的责任部门(房管部门或物业管理单位)应对投人使用后的住宅负起应有的责任。监督用户正确地使用、控制房屋建筑的用途、定期检查维修、发现裂缝后应及时处理。一般裂缝通过修补加以消除,对可能导致安全事故裂缝应及时采取加固处理措施。

篇5:路面纵向裂缝防治措施

  浅述路面纵向裂缝的防治措施

  近年来随着我国公路事业的发展和国民经济水平的快速增长,既有道路逐渐不能满足交通要求,需要对旧路进行拓宽改造,扩大通行能力。旧路加宽改造后,由于新旧路基间存在着沉降和变形差异,可能造成路面结构层的层底脱空,从而使路面结构开裂。为改变路面结构的这种不利受力状态,施工阶段主要是采取可靠而有效的地基和路基处治措施,以减小新旧路基间的沉降和变形差异来防止路面纵向裂缝。

  一、工程简介

  连云港—霍尔果斯高速公路星星峡—吐鲁番段公路工程是连云港至霍尔果斯高速公路的重要组成部分和新疆维吾尔自治区公路网横一的组成部分,是区内东西相连的干线公路,是“五纵七横”国道主干线的重要组成部分,是内地通往新疆最重要的公路、交通量最大的公路。目前星星峡至吐鲁番段一期工程连霍高速公路一幅已完工,现通车老路标准低,作为高速公路的一幅不能满足交通量快速增长的需求,有必要将老路按高速公路的标准改建,与目前实施的一期工程形成分向行驶的高速公路。

  第三监理合同段起点桩号YK3615+381.50,终点桩号YK3697+412.329,线路全长82.03km(包括二堡收费站以及停车区和一期已建工程长度),本次施工路段全长65.09km,其中新建段长度为14.40km,改建段(即在老312国道一侧或两侧帮填拓宽)50.69km,改建段占施工路段总长度的77.88%。因此,路面纵向裂缝是我合同段质量通病防治的重点。

  二、产生纵向裂缝的原因

  导致旧路拓宽改建工程路面出现纵向开裂的原因很多,具体而言,产生纵向裂缝的可能因素包括以下几个方面:

  1、由于土基地质差,导致新老路基底部土基因荷载的增加发生沉降。但原路基下的地基因在改造时已基本固结沉降到位,并且所增加的荷载远小于新拓宽部分,其沉降量大大小于新拓宽部分地基。

  2、新路基本身所用的填筑材料、压实度等设计施工中存在一定问题,造成新路堤本身出现沉降。

  3、因施工工期短,土基及新路基的固结下沉未到位,工后沉降大。

  4、施工后新老路基出现差异沉降,路基失去稳定,表现为路堤内的破裂面(顶部破裂面在老路范围内)外的土体下沉侧移,将路面拉裂造成纵向开裂。

  5、新老路基结合部结合强度不足。

  三、纵向裂缝的防治措施

  纵向裂缝作为公路拓宽改造的质量通病,防治应遵循“预防为主,及时处治”的原则,在施工过程中通过提高施工工艺和施工质量等方法进行有效预防,努力减少路基的差异沉降,最大限度地减少和延缓裂缝产生的概率和程度,延长路面的使用寿命。

  (一)路基施工监理控制措施

  路基是路面的基础,并承受由路面传递下来的各种荷载,因此,路基的坚实和稳定是保证路面强度与稳定性的重要条件之一。充分认识路基的重要作用,是公路建设的治本之道。旧路改建工程对路基施工的技术要求高,是因为旧路改建都必须进行加宽和加高及旧路原排水系统的处理。任何施工不当的措施和土方工程的弊病都难以在今后的养护中改正,因此在改建工程中,处理好旧排水沟和旧砌体、新老路路基结合部的界面的处理、路基加宽及加高是整个改建工程质量好坏的关键。

  1、旧路排水沟和旧砌体的处理。

  ⑴旧水沟:在路基加宽的过程中,原旧路排水沟将被挖掉或覆盖,对于填方路段的水沟,首先要将旧排水沟上的砌体及杂物挖除掉,然后用与其相同的土壤或砂性土填平,再用机械夯实,其压实度不能低于老路基土壤的压实度,新填土壤的压实系数应力求达到98%以上,只有具备这个条件才可能在路基加宽和边沟回填的地方防止形成沉陷。

  ⑵拆除旧砌体:改建工程中填土高度一般都不大,旧砌体应该拆除,因为旧砌体和新填筑的路基材料的各项性能指标相差很大,特别是对水的浸润和吸收量不同,而土的含水量又是影响路基压实度的重要因素,因此施工过程中,先拆除旧路缘石,然后把旧路挖成宽度不小于1m的台阶;同理,也必须拆除旧路肩和路堤上的挡土墙,避免引起不均匀的沉降。

