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全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因及防治
- 評(píng)論：0 瀏覽：3416 發(fā)布時(shí)間：2006/5/11
- 隨著全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系的日益成熟，其在西北地區(qū)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。西北地區(qū)氣候干燥，使得全線澆結(jié)構(gòu)中的裂縫問(wèn)題越來(lái)越突出，裂縫問(wèn)題也越發(fā)引起人們的關(guān)注。本文擬對(duì)全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)砼的裂縫情況作一些簡(jiǎn)單的討論。
1、砼收縮裂縫：砼施工中為保證砼的和易性，砼中加入的水分往往是水泥水化作用所需水分的4~5倍。這部分游離水蒸發(fā)后，在砼內(nèi)部留下許多毛細(xì)孔，砼會(huì)產(chǎn)生體積收縮，這種變形稱為游離水蒸發(fā)收縮。另外水泥水化作用也會(huì)引起砼的體積收縮，這種變形稱為砼自收縮。砼的這種本身存在微細(xì)裂縫是它的一種特性。
根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，砼的最終收縮量約為0.002%~0.0045%，砼收縮質(zhì)的大小和水泥品種、勇量、拌和水量、骨料規(guī)格、振搗密實(shí)性和養(yǎng)護(hù)好壞有關(guān)。如潮濕條件下養(yǎng)護(hù)的砼，其收縮值比在干燥條件下的砼收縮量減少6%~8%。施工中常見(jiàn)的砼收縮裂縫有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、干燥收縮裂縫3種。
1)塑性收縮裂縫：此種裂縫一般在干熱或刮風(fēng)天氣易出現(xiàn)，裂縫一般為中間寬、兩端細(xì)且長(zhǎng)短不一，互不連貫。裂縫產(chǎn)生的原因是由于砼在塑性狀態(tài)時(shí)，剛開(kāi)始終凝，而由于天氣太炎熱，陽(yáng)光直射、刮大風(fēng)等原因，使砼表面水分蒸發(fā)過(guò)快砼表面產(chǎn)生急劇的體積收縮，此時(shí)砼尚未有強(qiáng)度或強(qiáng)度很低，故而在砼表面產(chǎn)生互不連貫的龜裂�？刂拼朔N裂縫的主要措施有：
（1） 嚴(yán)格控制砼的配合比、水回比和砂率，宜摻加高效減水系來(lái)增加砼的塌落度和和易性；
（2） 將基層和模板澆水均勻濕透。
（3） 砼澆灌后及時(shí)覆蓋，終凝后盡早進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；
（4） 如與風(fēng)季，徐設(shè)置黨風(fēng)設(shè)施。
2）沉降收縮裂縫:此種裂縫產(chǎn)生的主要原因時(shí)砼澆筑后，骨料顆粒沉降，水泥漿上浮，受到鋼筋或預(yù)埋件獲大骨了的阻擋使砼相分離。此外，砼本身材料不均勻沉降也可以引起裂縫。控制和防止此類裂縫的方法有：
（1） 可采用稠度適當(dāng)?shù)牡土鲃?dòng)性砼；
（2） 加強(qiáng)砼的振搗，不能發(fā)生漏振現(xiàn)象；
（3） 對(duì)于斷面相差大的結(jié)構(gòu)物和砼剪力墻孔洞處，現(xiàn)澆管較深部位，靜止1~2h，讓砼沉降后，在與斷面或孔洞上部砼一起澆筑；
（4） 初凝前兩次振道和兩次抹壓砼表面。
3）干縮收縮裂縫：多在砼養(yǎng)護(hù)完畢一段時(shí)間后才出現(xiàn)，為表面性的較淺的裂縫，多嚴(yán)短方向分布。裂縫產(chǎn)生的原因主要是砼養(yǎng)護(hù)不周，受風(fēng)吹日曬，使表面水分散失過(guò)快，而砼內(nèi)部濕度變化小，表面干縮變形受到砼內(nèi)部的約束，而產(chǎn)生較大拉應(yīng)力后產(chǎn)生裂縫。此類裂縫的防治措施主要有：
（1） 嚴(yán)格控制砼配合比，提高砼抗裂度；
（2） 加強(qiáng)砼結(jié)構(gòu)的早期養(yǎng)護(hù)和覆蓋，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間；
（3） 采取密封保水養(yǎng)護(hù)措施；
（4） 適當(dāng)位置設(shè)置收縮縫；
（5） 發(fā)現(xiàn)砼結(jié)構(gòu)有微小裂縫，應(yīng)馬上灑水養(yǎng)護(hù)。
