随着工程施工技术的不断发展,在住宅建设中,用现浇楼板形式替代预应力空心板楼面形式,解决了预应力空心楼板拼缝纵裂的质量通病,加强了结构的抗震性能。但在相当一部分现浇楼面结构中,在边跨板面出现顺板外缘裂缝,在房屋角部板面往往出现呈等腰三角形的45°斜裂缝等。现浇钢筋混凝土楼板裂缝,已成为住宅工程最严重的质量通病之一。引起建筑裂缝的因素是多方面的,笔者就现浇钢筋混凝土板裂缝产生的原因进行分析,并提出防治对策,供大家参考。一、 裂缝现状1、 裂缝种类①、温差裂缝:由于温度变化,混凝土热胀冷缩而形成的裂缝。此类裂缝都集中于屋面板和建筑物上部楼层的楼板上。②、收缩裂缝:混凝土在凝结、硬化过程中,由于材料自身收缩而形成的裂缝。③、结构裂缝:虽然现浇板承载力均能满足设计要求,但由于预制多孔板改为现浇板后,墙体刚度相对增大,楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突出处,往往产生一些结构裂缝。例如墙角应力集中处的45°斜裂缝,板端负弯矩较大处的板面拉裂缝等。④、构造裂缝:现浇楼板厚度一般为80~100mm,住宅设计中将PVC电线管均敷设在楼板内,使凡有PVC管处的混凝土保护层减薄,易出现构造裂缝。2、 裂缝形式①、斜裂缝:斜裂缝常出现于墙角,特别是建筑物端部最后一间,呈45°状。②、纵、横向裂缝:沿楼板纵、横向出现,一般于跨中、支座、PVC电线管暗埋处等部位,或直线或折线状。③、不规则裂缝:裂缝出现部位、形状无规则,成散状或龟裂状。④、贯穿或不贯穿裂缝:绝大多数裂缝出现在楼板表面,为不贯穿裂缝。极个别裂缝从板面一直裂到板底,呈贯穿状。3、 裂缝出现时间收缩裂缝属早期裂缝,一般出现在混凝土浇筑后的1个月中;构造裂缝属于中期裂缝,一般出现在6个月以后;温差裂缝和结构裂缝属于后期裂缝,一般1~2年后出现。二、 裂缝原因分析1、 设计方面①、楼板厚度:楼板厚度虽能满足承载力要求,但随着住宅开间和厅面积的增大及不少房产开发商取消了传统的在现浇楼板表面铺30mm细石混凝土地坪,致使楼板厚度不能满足构造要求。②、配筋计算:不少设计单位仍按照单向板计算方法来设计配置楼板钢筋,支座处仅设置分离式负弯矩钢筋。由于计算简图与实际受力情况不符,单向高强钢筋或粗钢筋使混凝土楼面抗拉力不均,局部较弱,无筋处易产生裂缝。部分设计单位对现浇楼板构造筋配置不重视:墙角无放射筋、薄弱环节无加强筋、负弯矩处钢筋配置不够。③、混凝土强度等级:预制多孔板改为现浇楼板后,大部分住宅工程都采用预拌混凝土浇捣,但有些设计单位选用的楼板混凝土强度等级过高,使水泥用量增加、水化热加大,从而加速产生混凝土温差裂缝和收缩裂缝。④、板内布线:现浇楼板内暗敷PVC电线管,有的甚至两根电线管交错叠放,管道上口混凝土保护层超薄,混凝土抗拉强度减弱。2、 施工方面①、盲目赶工期:为抓进度、赶工期,楼板混凝土浇捣完,尚未到达规定强度,即已上人操作,并堆放施工荷载,使楼面混凝土受到损伤。②、养护马虎:混凝土浇捣完后未进行表面覆盖和浇水养护或养护时间不足,导致混凝土表面失水过快,由收缩产生拉应力,造成表面裂缝。③、支模拆模:模板支撑立杆与楼面接触部位没有设楔子,使混凝土在浇捣过程及成型后局部变形,导致裂缝产生。底模拆模时间过早,混凝土受到内伤。④、钢筋未设撑脚:楼面支座处负弯矩配筋未设置撑脚,施工人员踩在负弯矩钢筋上,使钢筋下沉,混凝土保护层厚度增加,楼板有效截面高度h0减少。⑤、振捣不当:平板式振动器过度振捣楼板混凝土,造成粗骨料下沉,板面出现砂浆层,混凝土强度降低,也易出现干缩裂缝。3、 材料方面①、混凝土坍落度过大:为了保证预拌混凝土的可泵性,部分楼板混凝土坍落度设计过大,导致混凝土流动性增加。②、混凝土配合比不当:为满足工期要求,加快施工进度,施工单位常将柱、墙、梁板混凝土改为同一强度等级,并一次性浇捣,从而造成楼板混凝土配合比不当及提高了楼板混凝土强度等级。③、外加剂、掺合料掺量过多:预拌混凝土中粉煤灰、矿粉等掺量过多,使混凝土早期强度偏低,抗拉强度达不到要求。④、原材料质量波动:混凝土搅拌站在混凝土生产前,未对原材料进行严格检验复试。个别水泥、外加剂、掺合料质量波动,粗、细骨料含泥量超标,甚至使用细砂、特细砂,严重影响混凝土质量。⑤、混凝土供应间歇时间长:由于受道路交通制约等方面原因,不能保证混凝土连续浇捣,加之现浇楼板施工冷缝的增多,给裂缝以可乘之机。4、 裂缝产生的主要因素经过对各种影响因素的对比分析,引起现浇钢筋混凝土楼板裂缝的主要影响因素如下:①、混凝土温度变形和收缩变形引起的裂缝:钢筋混凝土梁、柱、墙、板等构件共处于同一个大气环境中,当环境温度和湿度变化时,这些混凝土构件相应都会产生温度变形和收缩变形。由于体形上的差异,板的体积与表面积的比值较小,混凝土的收缩变形较大。具体地说,在水平方向上楼板的收缩变形一般均超前于(或大于)梁、柱、墙,使板内出现拉应力,梁内出现压应力。另外一个方面是外纵墙与山墙在外界气温的影响下,经热涨和冷缩的反复作用,它们的温差合力对房间沿外墙角部楼板将产生较大的主拉应力。以上两个作用力的叠加,在对板形成最不利状态的时候,当板内拉应力超过了混凝土的抗拉强度,并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候,楼板内就会产生裂缝。裂缝的位置取决于两个因素,一是约束,二是抗拉。对楼板来说约束最大的位置在四个转角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,楼板属收缩变形最大的部位;一般来说板内配筋都按平行于板的两条相邻而设置,也就是说转角处夹角平分线外的抗拉能力最薄弱。故大多数板上裂缝都出现在沿外墙转角处,而且呈45°斜向放射状。②、混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料:当前工程施工中现浇钢筋混凝土楼板的混凝土普遍采用泵送混凝土,其水泥用量、水灰比、坍落度等都比较大,石子粒径又较小,为了抵抗楼板内受不均匀温差和收缩的影响而出现局部应力集中,若外墙转角处楼板只按老规矩配筋,已经不能适应这种变化了的条件实况,很容易产生裂缝。如果对混凝土养护不当,也会产生干缩裂缝。③、楼板内埋设电线套管,特别是近些年来普遍推广使用PVC管代替金属管以后,使板内有效截面受到不同程度的削弱(以板厚100mm为例,若埋设直径20mmPVC电线套管,而该管垂直于板跨方向铺设时,则该处混凝土受拉截面减少1/5),又因该管与混凝土的线胀系数不一致,粘结效果差,这是沿电线管埋设方向就可能因为应力集中而出现裂缝。④、由于施工措施安排不当,楼板近支座处负责弯矩钢筋常常被操作人员踩踏下沉,又没得到及时纠正,使其不能有效发挥抵抗负弯矩的作用;更有甚者,个别施工单位为了迎合发展商不合理的工期要求,片面地追求施工进度,楼板混凝土还没有足够的强度,就迫不及待地上人操作和堆重载,使其产生过大的变形,导致裂缝产生等等。三、 裂缝控制措施1、 设计方面①、按双向板配筋:为使楼板计算简图与实际受力情况一致,现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为减少开裂,宜采用双面配筋,增加表面配筋量。楼板最小配筋率 ,且应采用细直径螺纹钢筋。②、增加楼板厚度:考虑到楼板双面配筋,并且楼板内暗敷电线管线较多,再加上楼面上30mm细石混凝土地坪常被取消等因素,现浇楼板厚度应为120mm。③、控制混凝土强度:多层、小高层住宅楼板预拌混凝土强度应≤C30,高层应≤C35。④、加强构造配筋:为克服墙角45°斜裂缝,应在墙角配置放射筋(特别在建筑物端部),长度大于1/3跨(不少于~)。上部支座处负弯矩钢筋宜每隔1根设置1根通长筋,以抵抗板中裂缝及端头裂缝。除受力筋满足要求以外,分布筋间距应适当加密,间距150~200mm。使楼板受力均匀,增强混凝土抵抗温度、干缩变形能力。当选用冷轧扭钢筋时,最小配筋率应满足规范要求。⑤、管线敷设:预埋电线管位置应设置在楼板上下两皮钢筋当中,严禁两根管线交错叠放,可采用接线盒方式。当楼板厚度较薄时,应在管线外侧增加钢丝网。2、 施工方面①、合理确定时间:按科学规律安排施工工期与进度计划。楼板混凝土浇捣完成后,其强度未达到,施工人员不得在楼面操作及堆载材料。②、严格养护:楼板混凝土浇捣完毕后,根据当时室外气温,确定养护方案。冬、夏季节,应采取混凝土表面加盖草包、塑料薄膜等养护措施。混凝土在浇筑完成后12h内,必须进行浇水养护。对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,浇水养护不得少于7d;对掺用缓凝剂或有抗渗要求的混凝土,浇水养护不得少于14d。③、控制拆模时间:模板的周转配置,应考虑到规定的拆模时间,跨度大于2m,小于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%,当跨度大于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的100%,防止过早拆模引起的混凝土损伤。同时,模板支撑立杆下部与楼面接触部位应设楔子顶紧,防止混凝土在浇捣过程中变形。④、控制负弯矩钢筋位置:在楼板负弯矩钢筋处设置撑脚和马凳,楼面钢筋上设置跳板,严禁在混凝土浇捣过程中踩踏钢筋,确保负弯矩钢筋的正确定位。3、 材料方面①、合格确定混凝土的配合比和坍落度:在混凝土配合比设计时,应全盘考虑,多用骨料、少用粉料,以减少裂缝产生。坍落度应适当控制,不宜过大,多层和小高层小于140mm,高层宜小于180mm,尽可能较少混凝土的流动性。应选用高等级低水化热的矿渣水泥,减少水泥用量和水化热。②、严格控制混凝土掺合料掺量:混凝土掺合量的掺量比例应合理,以保证混凝土早期强度,提高混凝土的抗拉性能。控制混凝土水灰比,最大用水量应<180㎏/m3。③、严格原材料检验试验:在拌制混凝土之前,必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试,不合格的材料不得使用。④、保证混凝土连续浇捣:在配备混凝土运输车辆时,应充分考虑交通路况的影响,确保混凝土浇捣的连续性,减少施工冷缝。当混凝土浇捣中停歇时间过长时,应采取接浆处理等应急措施。4、 裂缝防治对策①、要与设计商榷,在采用商品混凝土泵送施工的条件下,处于墙转角处房间内的现浇钢筋混凝土楼板,建议适当增加配筋以提高楼面混凝土的抗拉能力,如适当增加板厚;提高板的配筋率;采用“细筋密筋”配置等方法。由于受到不同条件的限制,以上方法可选择采用。②、提高部分外墙的保温隔热标准。特别是对外墙转角的内墙面,可采用加贴保温隔热材料的办法,使温差对楼板变形带来的影响减少到最低限度。③、楼板内PVC电线套管只允许平行于楼板受力方向(或双向板的短边方向)埋设,埋在楼板内的PVC电线套管上下部应加铺宽度不小于40mm的钢丝网片作为补强措施。④、有条件的不妨采用“放”的特殊构造措施。例如可将端跨设计成简支板的形式,即楼板与梁之间设置施工缝隔离。⑤、严格施工管理,浇捣楼板混凝土时铺设操作平台,防止施工操作人员直接踩踏上层负弯矩钢筋。同时加强浇捣楼板混凝土整个过程中的钢筋维护,随时将位置不正确的钢筋进行复位,确保其位置准确。⑥、设计楼板底模及支架时,应充分允许考虑能够满足承受各种可能的施工荷载的需要。混凝土浇捣后必须留有足够的养护时间。除非采用针对性的技术措施,否则只有当混凝土强度大于12MPa时,才可允许其上进行各项施工作业活动。⑦、加强混凝土的养护监督。混凝土应在浇筑以后12h内进行覆盖和浇水,当气温在20℃左右时每天应浇4次;气温在25℃以上时应浇6次;气温低于5℃时,应停止浇水改用塑料薄膜或草袋覆盖养护,以防治温度收缩裂缝产生。养护时间最短不少于7天。
