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工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫常見(jiàn)問(wèn)題分析

2008-07-08 17:47    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是極為普遍的現(xiàn)象,其中較多的要數(shù)鋼筋混凝土構(gòu)件。實(shí)踐證明,混凝土結(jié)構(gòu)件和相當(dāng)部分裂縫是可以通過(guò)設(shè)計(jì)手段、施工措施來(lái)克服的,本文就常見(jiàn)的容易忽視問(wèn)題,引發(fā)裂縫的原因進(jìn)行歸納,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

  1、常見(jiàn)混凝土裂縫原因分析

  混凝土是一種抗拉能力極低的脆性材料,尤其工業(yè)建筑改擴(kuò)建項(xiàng)目,在施工和使用過(guò)程中,當(dāng)發(fā)生溫度、濕度變化,軋機(jī)震動(dòng)、地基不均勻沉降時(shí),極容易產(chǎn)生裂縫。近年來(lái),隨著建筑技術(shù)、建筑材料、施工工藝的發(fā)展和試驗(yàn)檢測(cè)手段的進(jìn)步,不僅重視其物理性能,同時(shí)重視其化學(xué)性能。如“AAR”堿集料反應(yīng)以及化學(xué)介質(zhì)的侵蝕會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)早產(chǎn)生裂縫,降低混凝土強(qiáng)度。

  1.1、材料質(zhì)量材料質(zhì)量問(wèn)題引起的裂縫較常見(jiàn)的原因是水泥、砂、石等質(zhì)量不好?喙こ躺嫌昧诉@些不合格的材料就會(huì)導(dǎo)致“豆腐渣工程”,所以說(shuō)只有材料的質(zhì)量關(guān)把好了,工程質(zhì)量才會(huì)在根本上得到保證。

  1.2、地基變形在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,造成開(kāi)裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定與地基變形的情況,由于地基變形的應(yīng)力相對(duì)較大,使的裂縫一般是貫穿性的。

  1.3、施工工藝施工工藝著重強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn):

  (1)水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。

 。2)混 凝 土是一種人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。

 。3)模板構(gòu)造不當(dāng),漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過(guò)拆模等都有可能造成混凝土開(kāi)裂。施工過(guò)程中,鋼筋表面污染,混凝土保護(hù)層太大或太小,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

  (4)混凝土養(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫度較大更容易產(chǎn)生裂縫。

  1.4、結(jié)構(gòu)受荷結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多,施工中和使用都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過(guò)早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過(guò)大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見(jiàn)的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30%一40%的設(shè)計(jì)荷載,就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不能察覺(jué),而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計(jì)荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻(xiàn)稱之為無(wú)害裂縫)。在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中,分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2一0.3nun.對(duì)那些寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定的裂縫,以及不允許開(kāi)裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫則應(yīng)認(rèn)為有害,需加以認(rèn)真分析,慎重處理。

  1.5、設(shè)計(jì)構(gòu)造結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開(kāi)洞、留槽引起應(yīng)力集中;構(gòu)造處理不當(dāng)現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒(méi)有設(shè)附加箍筋或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

  1.6、濕度變形裂縫普通混凝土在空氣中硬結(jié)時(shí),體積會(huì)發(fā)生收縮,由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,在早期混凝土強(qiáng)度較低時(shí),混凝土收縮值最大。因此,若構(gòu)件早期養(yǎng)護(hù)不良,極易產(chǎn)生收縮裂縫。這類裂縫,在現(xiàn)澆剪力墻、水池底、壁等工程結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)。

  1.7、徐變裂縫結(jié)構(gòu)構(gòu)件在內(nèi)應(yīng)力的作用下,除瞬時(shí)彈性變形外,其變形值隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象稱為徐變變形。據(jù)文獻(xiàn)記載受彎構(gòu)件由于徐變變形的作用,其長(zhǎng)期變形值可增加2~3倍,因變形量加大而使拉區(qū)混凝土承受拉應(yīng)力,造成裂縫的出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件因徐變會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失,降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。此類裂縫常見(jiàn)于受彎構(gòu)件的拉區(qū),其特征與承受荷載出現(xiàn)裂縫相同。