2、 溫度裂縫：主要由于砼內(nèi)外溫差過(guò)大而引起，當(dāng)砼的結(jié)構(gòu)厚度超過(guò)2.0M時(shí)，其在硬化期間將釋放大量的水化熱，但其結(jié)構(gòu)厚度又較使其水化熱無(wú)法盡快釋放內(nèi)部溫度急劇上升，一般在砼澆筑完后72h達(dá)到最高溫度。此時(shí)，砼表面散熱較快鄭重內(nèi)外溫差是砼產(chǎn)生溫度應(yīng)力的主要因素，當(dāng)溫差超過(guò)25度時(shí)所形成的溫度應(yīng)力大于砼這個(gè)階段的抗拉應(yīng)力從而形成裂縫，此種裂縫可稱為內(nèi)約束裂縫。另一方面當(dāng)砼后期均勻降溫時(shí)，砼由于自身的收縮特性，會(huì)收到地基、老砼墊層等的約束，在砼內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，此種裂縫可稱為外約束裂縫。外約束裂縫一般發(fā)生在施工后2~3個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間，多在結(jié)構(gòu)中部產(chǎn)生，裂縫澆甚或是貫穿性的，可以破壞結(jié)構(gòu)的整體性。針對(duì)上述兩種主要的溫度裂縫，應(yīng)采取以下幾種防治措施：
1）內(nèi)約束裂縫：
（1） 原材料控制：水泥擬選用礦渣水泥或低標(biāo)號(hào)水泥盡量降低水泥的水化熱；若遇炎熱天氣施工時(shí)應(yīng)對(duì)砼骨料進(jìn)行降溫處理；采用粉煤灰技術(shù)替換部分水泥用量及增加砼的后期強(qiáng)度，也減少了水化熱的產(chǎn)生。
（2） 砼澆筑控制：砼應(yīng)分層澆筑，振搗密實(shí)。其分層澆筑厚度不宜大于50cm，便于砼的及時(shí)散熱。
（3） 砼的養(yǎng)護(hù)控制：應(yīng)遵循以下原則即內(nèi)外溫差不超過(guò)25度；降溫梯度不得大于2度/天，延緩降溫速度。養(yǎng)護(hù)時(shí)加強(qiáng)保濕保溫處理。
（4） 砼配合比控制：配合比控制中除了原材料控制外還應(yīng)注意以下問(wèn)題合理規(guī)定砼的水回比；摻加相應(yīng)的外加劑；
（5） 盡量利用砼的自身特性比如應(yīng)力松弛效應(yīng)，采取長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù)，規(guī)定合理的拆模時(shí)間等措施。
2）外約束控制：
（1） 主要采取控制砼的澆筑溫度、溫升、減少溫差、改進(jìn)施工操作工藝、改善結(jié)構(gòu)約束入手來(lái)消減溫度應(yīng)力；
（2） 改善骨料級(jí)配摻加塊石；
（3） 拌和水摻冰降低水溫，對(duì)骨料預(yù)冷降溫，以便于降低砼的入模溫度；
（4） 對(duì)于大體積砼而言，可采用循環(huán)冷水管對(duì)砼進(jìn)行降溫，使其內(nèi)外溫差不超過(guò)25度；
（5） 合理分縫分塊，對(duì)較長(zhǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置后澆帶；對(duì)基巖或老砼墊層應(yīng)在表面哦鋪設(shè)50~100MM砂墊層，以消除基巖約束和嵌固作用；
（6） 應(yīng)當(dāng)適當(dāng)配置溫度鋼筋，減少砼溫度應(yīng)力；
（7） 加強(qiáng)砼的養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間和拆模時(shí)間，是砼表面緩慢冷卻。
3、砼沉陷裂縫：此類裂縫產(chǎn)生的原因主要是應(yīng)為結(jié)構(gòu)構(gòu)件坐落在未經(jīng)處理或軟弱地基上。砼澆灌完后，因地基侵水引起不均勻沉降而導(dǎo)致。另外，砼因模板剛度不足，支撐間距過(guò)大或底部松動(dòng)以及過(guò)早拆模也可以引起沉陷裂縫，此類裂縫的主要表現(xiàn)形式多位深進(jìn)或貫穿性，其位置與沉陷方向一致，較大的沉陷裂縫往往有一定的錯(cuò)位，裂縫寬度與沉陷值成正比。對(duì)于此類裂縫的防治措施主要有：
1）加強(qiáng)地基處理質(zhì)量的控制，確保地基承載力及均勻沉降滿足上部結(jié)構(gòu)要求；
2）保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，支撐牢固并使地基受力均勻；
3）防止砼澆灌過(guò)程中模板和地基被水侵泡
4、其他施工裂縫：常見(jiàn)的其他施工裂縫主要有模板變形裂縫、施工荷載裂縫、柱頂不均勻下陷裂縫、環(huán)境異常裂縫等，現(xiàn)將這些裂縫產(chǎn)生的主要原因敘述如下：