一,造价控制方面扩展开二,施工技术扩展开三,招投标制度扩展开四,城市CBD建设(比如:万达广场)五,现实施工队伍中人员职责分配欠缺分明,工地用工闲人常见,六.中建,中铁公司招募应届生当廉价劳动力,无周末,不放假的政策有待改进ps:所有的都需要实际调研为依据,再叙述,这样才显得有血有肉,证据确凿,
石混结构悬挑部位墙体裂缝的分析 一、前言石混结构是城乡现阶段广泛采用的一种结构形式。阳台,外走廊,甚至房间为了加大面积常采用悬挑构件。挑梁一端嵌入墙内,一端悬挑在外承载墙、板等荷载,挑梁周围墙体抗拉强度低,抗裂性能差,在种种外因作用下,容易开裂,影响房屋的正常使用和美观,甚至发生工程事故,在工程建设中,此现象经常出现。现通过以下两个实例从设计的角度进行分析。二、实例11.工程概况及裂缝情况。某六层商住楼于2006年开工,一层为商铺店面,如图:二层以上各楼层在A轴处悬挑,以增加楼层上住宅的进深,挑梁伸入砌体,挑梁截面250×500,所有砌体用Mu10红条石,混合砂浆砌筑240mm厚。当主体结构砌筑到屋面层时,还没有抹灰,就发现二层挑梁下墙体出现裂缝,继而发现①-⑧各轴线首层挑梁下墙体都出现斜裂缝,宽 m,长约 m,以后观察,斜裂有所发展。如图示:2.裂缝原因分析:(1)挑梁倾覆荷载的增加,首先在梁根部上面出现水平裂缝,同理,在挑梁尾端梁下也产生水平裂缝,随着砌体产生塑性变形,自挑梁尾端起,墙体内产生斜裂缝,显45o角沿砌体在缝向后上方发展成阶梯形。经现场检测,挑梁配筋和混凝土强度均达到设计要求。根据裂缝形态分析,墙体裂缝不是由挑梁抗倾覆不够和承载力不足引起的。(2)温度变形和材料的收缩变形也引起墙体开裂,钢筋混凝土的线膨胀系数6c=10×10-5,红条石砌体的线膨胀系数6m=×10-5红条石砌体和钢筋混凝土梁由于相同温差而变形相差一倍。墙、楼面是在室内,混凝土和红条石砌体的温度条件大致相同,而且外墙也未发现裂缝。因而墙体裂缝不是温度裂缝(3)根据《砌规》,对于单层挑梁下砌体的局部受压承载力按下式验算:N1≤ŋrfA1,其中N1=2R 。本例R=71KN,ŋrfA1=××××250×400=157KN>142 KN,按一层挑梁荷载计算挑梁下砌体的局部受压承载力,是满足砌体局压承载力要求的,当建好第二层时,也并未发现二层挑梁下砌体出现裂缝。而且三、四、五层楼屋面悬挑结构都同二层。这说明,底层墙体的局部受压的荷载,不能只考虑二层,还应考虑以上层挑梁的倾覆荷载。对于多层挑梁的首层砌体的局部受压承载力计算,《砌规》未提及。以上层挑梁的倾覆荷载传到二层挑梁梁下砌体,由于砌体整体性强,刚度大,墙体局部受压积增大。显然,局部受压最大部位,乃是首层挑梁下砌体面积A1。根据有关资料,对于多层挑梁的底层砌体的局部受压承载力按下计算,N1≤ ŋrfA1 , N1取nR,R为各层挑梁倾覆荷载。屋面挑梁的倾覆荷载R=29KN,N1=71×3+29=242KN, ŋrfA1=157KN<242KN ,因此首层梁下墙体局部承压不够,开裂也是必然的。基础不均匀沉降也是一个原因。基础采用毛石垫层和砖基础,基础持力层为粘土层。虽然条形基础和墙体有较大的调节地基不均匀沉降的能力,按规范设置了钢筋混凝土圈梁,但是由于挑梁下墙体局部受压较大,尤其在墙端角部位,基底应力不均匀使地基的不均匀沉降超过建筑物允许限值时,将导致墙体局部倾斜产生裂缝。此工程的方案本身久妥,正面为了扩大铺面入口既没有纵向墙体,也未设置壁柱,应属弹性方案,而设计是按刚性方案计算,和实际假定相差太远。梁下砌体的侧向支撑不够,也增大了墙体的计算高度。3.结论:(1)注意构造要求,在砖混结构设计中,轻构造重计算是不容忽视的问题。在挑梁根部设翼墙,翼墙增强下部墙体的平面外稳定性改善受力性能,有翼墙的墙体平均压应力比无翼墙的平均压应力小。在挑梁根部设置钢筋砼柱和圈梁,柱和墙体每隔500高设2Φ6水平钢筋,伸入墙体中,增强柱和墙体的拉结作用。以各种构造措施保证钢筋砼梁,柱和墙体能够共同作用。(2)注意挑梁梁下砌体的基础设计。根据调查分析,砌体结构墙身开裂,大多数情况是由于墙体局部倾斜超过允许值所致。梁下墙体局部受压导致地基应力差异大。而基础持力层一般为粘土、砂土,压缩性大,往往地基变形产生不均匀沉降引起墙体局部倾斜。一般设置钢筋砼柱,柱下扩展基础和砖石条形基础应设圈梁拉结的构造措施,以加强地基变形协调能力。4.处理措施:裂缝是因墙体强度不足引起,必须采取加固措施,加固的方法有许多,如扩大砌体截面加固法,外包钢加固法,或拆除部分墙体,改用混凝土柱等,本工程用钢筋网水泥砂浆层加固。同时,在二层挑梁梁下墙体端部外加钢筋混凝土柱,砼用C20,为了使混凝土与砖墙更好地结合,每隔300mm打去一块砖,使后浇砼嵌入砖砌体内。钢筋混凝土柱基础也加宽。如图示:使用至今,未发现异常情况。三、实例2:1.工程概况及裂缝情况:某住宅楼为石混结构,四层,其正面各层为封闭式阳台,开间为,悬挑长度为,挑梁伸入砌体度为,挑梁截面为为250×300,配筋为3Φ22,梁上墙体和承重墙体是Mu10粘土砖,混合砂浆砌筑一砖墙。采用现浇钢筋混凝土楼面和屋面。施工过程是1998年6月,浇捣挑梁混凝土后五天,即砌筑挑梁上墙体,约三周后梁模板拆除完毕。再过一个月,主体结构完工并进入室内外装饰阶段,粉刷前未发现异常变形。9月5日,发现已粉刷的二、三层挑梁悬臂段上墙体产生斜裂缝,缝宽为∽,挑梁根部较多,裂缝有所发展后并稳定下来。2.裂缝原因分析:(1)基础采用毛石条形基础,座落在粘土层上,土质均匀,施工时未发现异常地基。经复核计算证实,产生不均匀沉降的条件不具备。而基础及挑梁下墙体没有产生倾斜变形,可排除地基的不均匀沉降引起的墙体裂缝。(2)根据裂缝的形态和计算复核,可排除是挑梁抗倾覆不够引起。(3)外墙没有出现裂缝,由温度引起可能性不大。此悬挑结构,承重墙体和挑梁、梁上墙体连续施工,具有很强的整体性。当梁上墙体砌筑完成后拆梁支撑底模,梁和墙组合在一起形成一种“钢筋混凝土一砌体组合构件”。正如墙梁中的托梁和墙体一样,具有组合结构中共同工作的特性。混凝土和砌体两种材料特性不一样,C20混凝土的弹性模量Ec=×104 N/mm2,砌体(红条石M10混合砂浆)Em=1500f=1500×,由于砌体将自身荷载传给混凝土梁的同时,墙内产生主拉拉力,梁上墙受到与之相连的承重砖墙的变形约束,这种组合构件的受力和变形性能相互影响。梁上砌体的抗变形能力小,砌体高度大,其挠度变形性能小,反之则大。因而,墙体由于水平拉应力也就出现了斜裂缝。经计算核定钢筋混凝土梁的短期挠度值为5 mm,长期挠度值为8 mm。按《混规》GB50010-2002,挑梁的允许挠度值为15 mm,梁上墙体出现斜裂缝的挠度值为5 mm<15 mm。可见,梁挠度值虽小于15 mm,墙体也会出现斜裂缝。同时,按一般进程组织施工,即先砌墙,后拆大梁支撑底模,梁的初期变形更大。 3.结论:两种材料组合在一起的时候,由于相互约束,其受力性能也将改变,其变形条件一样,但由于弹性模量相差大,变形能力不相同。对于砖混结构中,当梁上有砖砌体时,不能把规范规定的钢筋混凝土梁的允许挠度值为砌体是否开裂的界限。宜适大加大截面,增加刚度,减少梁的挠度变形,尽量满足上部砌体刚性变形的要求。4.处理措施:裂缝不是结构裂缝,不致于影响安全,但是结构缺乏必要的安全贮备,影响使用者的心理和正常使用。一般采用灌缝、封闭的办法,本工程采用灌浆法处理,用灰浆泵将含有胶合材料的水泥砂浆灌入裂缝使之粘成整体。以后观查,使用情况良好。五.结语:石混结构悬挑部位设计,既要满足悬挑构件和砌体的强度、刚度和稳定性的要求,也应注意钢筋混凝土梁、柱和墙体共同工作的特性,从方案、构造多方面上加强其整体安全性。 参考方献:1.砌体结构设计手册 中国建筑工业出版社2.砌体结构设计规范 GB50003-20013.江见鲸 王元清等 建筑工程事故分析与处理 中国建筑工业出版社4.何涛先生文集
浅谈砌体结构裂缝产生的原因与防治摘 要:砌体结构的房屋在中小城市建筑物中占的比例较大,分布较广,而砌体结构中的一般细小裂缝由于不危及使用,往往被人忽略。但这些裂缝在较长时间内还不稳定, 降低了建筑物的抗震能力,在地震时容易引发墙体破坏,甚至墙体倒塌,必须重视解决。本文根据本人几年的施工经验,提出自己对砌体结构裂缝产生的原因及其防治的浅显建议。关键词:砌体结构 裂缝 地基沉降 整体刚度 伸缩缝 温度裂缝1 前言虽然现在砼结构和钢结构发展十分迅速,但是由于其成本高,施工工艺复杂,大型设备较多,在现阶段的城市发展中,不可能在中小城市及县城中大规模发展,而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。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,大体上有设计上对房屋的构造处理不当,地基的不均匀沉降,收缩和温度的变化,施工质量不合格、使用的建筑材料不合格等。 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;大梁下砌体要设梁垫并进行验算;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,如粘钢、碳纤维等。 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)加强主体结构的刚度和整体性,提高墙体的稳定性和刚度,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。 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 “X”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,严重者会发展到房屋两端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“X”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)在过长房屋墙体中设置伸缩缝。将伸缩缝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。 施工质量不合格、使用材料不合格而引起的裂缝砌块本身的质量不合格,砂浆强度不够,这些都会造成整个砌体的强度不够,而造成砂浆强度偏低的原因是使用了不合格的水泥,施工配合比不准确,施工过程中不安设计留槎及放置拉结筋等,这些都可能在砌体结构中产生裂缝。预防措施:(1) 做好建筑材料使用前的各种检测,不合格及资料不全的建筑材料严禁使用。(2) 加强对操做工人上岗证的管理,持证上岗。(3) 加大施工检查力度,严格执行“三检制度”。3结束语砌体结构裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,加强设计、施工及使用方面的管理,确保结构安全和避免不必要的损失。参考书目:(1) 黄立山.《砌体结构裂缝的成因及控制措施》[J] 安徽建筑,2003.(2) 许淑芳.《砌体结构》.北京:科学出版社,2004.(3) 刘立新.《砌体结构》. 武汉:武汉工业大学出版社,2003.
