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混凝土裂缝论文精选(九篇)

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混凝土裂缝论文

第1篇:混凝土裂缝论文范文

关键词:混凝土裂缝;成因;预防

一、混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段,其原因复杂多变,一般可分为无害裂缝和有害裂缝两大类。无害裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下,这种砼本身固有的微观裂缝,荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。有害裂缝宽度在0.05mm以上,并且认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展,为最终宽度。

二、混凝土裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的。

(一)砼的收缩

收缩是砼的一个主要特性,对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展,则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。产生收缩裂缝的原因,一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产生的裂缝。多为规则的条状,很少交叉。常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积砼中,梁、板、柱等小块体构件,预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在大气中的构筑物,影响更大。如不加以防止,可能会造成严重后果。

(二)混凝土材料及配合比

配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等,这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示:用水量不变时。水泥用量每增加10%,混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度降低20%,混凝土与钢筋的粘结力降低10%。合肥市近两年发现不少商品混凝土浇捣的楼板出现裂缝,总结的原因有如下方面:

1、粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。

2、骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。

3、混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。

4、水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。

5、水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。

(三)施工及现场养护原因

1、现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。

2、高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。

3、对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。

4、大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。

5、现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。

6、现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。

7、现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。

这些因素都会造成砼较大的收缩,产生龟裂裂缝或疏松裂缝,致使砼微观裂缝迅速扩展,形成宏观裂缝。

养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下,砼硬化正常,不会开裂,但只适用于试块或是工厂的预制件生产,现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到,现场砼养护越接近标准条件,砼开裂可能性就越小。

(四)使用原因(外界因素)

1、构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。

2、使用荷载超负。

3、野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。

4、周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。

5、意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

三、混凝土裂缝预防措施

根据砼裂缝成因,采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法,归纳起来,可以从以下几个方面着手:

1、设计

在设计上要注意到那些容易开裂的部位,如深基与浅基、高低跨处等,应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节,在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下,钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

2、施工方案

好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外,分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意,一般来说,因尽量留在变截面处,或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区,确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工,则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。

3、施工质量

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝,则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此,施工阶段是裂缝预防的主要阶段,在施工阶段要注意以下几个问题:首先砼要有合适的配合比,选择合适的配合比,不仅要满足强度要求、施工要求,还要从防止产生裂缝的需要出发。其次适当地选择好水灰比,在满足强度要求的原则下,尽可能减少水泥用量。其次钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固,以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除,以免影响粘结力。最后是浇筑、振捣操作合理,特别是振捣操作技术,往往不被人们重视。过分地振捣对砼均匀性有害,振捣不足也不能保证砼应有的密实度,要恰到好处。

4、养护

养护的目的是使砼正常硬化,强度增长,不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温,缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力,阻力裂缝的产生。

第2篇:混凝土裂缝论文范文

关键词:混凝土;裂缝;原因;防治;处理

1混凝土裂缝产生主要原因

1.1人为因素

(1)设计不当产生的裂缝。为追求建筑物的外观样式,建筑物表面存在过多凹凸角,产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物,很易出现伸缩裂缝。此外,因设计的承重板件厚度太小,刚度减弱,板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大,致使板件出现穿透性裂缝。(2)混凝土材料使用不当产生的裂缝,比如:使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。(3)施工方法不规范会导致混凝土产生裂缝。

1.2客观原因

(1)温度应力引起裂缝,目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。(2)收缩引起裂缝,收缩有很多种,包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。

2防治

2.1温度的控制

(1)尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

(2)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,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。

(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。

(4)改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。

(5)改善混凝土的搅拌加工工艺,在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。

(6)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热或采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。

(7)如果是大体积混凝土,因为温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,所以在混凝土中埋设水管,通入冷水降温,减小混凝土的内外温差,减小约束。

(8)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,浇筑混凝土时,预留温度收缩缝。

(9)是减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。

(10)是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。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,以防止寒潮袭击。

(11)在混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。

(12)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。

2.2采用合理的施工方法

(1)混凝土的拌制,要严格控制原材料计量准确,同时严格控制混凝土出机塌落度,要尽量降低混凝土拌合物出机口温度。

(2)混凝土浇注过程质量控制。浇注过程中要进行振捣方可密实,振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜,间距要均匀,以振捣力波及范围重叠二分之一为宜,浇注完毕后,表面要压实、抹平,以防止表面裂缝。另外,浇注混凝土要求分层浇注,分层流水振捣,同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注,若由于工程需要在夏季施工,则尽量避开正午高温时段,浇注尽量安排在夜间进行。混凝土在实际温度养护的条件下,强度达到设计强度的75%以上,混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内,预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。在混凝土在拆模后,特别是低温季节,在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大,引起裂缝。另外,当日平均气温在2~3d内连续下降不小于6~8℃时,28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。

2.3设计部门应明确建筑物的安全第一的宗旨

在保证安全的前提下对建筑物的实用性、装饰性进行改进,不可片面追求建筑物的经济性和装饰效果。

2.4混凝土材料方面

(1)选用收缩性较低的水泥,合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。一般情况下,水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土,使用强度等级为42.5的水泥比较合适,可以达到合理的水灰比,保证施工质量。切记不能只为片面追求经济效益,使用高标号水泥、大水灰比的配合比。在现场一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥库,严禁不同厂家的水泥混用。

(2)选用级配良好的粗、细骨料,粗骨料中针片状石子严禁超标,细骨料不能使用细砂,含泥量严格控制在规范要求以内。尽量选用收缩率小的骨料。夏季骨料温度高时,采用洒水等降温措施,减缓混凝土水化反应速度,降低混凝土入模温度。