1）模板變形裂縫：主要由于模板支楞間距過(guò)大，模板產(chǎn)生彎曲變形，造成局部下凹使其砼在板柱或板梁交界處產(chǎn)生裂縫，裂縫形式主要表現(xiàn)為沿柱梁向裂縫。此類裂縫防治的主要措施主要有：增強(qiáng)模板的抗彎剛度，適當(dāng)布置支撐木楞，防止砼運(yùn)輸?shù)醵废铝蠒r(shí)過(guò)于集中，造成局部荷載變大使模板變形。
2）環(huán)境異常裂縫：產(chǎn)生此類裂縫的主要原因是由于溫度、濕度、風(fēng)力等天氣因素異常而使砼產(chǎn)生的裂縫。一般而言這類裂縫的主要表現(xiàn)形式為龜裂，在砼澆筑完畢后4小時(shí)左右產(chǎn)生。在水會(huì)比較大、礦渣水泥使用梁較多時(shí)更易出現(xiàn)。此類裂縫的主要防治措施主要包括：砼表面的保溫保濕、覆蓋養(yǎng)護(hù)等對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫銀匠裂縫剔開(kāi)，在縫內(nèi)抹補(bǔ)縫砂漿，進(jìn)行封閉處理。
3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類裂縫：產(chǎn)生此類裂縫的主要原因是設(shè)計(jì)考慮不周所致，比如梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋過(guò)密、大截面梁腰筋數(shù)量太少、以及超靜定結(jié)構(gòu)中對(duì)各個(gè)構(gòu)件的剛度考慮不周形成剛度過(guò)于懸殊等，此類裂縫的預(yù)防措施主要是:全面熟悉圖紙，對(duì)誘引裂縫出現(xiàn)的各種因素進(jìn)行分析，盡早提出預(yù)防措施，對(duì)于施工中無(wú)法解決的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)向設(shè)計(jì)單位提出，共同協(xié)商解決。
5、其他裂縫防治措施：全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系中因?yàn)橛绊懸蛩貜?fù)雜、裂縫形式多樣，但萬(wàn)變不離其宗就其本質(zhì)而言無(wú)外乎結(jié)構(gòu)類裂縫和非結(jié)構(gòu)類裂縫�，F(xiàn)就砼裂縫的其他防治措施簡(jiǎn)要敘述如下：
1） 摻加纖維控制裂縫法：在砼中拌制短纖維攪拌均勻，按常規(guī)方法澆筑成型。因?yàn)槔w維的存在，可減少砼早期塌落度收縮；提高砼的抗拉強(qiáng)度，減少早期微裂縫的發(fā)展；較少砼的干縮；增加砼的密實(shí)性、保護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋，延緩砼炭化速度。所摻加纖維宜選用抗拉強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、價(jià)格相對(duì)便宜的合成纖維或港纖維，纖維長(zhǎng)度月為10~20MM直徑為100um，用量約為砼體積的0.1%。
2） 外加劑及控制裂縫法：外加劑控制裂縫的基本原理是使砼產(chǎn)生一定量的膨脹，在鋼筋和鄰位的約束下，在結(jié)構(gòu)中建立了預(yù)壓應(yīng)力，這一壓力可大致抵消砼在硬化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，從而消除或減小砼因?yàn)槠渌蚨纬傻膬?nèi)應(yīng)力，避免或減少裂縫的發(fā)生，使砼結(jié)構(gòu)更加密實(shí)。當(dāng)砼后期處于干燥狀態(tài)或大體積砼處于降溫時(shí)初中期的膨脹可抵消后期的全部或部分收縮，從而使砼具有抗裂功能。一般而言為了控制砼裂縫而摻加的外加劑應(yīng)使砼具有補(bǔ)償收縮性能，具有導(dǎo)入自應(yīng)力和提高砼密實(shí)的性能。
全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)裂縫形式多樣、產(chǎn)生原因復(fù)雜，本文僅對(duì)本人在工作中遇到的一些裂縫問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的歸納和分析，并提出了這些裂縫的防治措施。隨著全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在西北地區(qū)的廣泛應(yīng)用，還會(huì)出現(xiàn)新的裂縫問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。
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