随着工程施工技术的不断发展,在住宅建设中,用现浇楼板形式替代预应力空心板楼面形式,解决了预应力空心楼板拼缝纵裂的质量通病,加强了结构的抗震性能。但在相当一部分现浇楼面结构中,在边跨板面出现顺板外缘裂缝,在房屋角部板面往往出现呈等腰三角形的45°斜裂缝等。现浇钢筋混凝土楼板裂缝,已成为住宅工程最严重的质量通病之一。引起建筑裂缝的因素是多方面的,笔者就现浇钢筋混凝土板裂缝产生的原因进行分析,并提出防治对策,供大家参考。一、 裂缝现状1、 裂缝种类①、温差裂缝:由于温度变化,混凝土热胀冷缩而形成的裂缝。此类裂缝都集中于屋面板和建筑物上部楼层的楼板上。②、收缩裂缝:混凝土在凝结、硬化过程中,由于材料自身收缩而形成的裂缝。③、结构裂缝:虽然现浇板承载力均能满足设计要求,但由于预制多孔板改为现浇板后,墙体刚度相对增大,楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突出处,往往产生一些结构裂缝。例如墙角应力集中处的45°斜裂缝,板端负弯矩较大处的板面拉裂缝等。④、构造裂缝:现浇楼板厚度一般为80~100mm,住宅设计中将PVC电线管均敷设在楼板内,使凡有PVC管处的混凝土保护层减薄,易出现构造裂缝。2、 裂缝形式①、斜裂缝:斜裂缝常出现于墙角,特别是建筑物端部最后一间,呈45°状。②、纵、横向裂缝:沿楼板纵、横向出现,一般于跨中、支座、PVC电线管暗埋处等部位,或直线或折线状。③、不规则裂缝:裂缝出现部位、形状无规则,成散状或龟裂状。④、贯穿或不贯穿裂缝:绝大多数裂缝出现在楼板表面,为不贯穿裂缝。极个别裂缝从板面一直裂到板底,呈贯穿状。3、 裂缝出现时间收缩裂缝属早期裂缝,一般出现在混凝土浇筑后的1个月中;构造裂缝属于中期裂缝,一般出现在6个月以后;温差裂缝和结构裂缝属于后期裂缝,一般1~2年后出现。二、 裂缝原因分析1、 设计方面①、楼板厚度:楼板厚度虽能满足承载力要求,但随着住宅开间和厅面积的增大及不少房产开发商取消了传统的在现浇楼板表面铺30mm细石混凝土地坪,致使楼板厚度不能满足构造要求。②、配筋计算:不少设计单位仍按照单向板计算方法来设计配置楼板钢筋,支座处仅设置分离式负弯矩钢筋。由于计算简图与实际受力情况不符,单向高强钢筋或粗钢筋使混凝土楼面抗拉力不均,局部较弱,无筋处易产生裂缝。部分设计单位对现浇楼板构造筋配置不重视:墙角无放射筋、薄弱环节无加强筋、负弯矩处钢筋配置不够。③、混凝土强度等级:预制多孔板改为现浇楼板后,大部分住宅工程都采用预拌混凝土浇捣,但有些设计单位选用的楼板混凝土强度等级过高,使水泥用量增加、水化热加大,从而加速产生混凝土温差裂缝和收缩裂缝。④、板内布线:现浇楼板内暗敷PVC电线管,有的甚至两根电线管交错叠放,管道上口混凝土保护层超薄,混凝土抗拉强度减弱。2、 施工方面①、盲目赶工期:为抓进度、赶工期,楼板混凝土浇捣完,尚未到达规定强度,即已上人操作,并堆放施工荷载,使楼面混凝土受到损伤。②、养护马虎:混凝土浇捣完后未进行表面覆盖和浇水养护或养护时间不足,导致混凝土表面失水过快,由收缩产生拉应力,造成表面裂缝。③、支模拆模:模板支撑立杆与楼面接触部位没有设楔子,使混凝土在浇捣过程及成型后局部变形,导致裂缝产生。底模拆模时间过早,混凝土受到内伤。④、钢筋未设撑脚:楼面支座处负弯矩配筋未设置撑脚,施工人员踩在负弯矩钢筋上,使钢筋下沉,混凝土保护层厚度增加,楼板有效截面高度h0减少。⑤、振捣不当:平板式振动器过度振捣楼板混凝土,造成粗骨料下沉,板面出现砂浆层,混凝土强度降低,也易出现干缩裂缝。3、 材料方面①、混凝土坍落度过大:为了保证预拌混凝土的可泵性,部分楼板混凝土坍落度设计过大,导致混凝土流动性增加。②、混凝土配合比不当:为满足工期要求,加快施工进度,施工单位常将柱、墙、梁板混凝土改为同一强度等级,并一次性浇捣,从而造成楼板混凝土配合比不当及提高了楼板混凝土强度等级。③、外加剂、掺合料掺量过多:预拌混凝土中粉煤灰、矿粉等掺量过多,使混凝土早期强度偏低,抗拉强度达不到要求。④、原材料质量波动:混凝土搅拌站在混凝土生产前,未对原材料进行严格检验复试。个别水泥、外加剂、掺合料质量波动,粗、细骨料含泥量超标,甚至使用细砂、特细砂,严重影响混凝土质量。⑤、混凝土供应间歇时间长:由于受道路交通制约等方面原因,不能保证混凝土连续浇捣,加之现浇楼板施工冷缝的增多,给裂缝以可乘之机。4、 裂缝产生的主要因素经过对各种影响因素的对比分析,引起现浇钢筋混凝土楼板裂缝的主要影响因素如下:①、混凝土温度变形和收缩变形引起的裂缝:钢筋混凝土梁、柱、墙、板等构件共处于同一个大气环境中,当环境温度和湿度变化时,这些混凝土构件相应都会产生温度变形和收缩变形。由于体形上的差异,板的体积与表面积的比值较小,混凝土的收缩变形较大。具体地说,在水平方向上楼板的收缩变形一般均超前于(或大于)梁、柱、墙,使板内出现拉应力,梁内出现压应力。另外一个方面是外纵墙与山墙在外界气温的影响下,经热涨和冷缩的反复作用,它们的温差合力对房间沿外墙角部楼板将产生较大的主拉应力。以上两个作用力的叠加,在对板形成最不利状态的时候,当板内拉应力超过了混凝土的抗拉强度,并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候,楼板内就会产生裂缝。裂缝的位置取决于两个因素,一是约束,二是抗拉。对楼板来说约束最大的位置在四个转角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,楼板属收缩变形最大的部位;一般来说板内配筋都按平行于板的两条相邻而设置,也就是说转角处夹角平分线外的抗拉能力最薄弱。故大多数板上裂缝都出现在沿外墙转角处,而且呈45°斜向放射状。②、混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料:当前工程施工中现浇钢筋混凝土楼板的混凝土普遍采用泵送混凝土,其水泥用量、水灰比、坍落度等都比较大,石子粒径又较小,为了抵抗楼板内受不均匀温差和收缩的影响而出现局部应力集中,若外墙转角处楼板只按老规矩配筋,已经不能适应这种变化了的条件实况,很容易产生裂缝。如果对混凝土养护不当,也会产生干缩裂缝。③、楼板内埋设电线套管,特别是近些年来普遍推广使用PVC管代替金属管以后,使板内有效截面受到不同程度的削弱(以板厚100mm为例,若埋设直径20mmPVC电线套管,而该管垂直于板跨方向铺设时,则该处混凝土受拉截面减少1/5),又因该管与混凝土的线胀系数不一致,粘结效果差,这是沿电线管埋设方向就可能因为应力集中而出现裂缝。④、由于施工措施安排不当,楼板近支座处负责弯矩钢筋常常被操作人员踩踏下沉,又没得到及时纠正,使其不能有效发挥抵抗负弯矩的作用;更有甚者,个别施工单位为了迎合发展商不合理的工期要求,片面地追求施工进度,楼板混凝土还没有足够的强度,就迫不及待地上人操作和堆重载,使其产生过大的变形,导致裂缝产生等等。三、 裂缝控制措施1、 设计方面①、按双向板配筋:为使楼板计算简图与实际受力情况一致,现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为减少开裂,宜采用双面配筋,增加表面配筋量。楼板最小配筋率 ,且应采用细直径螺纹钢筋。②、增加楼板厚度:考虑到楼板双面配筋,并且楼板内暗敷电线管线较多,再加上楼面上30mm细石混凝土地坪常被取消等因素,现浇楼板厚度应为120mm。③、控制混凝土强度:多层、小高层住宅楼板预拌混凝土强度应≤C30,高层应≤C35。④、加强构造配筋:为克服墙角45°斜裂缝,应在墙角配置放射筋(特别在建筑物端部),长度大于1/3跨(不少于~)。上部支座处负弯矩钢筋宜每隔1根设置1根通长筋,以抵抗板中裂缝及端头裂缝。除受力筋满足要求以外,分布筋间距应适当加密,间距150~200mm。使楼板受力均匀,增强混凝土抵抗温度、干缩变形能力。当选用冷轧扭钢筋时,最小配筋率应满足规范要求。⑤、管线敷设:预埋电线管位置应设置在楼板上下两皮钢筋当中,严禁两根管线交错叠放,可采用接线盒方式。当楼板厚度较薄时,应在管线外侧增加钢丝网。2、 施工方面①、合理确定时间:按科学规律安排施工工期与进度计划。楼板混凝土浇捣完成后,其强度未达到,施工人员不得在楼面操作及堆载材料。②、严格养护:楼板混凝土浇捣完毕后,根据当时室外气温,确定养护方案。冬、夏季节,应采取混凝土表面加盖草包、塑料薄膜等养护措施。混凝土在浇筑完成后12h内,必须进行浇水养护。对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,浇水养护不得少于7d;对掺用缓凝剂或有抗渗要求的混凝土,浇水养护不得少于14d。③、控制拆模时间:模板的周转配置,应考虑到规定的拆模时间,跨度大于2m,小于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%,当跨度大于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的100%,防止过早拆模引起的混凝土损伤。同时,模板支撑立杆下部与楼面接触部位应设楔子顶紧,防止混凝土在浇捣过程中变形。④、控制负弯矩钢筋位置:在楼板负弯矩钢筋处设置撑脚和马凳,楼面钢筋上设置跳板,严禁在混凝土浇捣过程中踩踏钢筋,确保负弯矩钢筋的正确定位。3、 材料方面①、合格确定混凝土的配合比和坍落度:在混凝土配合比设计时,应全盘考虑,多用骨料、少用粉料,以减少裂缝产生。坍落度应适当控制,不宜过大,多层和小高层小于140mm,高层宜小于180mm,尽可能较少混凝土的流动性。应选用高等级低水化热的矿渣水泥,减少水泥用量和水化热。②、严格控制混凝土掺合料掺量:混凝土掺合量的掺量比例应合理,以保证混凝土早期强度,提高混凝土的抗拉性能。控制混凝土水灰比,最大用水量应<180㎏/m3。③、严格原材料检验试验:在拌制混凝土之前,必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试,不合格的材料不得使用。