  1.8、施工方面由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多。如混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)不良或養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠;水灰比過(guò)大、水泥或外加劑加入量過(guò)大;攪拌時(shí)間不夠、振搗不實(shí);鋼筋表面污染、保護(hù)層過(guò)小或過(guò)大;任意留置施工縫且不按規(guī)定處理;后期施工擾動(dòng)前期混凝土;構(gòu)件內(nèi)外溫差大,未采取有效措施;在不宜施工的氣候條件下,勉強(qiáng)施工;冬季施工未采取防凍措施等。

  2、預(yù)防措施

  2.1、材料選用

 。1)水泥:應(yīng)選用水化熱較低的水泥,嚴(yán)禁使用安全性不合格水泥。

 。2)粗骨料:宜用表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬的石料。級(jí)配良好,孔隙率小,無(wú)堿性反應(yīng);有害物質(zhì)及粘土含量不超過(guò)規(guī)定。

 。3)細(xì)骨料:宜用顆粒較粗、孔隙較小,含泥量較低的中砂。

 。4)外摻料 :宜采用減水劑等外加劑,以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮。

  2.2、配料

  (1)配合比設(shè)計(jì):采用低水灰比、低用水量,以減少混凝土的收縮。

 。2)禁止任意增加水用量。

  (3)配制混凝土?xí)r計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確,要嚴(yán)格控制灰比和水泥用量,攪拌要均勻,離析的混凝土必須重新拌勻后,方可澆灌。

  2.3、配筋鋼筋配置應(yīng)嚴(yán)格按施工圖施工,尤其重視以下各點(diǎn):

 。1)從塑性鉸區(qū)延性考慮鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用,必須考慮對(duì)構(gòu)件抗裂性能的影響,做到強(qiáng)度弱梁。

 。2)鋼筋位置要正確。保護(hù)層過(guò)大或過(guò)小都可能導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂,鋼筋間距過(guò)大易引起鋼筋之間的混凝土開(kāi)裂。

  2.4、模板工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防,在模板工程中應(yīng)注意以下各點(diǎn):

 。1)模板構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。

  (2)模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動(dòng)荷載)作用下,模板變形過(guò)大造成開(kāi)裂。

 。3)合理掌握拆模時(shí)間,拆模時(shí)間不能過(guò)早,應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或開(kāi)裂。但也不能太晚,盡可能不要錯(cuò)過(guò)混凝土水化熱峰值。

  2.5、混凝土澆筑

 。1)混凝土澆筑時(shí)應(yīng)防止離析顯現(xiàn),振搗應(yīng)均勻、適度。

  (2)加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的條件下,更應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)澆水養(yǎng)護(hù)有困難時(shí),或者不能保證其充分濕潤(rùn)時(shí),可采用覆蓋保溫等方法。

  2.6、施工技術(shù)

 。1)加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收工作,基坑開(kāi)挖后及時(shí)通知勘察及設(shè)計(jì)單位到場(chǎng)驗(yàn)收。對(duì)較復(fù)雜的地基,設(shè)計(jì)方在基坑開(kāi)挖后應(yīng)要求勘察補(bǔ)鉆探,當(dāng)探出有不利地質(zhì)情況時(shí),必須先對(duì)其加固處理,并經(jīng)驗(yàn)收后,方可進(jìn)行下一步施工。

  (2)開(kāi)挖基槽時(shí),要注意不擾動(dòng)其原狀結(jié)構(gòu)。合理安排施工順序。相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時(shí),一般應(yīng)先施工較深基礎(chǔ),以防止基坑開(kāi)挖破壞已建基礎(chǔ)的地基。

  在現(xiàn)代建筑施工過(guò)程中,鋼筋混凝土工程尤為顯見(jiàn),因?yàn)橹匾曚摻罨炷猎谑┕み^(guò)程中的各類問(wèn)題,有利于建筑行業(yè)的發(fā)展,更有利于施工的安全及工程的實(shí)用性。混凝土裂縫問(wèn)題一直嚴(yán)重困擾著混凝土的施工質(zhì)量,在混凝土生產(chǎn)以及施工過(guò)程中有針對(duì)性地采取預(yù)防措施,盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫,或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,特別是避免有害裂縫的出現(xiàn),以確保工程質(zhì)量,使建筑物具備良好的耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

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