  2、路基加宽施工工艺。改建工程中,要求尽量使用合格的老路基,这就存在不同程度的加宽,路基加宽的方式有单侧加宽和双侧加宽两种形式。由于新旧路基的强度和密实程度不同,新旧路基会产生不同的沉降,因而会引起路面沿接缝出现纵向裂缝,针对这一缺点,我们对新旧路的衔接采取如下措施:

  ⑴路基清表

  ①清表必须达到设计要求的深度和宽度,当一侧帮填宽度小于2.5m时,必须达到2.5m,以保证压路机工作宽度;清表后应保证大面平整,经自检宽度、平整度、压实度合格后报驻地办和驻地试验室检查,经驻地办和驻地试验室检查合格后方可进行路基填筑施工。

  ②当地基为不良的地基时,出现厚度小于3m的不良土,挖除采用换填处理,分层碾压密实,分层厚度为0.2~0.3m,出现淤泥或软弱土层厚度小于3m时,采用抛石挤淤方法处理,石料采用没有风化的开山片石,片石不小于30cm。出现厚度大于3m时不良土、淤泥或软弱土层时,根据不同的情况,可采用排水固结法、粒料桩、粉喷桩、加筋土法处理。

  ③路基清表及开挖台阶的土方必须堆至路基施工范围以外,不适宜做填料(如:垃圾、有机物残渣、软湿土及原地面以下的草皮、农作物的根系等)的必须运至设计指定的弃土场,经驻地试验室和驻地办检查可作为路基填料的方可用于路基填筑。

  ⑵路堑拓宽

  首先在上边坡设计排水沟的位置做好临时排水沟,然后自上而下挖土运走,最后修整边坡,按前面已述方式处理旧水沟,并对已拓宽的土基路肩进行干燥处理。

  ⑶纵向搭接

  旧路改建纵向出现搭接时,沿路线方向将旧路挖成纵向台阶,台阶高度控制在50~80cm,宽度不得小于1米,并形成向内3%的横坡;当旧路路肩和边坡不能保证台阶宽度时,必须破除旧路面,以保证台阶的宽度;台阶成型后必须挂线进行人工修整,清除虚土,保证线型顺直,以便碾压时不留死角。

  ⑷填料控制

  ①路基加宽的填土部分应当与老路基完全形成一个整体结构,保持良好的稳定性,最好的办法是使用与老路相同的土壤,当无法做到这点时,应严格遵守《公路路基施工技术

规范》(JTGF10-20**)的填筑规定,每层厚度为0.2~0.3m,但压实度比规范规定提高1%。

  ②加强填料的试验检测,材料级配符合规范要求,避免出现粗料集中的现象。

  ⑸路基填筑

  路基压实的目的是为了提高土体的密实程度,降低填土透水性,防止水分积聚和浸蚀,避免路基软化及因冻胀引起的不均匀变形,确保路基在全年各季内均具有设计要求的强度和稳定性,提高公路的使用品质,并为减薄路面、降低造价提供有利条件。对于旧路加宽而言应当注意的是:

  ①做好路基施工临时排水工作,避免雨水过分聚集在新旧路基位置,造成新旧路基台阶位置的湿软。

  ②路基表面应平整密实,对于表面出现表面松散、离析部位,应及时铲除并翻松,必须保证最小压实厚度。

  ③当填至每一台阶顶面时,新填土方须略低于台阶顶面,以保证对台阶的充分碾压,如大型压实机械无法压到边,就要用小型振动设备压实,确保拓宽路基任何部位压实度均符合要求。

  ④在每层检验时,监理应加大对抽检时新老路结合部位的压实度检测,以保证新老路基形成密实、稳定的整体,减小不均匀沉降。

  ⑤如已完成的路基如发现粗料集中必须采取挖除换填或灌注水泥浆进行处理,不留质量隐患。

  (二)路面施工监理控制措施

  1、路面基层

  要保证混合料拌和均匀性,必须采用厂拌,摊铺时最好采用摊铺机摊铺,可以减少粒料离析现象,有利于控制平整度和压实度。

  2、路面沥青下封层

  采用乳化沥青,建议采用专用机械(稀浆封层机)铺筑;如采用人工配合撒布机,必须分层铺筑,不能以单层式施工,否则不能保证封层厚度。经过实践,还是采用热沥青石屑(中、粗砂)封层效果较好。

  3、沥青混合料面层

  从拌和、运输、摊铺各个环节上都应严格按施工规范的要求进行,尤其要控制好混合料的温度,避免油温过高,造成沥青老化;保证摊铺和碾压的最低温度,同时控制碾压遍数及压实度。处理好碎石级配等方面的要求外,还应注意摊铺的均匀性,避免出现大、小粒料离析现象。只有我们严格的控制施工质量,使其各种材料充分发挥效果,才能有效的控制加宽段裂缝的产生。

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