④、保证混凝土连续浇捣:在配备混凝土运输车辆时,应充分考虑交通路况的影响,确保混凝土浇捣的连续性,减少施工冷缝。当混凝土浇捣中停歇时间过长时,应采取接浆处理等应急措施。4、 裂缝防治对策①、要与设计商榷,在采用商品混凝土泵送施工的条件下,处于墙转角处房间内的现浇钢筋混凝土楼板,建议适当增加配筋以提高楼面混凝土的抗拉能力,如适当增加板厚;提高板的配筋率;采用“细筋密筋”配置等方法。由于受到不同条件的限制,以上方法可选择采用。②、提高部分外墙的保温隔热标准。特别是对外墙转角的内墙面,可采用加贴保温隔热材料的办法,使温差对楼板变形带来的影响减少到最低限度。③、楼板内PVC电线套管只允许平行于楼板受力方向(或双向板的短边方向)埋设,埋在楼板内的PVC电线套管上下部应加铺宽度不小于40mm的钢丝网片作为补强措施。④、有条件的不妨采用“放”的特殊构造措施。例如可将端跨设计成简支板的形式,即楼板与梁之间设置施工缝隔离。⑤、严格施工管理,浇捣楼板混凝土时铺设操作平台,防止施工操作人员直接踩踏上层负弯矩钢筋。同时加强浇捣楼板混凝土整个过程中的钢筋维护,随时将位置不正确的钢筋进行复位,确保其位置准确。⑥、设计楼板底模及支架时,应充分允许考虑能够满足承受各种可能的施工荷载的需要。混凝土浇捣后必须留有足够的养护时间。除非采用针对性的技术措施,否则只有当混凝土强度大于12MPa时,才可允许其上进行各项施工作业活动。⑦、加强混凝土的养护监督。混凝土应在浇筑以后12h内进行覆盖和浇水,当气温在20℃左右时每天应浇4次;气温在25℃以上时应浇6次;气温低于5℃时,应停止浇水改用塑料薄膜或草袋覆盖养护,以防治温度收缩裂缝产生。养护时间最短不少于7天。
现浇混凝土梁裂缝的成因和防治摘要:凝土裂缝已成为混凝土工程质量通病,如何防治混凝土裂缝是工程技术人员迫切希望解决的技术难题。文章对钢筋混凝土梁板早期裂缝成因和预防措施作了详细的分析。 关键词:钢筋混凝土梁;裂缝;热胀冷缩 1.前言 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。 2.裂缝成因分析 从施工角度来说,可能会影响楼板开裂的主要因素有:混凝土的组成材料、混凝土配合比控制、混凝土的养护、钢筋安装、早期堆载及拆模等。 骨料对楼板混凝土收缩开裂的影响 混凝土收缩是造成楼板开裂的一个重要原因,而影响混凝土收缩的因素很多,主要是骨料品种及含量。粗骨料本身尺寸、形状及级配并不影响混凝土收缩量;而粗骨料的弹性模量却对混凝土收缩量影响很大:弹性模量越大,对混凝土收缩所起的抑制作用越大。 混凝土配合比对楼板混凝土收缩开裂的影响 在原材料相同的条件下,混凝土配合比如单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率等,对干缩有很大的影响。它们对干缩影响依次为:单位用水量>单位水泥用量>水灰比>砂率。其中随着用水量的增大,同一条件下的混凝土收缩量直线上升;而在用水量相同的条件下,混凝土干缩随水泥用量的增加而加大,但加大的幅度较小;在骨灰比相同条件下,混凝土干缩随水灰比的增大而明显增大;在强度等级相同条件下,混凝土干缩随砂率的增大而加大,但加大幅度较小。 楼板混凝土养护情况对其收缩开裂的影响 延长初期潮湿养护仅能推迟干缩的时间,并不能减小混凝土短期的干缩,但对于干缩终值有一定影响。若前期(掺粉煤灰的为14d)及时养护,可以有效地提高混凝土的抗拉强度及减小混凝土外表面的碳化深度,从而减小因混凝土碳化而产生的收缩,保证混凝土的使用寿命,因此,从防止碳化角度出发,及时、足够时间的楼板养护是必要的。 钢筋绑扎安装质量对楼板开裂的影响 对于楼板混凝土开裂,钢筋起限制和约束的作用。钢筋对混凝土的限制约束,主要通过它们之间胶结力和摩擦力的作用。 1)间距均匀的钢筋所提供的约束作用是最佳的,且能有效防止裂缝宽度在个别处增大。但从日常的施工检查情况看,由于钢筋绑扎得不牢固,造成混凝土振捣后,钢筋分布的偏位现象比较普遍,从而削弱了钢筋的约束作用。 2)对于变形钢筋,其相对保护层厚度越大,其平均粘结强度也就越大而在实际工程施工中,由于钢筋保护层垫块是呈梅花型布置的,因此混凝土浇筑后,底筋的许多部位保护层难以达到15mm的设计要求,从而削弱了钢筋对混凝土开裂的约束作用。 早期堆载对楼板混凝土开裂的影响 众所周知,大部分房地产开发商都非常强调施工工期,对于很形象、直观的主体结构更是如此。由于施工工期安排紧,工序技术间歇时间被取消,这样必然会造成早期堆载(如钢筋、模板材料的堆放)的不良影响。 1)楼板混凝土刚终凝不久(一般为24h),施工中又堆放上一层柱钢筋、模板材料,施工堆载又为不均匀(即集中力)和瞬时动荷载,其必然对混凝土的固结构成内在影响(即造成“内伤”),也加大了混凝土内部早期微裂缝。 2)由于在早期,混凝土强度低(一般在左右),不能承担堆料荷载。虽然从理论上讲,此时楼板的堆载全由其模板支撑体系受力,但在实际中,由于楼板模板龙骨的布置是在考虑允许模板面板存在1/250变形的情况下设计的(且对堆载集中力不予以考虑),因此在较大集中堆载作用下,势必造成楼板混凝土底部开裂或“内伤”。 楼板拆模对楼板混凝土的影响 如跨度≤2m、混凝土设计强度等级为c20的楼板,按规定当混凝土强度达到c20的一半时,即可拆模。而此时间一般为楼板混凝土浇筑后5~7d,此时楼板正承受由模板支撑体系传来的上一层楼板的施工荷载(甚至结构荷载),且该荷载几乎为集中荷载。因此,当楼板厚度较小或荷载较大时,2m范围的楼板混凝土带裂缝工作成为必然。而在实际工程施工中,又很少对拆模时楼板结构受力进行抗裂验算,仅是孤立地按满足上述条件与否决定是否拆模,这样就助长了后期的楼板开裂程度。 3.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、净砂、石子、掺加剂等原材料有关,也与浇筑后混凝土的保温保湿的养护措施有关。 原材料的质量控制 (1)水泥:在混凝土路面及大体积混凝土施中,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。 (2)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、混凝土的浇灌工艺有关,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。 (3)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。 (4)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。石子含泥量应 (5)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。如在滨河路防洪堤施工中,基础混凝土掺人15%的块石。使得基础混凝土裂缝出现极少。 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。 (1)掺合料:混凝土中掺人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水化热。 (2)外加剂:为了满足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,可掺入适量的减水剂。 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。 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。 4.裂缝的处理 根据裂缝的成因情况,可将裂缝分为两种类型:一类是由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂缝等。这类裂缝一般对承载力影响小,可作一般处理或不处理;另一类裂缝明显影响了梁的承载能力,随着裂缝的扩展和延伸,钢筋达到屈服强度,受压区混凝土应变量增大,梁刚度大大降低,构件趋向破坏。此类缝必须及早采取加固补强,以满足结构安全需要。对于裂缝的处理,首先要重视对裂缝的调查分析,确定裂缝的种类、程度、危害及加固的依据。调查可从裂缝的宽度、长度、是否贯通、是否达到弹性极限应力的位置、有无潮气或漏水、工程地点环境以及施工图纸设计情况等多处入手,分析裂缝产生的本质原因,以采取相应的措施。 (1)表面修补法。该法适用于缝较窄,用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用,常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。施工时先将混凝土表面用钢丝刷打毛,清水洗净干燥,将混凝土表面气孔由油灰状树脂填平,然后在其上铺设薄膜,如果单纯以防水为目的,也可采用涂刷沥青的方法。 (2)充填法。当裂缝较宽时,可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时,先将槽内碎片清除,必要时涂底层结合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂轮或抛光机将表面磨光。 (3)注入法。当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法,首先裂缝处安设注入用管,其它部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补,此法在裂缝宽大于时,效果较好。 5.结语 钢筋混凝土梁裂缝应针对成因、贯彻预防为主的原则、加强设计施工及使用等方面的管理,确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝,应全面调查分析,查明原因,取得加固依据,在选择处理方法上,应比较论证、综合考虑,以求施工方便、经济高效。
钢筋混凝土楼板产生裂缝的原因及防治措施论文
摘要: 现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的原因有多种,本文对其产生裂缝的原因进行分析,从设计和施工两方面阐述了防治裂缝的措施,并提出了控制现浇钢筋混凝土楼板裂缝的具体措施。
关键字: 钢筋混凝土楼板;裂缝;防治措施
Abstract: Reinforced concrete slab cracks in a variety of reasons, this produces cracks on its analysis of the design and construction of two set of measures to combat crack and proposed a control place reinforced concrete floor concrete measures.
Key words: reinforced concrete floor; crack; prevention measures
1前言
随着我国房地产行业的快速发展,大量的新建住宅不断落成,一些建设过程中出现的质量问题也引起了大家的关注,例如住宅的钢筋混凝土楼板常会出现裂缝。虽然这些裂缝的存在对结构的整体质量影响不是很大,但是这些问题却常常受到业主们的投诉。所以,找出现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因,同时提出裂缝的防治措施具有现实的意义。
2住宅现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因
混凝土的水泥用量、塌落度、水灰比不当
现浇混凝土中的'水泥用量越大,产生的水化热就越高,总的发热量就越大。现浇混凝土的温度随水泥用量的增加而提高,水化热引起混凝土内部温度的升高,形成内外较大的温差,而温差引起的应力会使混凝土产生裂缝。混凝土硬化过程是水、沙子、石子与水泥化合的结果,水灰比大,混凝土硬化时的收缩增大,从而产生裂缝。商砼的坍落度大,浇筑时易产生粗骨料少和砂浆多的现象,此时,砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。如果使用含泥量大的砂配制,这样会造成混凝土收缩大,强度低,易因塑性收缩而产生裂缝。
混凝土浇捣后过分抹干压光
混凝土楼板浇捣后,过分抹干压光将会使细骨料过多地浮到楼板表面,这样会在混凝土表面形成含水量很大的水泥浆层,其中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,这样会引起表面体积碳水化收缩,使混凝土板表面产生龟裂。
混凝土浇捣养护不当
如果养护不当也会造成现浇混凝土楼板产生裂缝。混凝土楼板暴露于大气中,楼板表面的水分蒸发过快,混凝土硬化缺乏足够的水化水,这样会产生混凝土的体积收缩,混凝土不能抵抗这种应力而产生开裂。
现浇混凝土楼板施工中过分振捣,模板和垫层过于干燥
混凝土浇筑后,如果过分振捣,混凝土的粗骨料沉落,同时挤出水分、空气,造成表面形成砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。模板、垫层在浇筑混凝土之间如果洒水不够,就会造成模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,从而产生裂缝。
混凝土楼板早期受荷和模板下沉
在楼面荷载的作用下,混凝土楼板强度未达到要求而过早拆模,超出楼板混凝土能够承受的应力而产生裂缝;模板支撑系统不牢固,从而楼板出现向下挠曲,容易产生通长的裂缝。
板顶负筋配置情况如间距、保护层厚度不当
施工中不注意楼板上层负筋(一般较细)的保护,将其踩弯或整体下沉偏移原来标高位置,都会造成支座的负弯矩区楼板上表面混凝土受拉,从而出现裂缝。负筋间距过大和保护层的厚度过厚,也会使板顶混凝土产生裂缝。
预埋线管处的裂缝
现浇钢筋混凝土楼板通常要预埋电气线管,这样会使混凝土截面受到削弱,从而产生应力集中,特别是预埋线管的直径较大时,在这些楼面部位易产生裂缝,所以,在较粗的线管和多根线管集散处应当采取短钢筋网加强。
3防治措施
设计中,现浇钢筋混凝土楼板除需考虑强度外,还必须进行裂缝验算,同时可以适当增加板厚,增强楼板的刚度,减小楼板的挠度。在满足强度的要求下,混凝土楼板宜采用直径小、密度大的方式进行布筋,这样可以减小温度及收缩引起的应力影响,也可以适当提高配筋率,从而提高混凝土体的极限拉伸应变能力。另外,混凝土标号设计强度不能太高(高标号混凝土收缩变形大)。
施工方面应严格按配合比进行计量投料,同时控制搅拌时间和水灰比,保持混凝土强度及坍落度一致。严格控制板面负筋保护层厚度,为了控制好负筋保护层厚度,必须足够的钢筋马凳(间距为800 mm 左右)来固定负筋的位置,保证负筋在浇筑时不下沉,控制好其保护层的厚度,防止板负筋保护层过厚而产生裂缝。现浇板上不能过早施加荷载,因混凝土强度达到 kg/mm2后才允许在其上踩踏或安装模板及支架;在规定的养护时间内,应对混凝土加以合理养护,防止干缩变形出现裂缝。现浇混凝土楼板必须采用平板振捣器振捣,水平和垂直方向各一遍,每次振捣相互重叠1/3 的振捣宽度,不留施工缝。
4结束语
现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝是建筑工程中经常出现的质量问题,我们只有在设计和施工过程中针对产生裂缝因素进行全面考虑,同时严格遵守设计施工规范,并制定正确的处理措施,楼板裂缝的出现是可以预防的。
现浇混凝土梁裂缝的成因和防治摘要:凝土裂缝已成为混凝土工程质量通病,如何防治混凝土裂缝是工程技术人员迫切希望解决的技术难题。文章对钢筋混凝土梁板早期裂缝成因和预防措施作了详细的分析。 关键词:钢筋混凝土梁;裂缝;热胀冷缩 1.前言 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。 2.裂缝成因分析 从施工角度来说,可能会影响楼板开裂的主要因素有:混凝土的组成材料、混凝土配合比控制、混凝土的养护、钢筋安装、早期堆载及拆模等。 骨料对楼板混凝土收缩开裂的影响 混凝土收缩是造成楼板开裂的一个重要原因,而影响混凝土收缩的因素很多,主要是骨料品种及含量。粗骨料本身尺寸、形状及级配并不影响混凝土收缩量;而粗骨料的弹性模量却对混凝土收缩量影响很大:弹性模量越大,对混凝土收缩所起的抑制作用越大。 混凝土配合比对楼板混凝土收缩开裂的影响 在原材料相同的条件下,混凝土配合比如单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率等,对干缩有很大的影响。它们对干缩影响依次为:单位用水量>单位水泥用量>水灰比>砂率。其中随着用水量的增大,同一条件下的混凝土收缩量直线上升;而在用水量相同的条件下,混凝土干缩随水泥用量的增加而加大,但加大的幅度较小;在骨灰比相同条件下,混凝土干缩随水灰比的增大而明显增大;在强度等级相同条件下,混凝土干缩随砂率的增大而加大,但加大幅度较小。 楼板混凝土养护情况对其收缩开裂的影响 延长初期潮湿养护仅能推迟干缩的时间,并不能减小混凝土短期的干缩,但对于干缩终值有一定影响。若前期(掺粉煤灰的为14d)及时养护,可以有效地提高混凝土的抗拉强度及减小混凝土外表面的碳化深度,从而减小因混凝土碳化而产生的收缩,保证混凝土的使用寿命,因此,从防止碳化角度出发,及时、足够时间的楼板养护是必要的。 钢筋绑扎安装质量对楼板开裂的影响 对于楼板混凝土开裂,钢筋起限制和约束的作用。钢筋对混凝土的限制约束,主要通过它们之间胶结力和摩擦力的作用。 1)间距均匀的钢筋所提供的约束作用是最佳的,且能有效防止裂缝宽度在个别处增大。但从日常的施工检查情况看,由于钢筋绑扎得不牢固,造成混凝土振捣后,钢筋分布的偏位现象比较普遍,从而削弱了钢筋的约束作用。 2)对于变形钢筋,其相对保护层厚度越大,其平均粘结强度也就越大而在实际工程施工中,由于钢筋保护层垫块是呈梅花型布置的,因此混凝土浇筑后,底筋的许多部位保护层难以达到15mm的设计要求,从而削弱了钢筋对混凝土开裂的约束作用。 早期堆载对楼板混凝土开裂的影响 众所周知,大部分房地产开发商都非常强调施工工期,对于很形象、直观的主体结构更是如此。由于施工工期安排紧,工序技术间歇时间被取消,这样必然会造成早期堆载(如钢筋、模板材料的堆放)的不良影响。 1)楼板混凝土刚终凝不久(一般为24h),施工中又堆放上一层柱钢筋、模板材料,施工堆载又为不均匀(即集中力)和瞬时动荷载,其必然对混凝土的固结构成内在影响(即造成“内伤”),也加大了混凝土内部早期微裂缝。 2)由于在早期,混凝土强度低(一般在左右),不能承担堆料荷载。虽然从理论上讲,此时楼板的堆载全由其模板支撑体系受力,但在实际中,由于楼板模板龙骨的布置是在考虑允许模板面板存在1/250变形的情况下设计的(且对堆载集中力不予以考虑),因此在较大集中堆载作用下,势必造成楼板混凝土底部开裂或“内伤”。 楼板拆模对楼板混凝土的影响 如跨度≤2m、混凝土设计强度等级为c20的楼板,按规定当混凝土强度达到c20的一半时,即可拆模。而此时间一般为楼板混凝土浇筑后5~7d,此时楼板正承受由模板支撑体系传来的上一层楼板的施工荷载(甚至结构荷载),且该荷载几乎为集中荷载。因此,当楼板厚度较小或荷载较大时,2m范围的楼板混凝土带裂缝工作成为必然。而在实际工程施工中,又很少对拆模时楼板结构受力进行抗裂验算,仅是孤立地按满足上述条件与否决定是否拆模,这样就助长了后期的楼板开裂程度。 3.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、净砂、石子、掺加剂等原材料有关,也与浇筑后混凝土的保温保湿的养护措施有关。 原材料的质量控制 (1)水泥:在混凝土路面及大体积混凝土施中,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。 (2)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、混凝土的浇灌工艺有关,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。 (3)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。 (4)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。石子含泥量应 (5)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。如在滨河路防洪堤施工中,基础混凝土掺人15%的块石。使得基础混凝土裂缝出现极少。 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。 (1)掺合料:混凝土中掺人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水化热。 (2)外加剂:为了满足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,可掺入适量的减水剂。 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。 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。 4.裂缝的处理 根据裂缝的成因情况,可将裂缝分为两种类型:一类是由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂缝等。这类裂缝一般对承载力影响小,可作一般处理或不处理;另一类裂缝明显影响了梁的承载能力,随着裂缝的扩展和延伸,钢筋达到屈服强度,受压区混凝土应变量增大,梁刚度大大降低,构件趋向破坏。此类缝必须及早采取加固补强,以满足结构安全需要。对于裂缝的处理,首先要重视对裂缝的调查分析,确定裂缝的种类、程度、危害及加固的依据。调查可从裂缝的宽度、长度、是否贯通、是否达到弹性极限应力的位置、有无潮气或漏水、工程地点环境以及施工图纸设计情况等多处入手,分析裂缝产生的本质原因,以采取相应的措施。 (1)表面修补法。该法适用于缝较窄,用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用,常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。施工时先将混凝土表面用钢丝刷打毛,清水洗净干燥,将混凝土表面气孔由油灰状树脂填平,然后在其上铺设薄膜,如果单纯以防水为目的,也可采用涂刷沥青的方法。 (2)充填法。当裂缝较宽时,可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时,先将槽内碎片清除,必要时涂底层结合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂轮或抛光机将表面磨光。 (3)注入法。当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法,首先裂缝处安设注入用管,其它部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补,此法在裂缝宽大于时,效果较好。 5.结语 钢筋混凝土梁裂缝应针对成因、贯彻预防为主的原则、加强设计施工及使用等方面的管理,确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝,应全面调查分析,查明原因,取得加固依据,在选择处理方法上,应比较论证、综合考虑,以求施工方便、经济高效。
混凝土裂缝控制1、混凝土裂缝控制标准混凝土的裂缝是不可避免的,其微观裂缝是本身物理力学性质决定的,但它的有害程度是可以控制的,有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到。当结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至;在湿气及土中为;在海水及干湿交替中为。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高,必须处理。近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到的结构领域,如大跨超长、超厚及超静定框架结构,其混凝土强度等级必须提高至C50。在采用泵送条件下,其收缩与水化热大大增加,约束应力裂缝很难避免,张拉前开裂,张拉后又不闭合,裂缝控制的难度更加困难。预应力结构裂缝允许宽度是严格的,预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂,预兆性较小,裂缝扩展速度快。裂缝深度h与结构厚度H的关系如下:h≤表面裂缝;
对混凝土桥墩开裂的原因及对策分析论文
摘要:
近年来,随着城市公路交通量的增加,公路、桥梁负荷上升、其承载力日趋饱和,考虑不少公路、桥梁采用混凝土结构,且大多为建国后所建,桥龄基本在40年左右,这些旧有桥梁很多都已出现老化、破损、裂缝等现象。大体积混凝土施工的关键问题是控制混凝土温度,防止混凝土裂缝的产生,因此,施工前要制定针对大体积混凝土施工的技术方案,即防止混凝土产生温度裂缝的预案。针对方形桥墩易于开裂的问题,本文通过对方形桥墩在设计、施工及运营期间可能出现的裂缝原因进行列述,并就施工期间水化热、运营期间的温度骤降因素建立有限元模型进行应力场分析,根据分析结果提出相应的处理对策。
关键词: 桥梁工程方形桥墩裂缝对策
引言:
根据相关病害调查,桥墩裂缝是混凝土桥梁最主要的病害形式之一:桥墩作为桥梁结构中重要的下部构件,不仅承担着上部结构及汽车等产生的竖向轴力、水平力和弯矩,有时还受到风力、土压力、流水压力以及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物对墩台的撞击力等荷载的作用。桥墩墩身裂缝直接影响且损害其自身乃至整体桥梁(根据混凝土结构缺损状况评定标准,墩台部件权重约占全桥的50%)的安全性、实用性、耐久性和美观。
裂缝形成原因归结为温度裂缝,温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
1、裂缝成因。
分析桥墩病害的主要表现形式为:混凝土剥落、露筋、砌体风化、灰缝脱落、水平裂缝、竖向裂缝、网状裂缝、水平位移、倾斜、沉降等。其中,裂缝作为混凝土结构的主要病害之一,其成因复杂繁多,裂缝划分无严格界限,每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素,其余因素对于裂缝起到继续发展或加剧劣化的作用。常见的墩身裂缝形式包含:桥墩中心线附近的竖向裂缝、桥墩在日照时间较长侧的裂缝、桥墩模板对拉筋孔处的裂缝、桥墩模板分块接缝处的裂缝、桥墩顶部环向裂缝以及混凝土表面细小、不规则的裂缝。究其开裂原因,拟从桥墩的设计、施工及运营使用三方面进行分析论述。
(1)桥墩设计。
桥墩在设计阶段,结构不计算或漏算、结构受力假设与实际受力不符,内力与配筋计算错误,结构的安全系数不够、设计时考虑的施工可能性与实际情况出现差异等均会使桥墩在外荷载直接作用下产生裂缝。
(2)桥墩施工。
桥墩施工过程中,水化热效应、施工工艺、材料自身等因素都会影响桥墩开裂。
①水化热。混凝土浇注过程中水泥水化放热,受混凝土自身的不良导热性和混凝土热胀冷缩性质影响,桥墩内部温度升高体积膨胀而外部温度相对较低发生收缩,内外相互作用易导致桥墩混凝土外部产生很大的温度拉应力,当混凝土抗拉强度不足以抵抗该拉应力时,会引发桥墩竖向开裂。该类裂缝仅存在于结构表面。
②施工工艺。
在桥墩浇注、起模等过程中,若施工工艺不合理、质量低劣,可能产生各种形式的'裂缝,裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度都因产生的原因而异:模板的倾斜、变形以及接缝都可能会使新浇注的混凝土产生裂缝;混凝土振捣不密实、不均匀,也会引发蜂窝、麻面等缺陷;混凝土的初期养护时的急剧干燥也会引发混凝土表面的不规则裂缝;混凝土入模温度过高、施工拆模过早也会导致墩身开裂。
(3)桥墩运营。
桥梁在运营阶段,交通量的增长、超出设计荷载的重型车辆过桥、钢筋的锈蚀等都会影响桥梁墩柱及其它构件的裂缝开展情况。当墩柱受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,则应特别注意,往往是结构达到承载力极限的标志。此外,环境温度对桥墩等构件的开裂影响也不容忽视,引起混凝土桥墩温度变化的主要因素包括:年、月温差、日照变化、骤降温差等,尤其是入冬期间温度骤降极易造成桥墩等大体积构件开裂。
2、裂缝对策研究。
混凝土不可避免地带裂缝工作,裂缝的存在和发展也将一定程度地削弱相应部位构件的承载力,并进一步引发保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等,甚或危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。因而,针对前裂缝在设计、施工及运营阶段可能出现的原因,进行控制对策的研究,列述如下。
(1)设计阶段。
在计算模型选取合理、桥墩强度、刚度、稳定性等满足规范要求的条件下,可选择尺寸较小的圆形截面桥墩,以一定程度地减缓减弱其温度应力峰值,从而降低其开裂风险。此外,在桥墩四周加防裂钢筋网,配筋除满足承载力及构造要求外,应结合水泥水化热引起的温度应力增配钢筋,以提高钢筋控制裂缝的能力。
(2)施工阶段。
①水化热。
认为,混凝土的2/3应力来自于温度变化,1/3来自干缩和湿胀。典型的波特兰水泥会在开始3天内放出约50%的水化热。可见,水化热是混凝土早期温度应力的主要来源,过快过高的水化热是早期开裂的主要原因。针对水化热效应,可采取以下措施以改善并控制开裂情况:在满足设计强度的前提下,尽可能采用圆形截面柱、尽可能采用低标号混凝土;采用低水化热的水泥或掺粉煤灰的水泥或掺缓凝剂,其对改善混凝土和易性、降低温升、减小收缩具有较好的效果,也可提高自身抗裂性。此外,对墩身内部布设冷水管以循环降温。
②入模温度。
降低混凝土的入模温度也是一项降低混凝土温度应力的重要措施。一般的,混凝土从塑形状态转变为弹性状态时,浇注温度越低开裂倾向越小。过高的入模温度会加剧了混凝土的早期温升,使得温度应力更大。
③其它。
桥墩的模板应具备足够的强度、刚度和稳定性,可承受新浇混凝土的重力、侧压力以及施工过程中可能产生的各种荷载;混凝土的振捣密实、均匀,可有效防止收缩裂缝,不可过捣,否则造成混凝土离析;拆模不应太早,混凝土终凝后对墩柱表面应及时的保湿保温养护,使水泥水化作用顺利进行,以提高混凝土的抗拉强度。主要养护方法包括:覆盖养护、浇水养护、储水养护和薄膜养护等。
(3)运营阶段。
运营阶段的抗裂措施应主要包含两方面内容:对潜在开裂隐患的控制和既有裂缝的修补控制。对于前者,若不考虑地震、撞击等偶然因素的影响,桥梁在运营期间的裂缝则主要跟环境变化相关。根据前文的温度骤降影响分析,圆形截面柱的抗裂情况较另2者略优,因而,可优先选择圆截面柱作为桥墩的设计方案。
除此,可在温度骤降前期或初期,于桥墩表面附加保温材料或涂抹防护材料以削减温度骤降带来的影响。对于后者,虽然对桥墩混凝土的原材料、配合比及工艺等方面加强预防措施,但混凝土桥墩的裂缝仍不可避免。根据《公路工程质量检验评定标准》规定,公路桥墩裂缝缝宽>,铁路桥墩裂缝缝宽>以下的局部收缩裂缝,须进行处理、修补。对于运营期间出现的裂缝,由变形变化所引起的裂缝,其无承载力危险,可采用防水型化学灌浆技术作一般表面处理。
混凝土桥墩工程中,多属于大体积混凝土工程,较易出现裂缝。只有在设计、施工、运营各阶段进行科学、合理的运作,可减轻减缓混凝土的裂缝开展。根据前文,相同体积情况下,满足强度、刚度、稳定性要求后,圆截面柱较矩形柱受施工期间水化热、运营期间温度骤降所引起的温度应力小,因而建议桥墩设计采用圆截面。
建筑施工中混凝土裂缝控制原因及其预防摘要:变形作用会引起工程结构中混凝土裂缝以及其他一些问题。文章凭借在大量的施工中积累的处理裂缝的经验以及坚实的理论研究,提出了建筑工程结构中混凝土裂缝原因及预防措施。关键词:工程结构;混凝土裂缝;预防控制;裂缝限制标准混凝土结构的施工,需要在模板及其支架的支护下进行,由于种种不良因素对这两种不同系统的作用,常常诱发施工期混凝土结构质量事故。目前,在工程结构领域中一个相当普遍的问题是建筑裂缝,并且近年来日趋增强,它已影响到生产和生活,并困扰着大批工程技术人员和管理人员,是迫切需要解决的技术难题。混凝土工程裂缝影响工程质量的主要因素。裂缝产生的原因主要是变形作用,如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等多因素,统称为变形作用引起的裂缝问题。对于变形作用引起混凝土裂缝研究还很不成熟,国家缺乏相关规范及规程,它涉及结构设计、地基基础、施工技术、材料质量、环境状态等诸多因素,特别是泵送混凝土施工工艺的发展,使得混凝土裂缝控制的技术难度大大增加。一、混凝土裂缝预防措施(一)结构方面根据混凝土结构设计规程,为避免结构由于温度收缩应力引起的开裂,采取永久式伸缩的方法,根据现场调查,引起结构裂缝的原因是综合性的,结构长度是影响收缩应力综合因素之一,而不是惟一的因素。根据现场实践经验,混凝土裂缝分为有害的及无害的两类。有害与无害的界限由使用功能而定。施工单位应当采取必要的设计及施工措施,以控制有害裂缝的产生。由于估计不足等因素,即使出现少量有害裂缝,也要通过化学灌浆处理,使其满足设计使用要求。结构所受到的外部作用分为外荷载,可看作是第一类荷载;具有十分重要的外部作用是变形作用,即第二类荷载为间接荷载。变形作用包括温度、湿度、地基不均匀沉降,在该作用下,结构的抗力取决于混凝土的抗拉性能,即抗拉强度和抗拉变形。(二)施工方面由施工单位委托搅拌站向现场供应商品混凝土时,委托的技术依据只有设计院确定的强度等级,却忽略了工程特点对大体积混凝土性能的要求,这样对控制混凝土裂缝是不利的。施工单位应在混凝土浇筑部门对混凝浇筑、振捣、养护及坍落度控制做出技术方案,并严格执行,特别是对坍落度的控制更应得到搅拌站的同意。施工新浇筑混凝土养护方法有:(1)潮湿养护;(2)养护剂涂层;(3)自动给水养护;(4)保湿养护;(5)防风;(6)实现信息化施工养护;(7)尽快回填。(三)混凝土材质方面泵送商品混凝土对原材料供应有很高的技术要求。由于泵送混凝土的流动性要求与抗裂的要求相互矛盾,所以应当选取在满足泵送的坍落度下限条件下尽可能降低水灰比。目前国内搅拌站对砂石骨料的含水控制波动很大,影响了混凝土的水灰比。利用较精确的含水率测定仪或传感器,测出配料过程中的含水率,进行计算机处理,自动调整配料的水灰比,对于控制混凝土的收缩和提高抗裂是必要的。砂石的含泥量对混凝土的抗拉强度与收缩影响很大。我国对含泥量的规定比较宽,但现在实际施工中还经常超标。有的搅拌站,虽然检验资料是合格的,但在浇捣中发现有大量泥块和杂质,这样就会引起结构严重开裂。因此在实际施工中,砂石骨料的粒径应尽可能大一些,以达到减少收缩的目的。(四)环境影响混凝土的裂缝与环境条件(施工期和施工后)有很大关系。施工过程中应注意气温和湿度的变化,采取有效措施控制高温、低温冲击和激烈干燥冲击,此时,应力状态接近弹性应力状态,混凝土应力松弛效应无法发挥出来,特别注意浇筑后经过一定时期养护的混凝土仍然需要保护(维护),不宜长期裸露。注意与气象站的密切联系(降温及降雨预报),不得在雨中浇筑混凝土,否则会严重改变水灰比。结构施工后验收投入使用,由于环境变化(如生产使用条件、房屋装修改变条件),承受了新的温度、湿度、振动(包括相邻振动)、化学腐蚀及荷载变化影响等,都可能引起后期开裂。二、混凝土裂缝限制标准混凝土裂缝是不可避免的,其微观裂缝是本身物理力学性质决定的,但它的有害程度是可以控制的。有害程度的标准是根据使用条件决定的,如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到。如果结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,那么混凝土裂缝宽度可放宽至;在温气及土封号为;在海水及干湿交替中为。当沿裂缝有害程度高时,必须处理。近年来,由于房屋产权体制的改变及生活水平的提高,对房屋质量要求更加严格,虽然经鉴定认为没有影响安全的有害裂缝,但从美观和精神作用的要求,应用适当的允许范围;当观察人距离结构20~50cm时,可看清宽度的裂缝,是最严格的要求;距离1~2cm时可看清~的裂缝,是一般要求;距离5~10cm时可看清~的裂缝,是必须修补的裂缝,有时虽然裂缝不宽,但是呈网状密布,给人一种精神上的不愉快的感觉,需要修补;对有渗水的任何宽度裂缝必须处理。上述这类裂缝经处理后满足正常使用要求,不应据此降低评定等级。三、结语混凝土结构的施工,绝对安全是不可能达到的,但在可接受的概率水平上可以得到保证,该水平可以通过可靠性理论的应用得到。当前,可靠性理论应用于混凝土结构施工期质量控制的基础工作,是开展与施工期荷载、抗力有关的参量统计参数的观测调查和统计分析,以获取基于全国范围数据的分析结果。参考文献[1]徐国明.混凝土结构绑扎箍筋长度[J].建筑结构,2005,(10).[2]王东海.水工混凝土建筑物裂缝产生原因与处理方法[J].山西建筑,2007,(16).[3]夏俊海.潮湿环境现浇混凝土裂缝的处理措施[J].建筑工人,2005,(6).
混凝土裂缝原因分析 在修补裂缝前应全面考虑与之相关的各种影响因素,仔细研究产生裂缝的原因,裂缝是否已经稳定,若仍处于发展过程,要估计该裂缝发展的最终状态。调查的原则、普查、详查方法主要有: 裂缝的现状调查(裂缝类型和宽度);有无病害(漏水、钢筋锈蚀);产生裂缝的经过(发生时间和过程);设计书的检查;施工记录的检查;根据混凝土钻芯检查构件的强度、厚度;荷载调查;中性化试验;钢筋调查(钢筋位置、细筋数量及有无锈蚀);地基调查;混凝土分析;荷载试验;振动试验。 混凝土裂缝的处理 1.表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏 2.填充法:用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。 3.灌浆法:此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。 4.结构补强法:因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等.
浅谈混凝土的施工温度与裂缝 摘要:通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。 1摘 要 通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。关键词 混凝土 温度应力 裂缝 控制混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。1 裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。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(~)×104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(~)×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。2 温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类:(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。3 温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下:(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;改善约束条件的措施是:(1)合理地分缝分块;(2)避免基础过大起伏;(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。4 混凝土的早期养护实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。5 结束语以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然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。
钢筋混凝土楼面裂缝的成因及预防措施摘要:钢筋混凝土楼面裂缝是工程建设中较常见的质量通病。文章分析了楼板裂缝的成因,提出了应采取的综合性预防措施。关 键 词:钢筋混凝土楼板 裂缝 塑性收缩 预防措施 学科分类:[工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工 > 各项工程与工种 > 混凝土与加筋混凝土工程 > 混凝土的养护、拆模及缺陷的补救] 随着城市建设步伐的加快,一幢幢新颖别致、美观大方的楼房拔地而起,但在美丽外表的下面,现浇钢筋混凝土楼板常常出现轻重程度不同的裂缝漏雨,从而给住户带来极大的烦恼。对现浇钢筋混凝土楼面裂缝产生的原因进行分析,进而寻找一条经济合理、确实可行的控制措施,就成了摆在我们面前急待解决的一大课题。首先,让我们对裂缝作一个初步的认识。房屋的裂缝问题是普遍存在的客观现象。就其轻重程度而言,轻则影响美观,重则危及房屋安全。裂缝按其产生的原因不同,可分为温度裂缝、沉降裂缝、施工质量因素裂缝、使用不当及维护不及时而产生的裂缝等。无论何种原因引起的裂缝,都应高度重视,认真分析,找准裂缝“病源”,及时消除隐患。目前,建筑工程中现浇钢筋砼板出现裂缝的现象相当普遍,原因较多,下面我们就从设计和施工两大方面进行分析。一、设计方面引起现浇砼板出现裂缝的主要原因从住宅工程现浇砼楼板裂缝发生的部位分析,最常见、最普遍和数量最多的是房屋四角阳角处的房间在离开阳角1米左右,即在楼板的分离式配筋的负弯距筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝,此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且越靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和砼收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求。请详见:
浅谈混凝土的施工温度与裂缝 摘要:通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。 1摘 要 通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。关键词 混凝土 温度应力 裂缝 控制混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。1 裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。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(~)×104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(~)×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。2 温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类:(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。3 温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下:(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;改善约束条件的措施是:(1)合理地分缝分块;(2)避免基础过大起伏;(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。4 混凝土的早期养护实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。5 结束语以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然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。
研究建筑结构设计中形成裂缝的原因和解决方案论文
摘要: 目前, 在建筑结构中使用最为广泛的材料为钢筋混凝土。但是, 在这些钢筋混凝土建起的建筑结构中裂缝现象依旧较为常见, 这对整个建筑物的稳定性能和安全性都产生了巨大的影响, 它所埋下的安全隐患直接影响了人们的人身安全。因此, 对于建筑结构设计裂缝的控制处理工作需要得到行业相关人员的广泛关注。本文就建筑结构设计裂缝的成因以及裂缝类型进行分析, 讨论建筑结构设计裂缝的控制措施。
关键词: 建筑结构; 裂缝成因; 裂缝控制措施;
1、引言
随着我国经济的发展, 建筑行业发展得越来越好, 越来越多的建筑工程投入建设。目前, 我国在建筑结构中应用最为广泛的材料是混凝土。因混凝土结构的建筑在设计上以及其他方面的特点, 且混凝土材料受外界影响较大, 因此, 就有可能会产生建筑结构的裂缝, 这些裂缝对建筑整体的稳定性和安全性会产生巨大的影响, 进而影响到人们的人身财产安全。因此, 相关人员必须对这些裂缝进行处理, 以提高整个建筑的安全性和质量。接下来, 本文就对这些裂缝的类型以及成因进行分析。
2、裂缝的类型
塑性沉降裂缝
在实际情况中, 建筑的钢筋和模板等因素都会对混凝土骨料的沉降造成影响, 在这种影响下, 就会形成塑性沉降裂缝。此外, 施工的质量也会对塑性沉降裂缝的形成产生影响, 如果在实际施工过程中对于模板没有进行正常规范的绑扎操作, 也有一定的几率会使建筑结构出现塑性沉降裂缝。塑性沉降裂缝中部较宽, 两端较窄, 呈梭型, 常出现在结构的变截面处、梁板交界处、梁柱交界处及板肋交界处等, 裂缝深度通常可达钢筋表面。这种裂缝应当控制水灰比、砂率和塌落度不要过大;对截面相差过大的构件, 要先浇筑较深的部位, 静止1~后, 待沉降稳定后再与上部薄截面同时浇筑, 最后, 保护层厚度不要过薄。
塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝一般是在施工过程中形成。由于在进行混凝土的浇筑过程中, 处于一个暴露的状态, 受到外部因素的影响, 比如高温或者大风天气等等, 易使得混凝土材料发生热胀冷缩等, 当混凝土材料呈现出塑性状态后, 混凝土中的水分会进一步减少, 混凝土材料变硬, 塑性收缩裂缝就此在建筑物的表面形成。塑性收缩裂缝呈不规则多边形分布, 或者大致呈互相平行状分布。裂缝之间的距离最小的有几厘米, 最大的'有十几厘米。这些裂缝刚开始都是很浅的, 逐渐会发展成为贯穿性裂缝。其预防措施有严格控制混凝土的水胶比、水泥用量和粉砂用量;在高温、大风及干燥天气下施工应采取措施保证质量。
温度应力裂缝
温度应力裂缝顾名思义, 其主要影响因素为温度。在实际的混凝土浇筑施工过程中, 常常需要一个较长的施工期, 在这段时间内, 由于昼夜温差以及室内外温差较大且混凝土结构的表面散热较快, 就会对浇筑产生影响。当温差产生的表面拉应力超过混凝土所能承受的拉应力强度就极易形成温度应力裂缝, 这种裂缝看上去并不明显, 但其实际对建筑物的稳定性和安全性影响依旧不容小觑。温度应力裂缝主要表现为不同深度的表面裂缝, 要防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度或者防止混凝土超冷以及防止老混凝土过冷, 以减少新老混凝土间的约束。
其他裂缝
这些裂缝可能与施工者的施工质量、施工的工艺或者是施工材料本身的质量与性质有关。这些方面如果不达标, 就极易形成相应的裂缝, 对建筑物的质量影响巨大。
3、裂缝成因分析
荷载因素
钢筋混凝土结构在建成后, 需要考虑到来自机构构建和来自整个建筑系统的荷载。这些外荷载会对钢筋混凝土结构带来压力, 如果长期处在一个高于设计标准的荷载值, 就会随着时间的积累产生荷载裂缝, 这主要和动、静荷载和次应力息息相关。
温度因素
据调查研究, 我国现在使用的混凝土的线性膨胀系数表示为1×10-5/℃。当混凝土内外温差较大时, 会产生压应力, 继而产生拉应力, 当拉应力大小超过混凝土的抗压极限强度时, 就会产生裂缝。下面这个式子便可以说明温度应力与构件的关系:amax= LLyl.构件中间的最大温度便是a表示组件之间的摩擦系数为t LL;l表示构件长度。而影响到组间摩擦系数的还有水分, 但随着温度的升高, 混凝土结构内部水分就会大量蒸发, 这就致使塑性收缩裂缝加速形成, 如果在外界没有补充水分的条件下, 情况就会变得更糟。
施工质量因素
施工质量因素对于裂缝的形成也有很大的影响。主要涉及到的施工环节是混凝土浇筑。在混凝土浇筑过程中, 要考虑到温度等因素, 需要对混凝土结构及时补充水分。另一方面, 要根据设计图纸上标注的最大荷载控制好浇筑的量, 严格按照设计要求进行浇筑。另一方面, 在对模板进行绑扎时, 也要做得规范些, 如果绑扎的不牢, 也会导致裂缝的产生。
原材料质量因素
原材料质量是另一个关键因素。混凝土材料的水热化值、稠性等等性质都会影响到是否会产生裂缝。原材料质量好, 可以增强其自身硬度, 对于荷载以及拉应力的承受效果也就更好, 因此, 原材料质量因素在裂缝的产生问题上影响重大。
4、裂缝控制措施
严把设计关
在设计时, 要统筹考虑多种可能遇到的因素。另一方面, 应当重点考虑建筑物混凝土结构的整体刚度, 以提升整个建筑的荷载能力。此外, 还需要考虑到建筑物可能发生的不均匀沉降问题。当不均匀沉降发生时, 会产生相应的压应力与拉应力, 且会导致建筑结构在温度应力的抵抗上能力下降, 因此, 在对建筑的设计时需要准确的计算建筑的荷载能力并对可能发生的意外以及不可控因素进行预判, 增加设计的科学性与合理性。
严把选材关
在选材时, 要对混凝土材料的质量进行严格把控。在一般情况下, 对于大体积的混凝土应采用水热化值低的粉煤灰水泥或者矿渣水泥。同时, 为了能进一步改善水泥浆的稠度, 提高混凝土的拉伸度, 可以适量添加盐水防裂剂等外加剂。除此之外, 还应当严格按照国家标准, 根据适宜的砂率进行骨料的选择和优化处理。相关的管理人员需要对选购的材料进行核查, 要保证好材料的质量。
严把施工关
施工环节的好坏对于建筑的质量有很大的影响。因此, 需要提高施工技术, 并对施工人员的施工规范以及施工质量进行监督。在混凝土的浇筑过程中, 也要考虑到气温、风速等因素, 当面对高温环境时, 施工人员应当选择分层浇筑的方法, 借助浇筑面自身的散热功能削弱高温带来的影响。此外, 可以埋设水管, 这样既能进行物理降温, 又可以保持混凝土结构的水分, 一举两得。在浇筑过程中, 施工人员还应该考虑到钢筋结构的位置问题, 要保证钢筋结构不受混凝土浇筑工作的影响, 使得整个建筑的稳定性得到提升。例如, 建筑结构通常属于大体积混凝土, 建筑结构的梁和楼板的混凝土强度应当保持一致, 宜选用中级。在建筑结构的墙和柱的混凝土等级高于梁和板时, 节点核心区的混凝土强度的等级应当与柱和墙保持一致, 在梁和柱混凝土强度等级不同的情况下节点的做法见图1.现浇梁与楼板的混凝土强度等级应当保持一致性。在柱和墙的混凝土强度等级大于梁和板的混凝土强度时, 节点核心区的混凝土强度等级应与柱和墙相同, 梁和柱混凝土强度等级不同时节点的做法见图1.
预应力与结构设计
在最近几年的现场状况来看, 预应力结构设计应考虑到建筑物的几何结构的尺寸、预应力筋的用量以及预应力结构抗裂程度要求。在一般情况下, 在设计时取梁长的1/15, 在现有设计与施工水平下, 一般用1/18~1/20, 既可以减少用钢量, 还能减少结构自重。例如, 建筑结构的平面布置, 应当确保建筑结构平面布置的规则性, 避免平面布置形状出现突变的情况。在平面存在凹口时, 应当在凹口部位的边缘设置拉梁, 凹口周边的楼板应当适当的加厚并且对配筋进行强化, 楼板的负筋应当拉通。此外还应该按照相关规范和要求对建筑结构的长度进行控制, 在建筑结构的长度超过相关规范规定的数值时, 地下部位设置后浇带, 地上应设置膨胀加强带。后浇带通常设置在梁和楼板的1/3宽的位置, 宽度应当在800~1000mm范围内。加强带宽度一般为2000mm, 带两侧布置密孔钢丝网, 以此将带内混凝土与带外混凝土分隔开, 钢丝网垂直布置于上下层 (或内外层) 钢筋之间, 并用钢筋加固。膨胀加强带带内增设15%水平温度钢筋, 水平温度钢筋均匀布置在上下层, 内掺12%的膨胀混凝土后, 且混凝土强度等级提高一级。后浇带及加强带的设置应当将梁、墙和板完全的分开, 钢筋仍然应该连续的配置。在房屋长度超过规定的的数值比较大的情况下, 应当进行变形缝的设置。在建筑物群房和主楼的高度相差比较大的情况下, 需要在主楼和群房之间进行沉降缝或者是后浇带的设置, 这样能够有效的避免或者减少因为基础沉降而导致的裂缝的产生。
5、结语
由于建筑物和人们的生产生活息息相关, 因此, 建筑物质量的高低直接影响了人们的生命与安全财产的保障度。建筑结构的裂缝作为建筑物质量与安全性能的一大重要威胁, 需要我们采取相应的措施, 统筹考量可能引发裂缝的因素, 对其加以控制。在建筑施工设计环节, 提高设计的科学性与合理性, 对一些标准参数有一个较好的估量。此外, 在建筑施工过程中, 要加强管理, 提高施工的质量, 在选材与施工工艺的选择上把好关。总而言之, 相关施工单位应该根据裂缝的不同类型, 采取与之相对应的合理解决方案, 把安全隐患降到最低, 保障好人们的人身安全。
参考文献
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