3.1表面处理法

包括表面涂抹和表面贴补法。表面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。

3.2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(〉0.3mm),作业简单,费用低。宽度小于0.3mm、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。

3.3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。

3.4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、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验、钻心取样试验、压水试验、压气试验等。

4混凝土裂缝控制案例分析

4.1在建工程发生裂缝描述

某小区在建某栋楼为六层砖混结构,在砌砖基础前用商品混凝土做300mm厚垫层,其中商品混凝土的配比及相关参数如下:该商品混凝土强度等级为C15,落度为110-130mm,水泥强度等级为P32.5,细骨料的细度模数为2.5,粗骨料最大粒径为31.5mm,,减水剂掺量为1.6%,掺平电Ⅰ级粉煤灰.混凝土的配合比为:水泥:细骨料:水:掺合料:外掺剂=257:739:1156:180:64:4.0(每M3)。混凝土浇筑完毕后,又按照要求对其进行了规定时间的养护。但是,在垫层的某些部位还是出现了一定程度的裂缝。经现场检查发现,裂缝大部分属表面裂缝,长短不等,尺寸在20mm-400mm之间,多出现在拐角等部位,形状没有任何规律。结构内部将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。

4.2初步处理措施

基础混凝土垫层存在部分严重收缩缝,经勘察为表面收缩裂缝。对于基础混凝土垫层存在部分收缩裂缝问题,采用人工沿裂缝每边各50mm凿除,用水冲洗干净后,用C20细石混凝土重新浇筑,待终凝后浇水养护。完毕后使聚合砂浆保持一定时间的湿润状态,初凝后养护7天以上。实践结果证明,对于混凝土垫层,该加固处理方法能取得良好的效果。

4.3以后施工过程中裂缝的防治措施

(1)混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有关,应严格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。

(2)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,可掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性。

(3)在炎热环境中降低混凝土表面温度,如用冷水拌合、覆盖模板及底板、避开一日中最热时间施工等。

第3篇:混凝土裂缝论文范文

2.无害裂缝与有害裂缝的区分

水泥砼裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段,其原因复杂多变,从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。

微观裂缝是指肉眼看不到的、水泥砼内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下,但是要比肉眼可见的即宏观裂缝多得多。这种水泥砼本身固有的微观裂缝,在荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用渗水观察,一定压力的水可以从水泥砼内部的裂缝中渗透出来。

宏观裂缝宽度在0.05mm以上,并且认为宽度(最终宽度,即裂缝不再扩展的宽度)小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的;继续发展可能会影响到结构性能、使用功能和耐久性的裂缝称为有害裂缝。本文中的裂缝指有害裂缝。

3.有害裂缝的区分有害裂缝按照成因可分为以下几种:

3.1收缩裂缝。在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起水泥砼收缩而产生的裂缝。多为规则的条状,很少交叉。常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积水泥砼中,梁、板、柱等小块体构件,特别是预应力构件极少产生收缩裂缝。水泥砼收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在大气中的构筑物,影响更大。如不加以防止,可能会造成严重后果。

3.2超载裂缝。水泥砼构件超荷载使用时,造成变形、失稳或因疲劳等原因产生裂缝。一般均发生在构件受弯矩最大的部位,成条状,但分布不象收缩裂缝那样均匀,扩展方向也相反,一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。产生超载裂缝的原因,往往是施工阶段在构件上不适当地施加施工荷载或者是上部建筑过早施工。另外,温度应力影响也是原因之一。

3.3沉降裂缝。因地基差异沉降或构件接合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种水泥砼裂缝,多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直,或成30°~40°角方向发展,宽度因荷载大小而异,与沉降值成比例。沉降裂缝危害极大,并且极难处理。因此必须在设计上采取有效措施,施工、使用中也要加强观测、监视。

3.4龟裂裂缝施工阶段因配料、搅拌、浇筑、养护等各环节的操作不当均能产生,其中以养护环节为关键。裂缝成龟壳状或散射状,无规律,长度、宽度也不一致。

3.5疏松裂缝。水泥砼浇筑时因下料不均,致使水泥砼材料离析,或因漏振、过振而产生的疏松状态裂缝。如果它延续到水泥砼表面,则容易发现,如果只产生在水泥砼内部,则不能直接表现出来。这种疏松带长度不等,视下料或振捣情况而异。

4.砼有害裂缝的成因

4.1与设计方面有关的裂缝。(1)超过设计荷载范围和未考虑到的。(2)设计的构件截面不足、钢筋用量不足、配置位置不当。(3)建筑结构沉降差异、地震、风力考虑不周。(4)温度应力和砼收缩应力,估计不足。

4.2与环境条件有关的裂缝。(1)环境温度和湿度的变化。(2)各结构、构件区域温度差异过大、冻融、冻胀不一致。(3)内部钢筋锈蚀、火灾时表面遭受高温。(4)酸碱、盐类化学侵蚀,冲击、振动等影响。

4.3与各种材料性质和配合比有关的裂缝。(1)水泥的非正常凝结(受潮水泥和水泥温度过高)。(2)水泥的非正常膨胀、氧化镁、氧化钙过高,含碱量过高。(3)水泥的水化热不正常。(4)骨料含泥量过大,级配不良。(5)使用碱活性骨料和风化岩石及砼自身收缩。(6)混凝土配比不当(水泥用量过大、水灰比过大、用水量大、水胶比大、砂率过大)。(7)选用水泥品种不当,外加剂不当和匹配不当,外加剂掺量过大。

4.4与施工有关的裂缝。(1)拌和不均匀,搅拌时间不足或过长,拌和后浇筑时间过长,泵送时增加了用水量和水泥用量。(2)浇筑顺序有误、浇筑不均匀、振动赶浆、钢筋过密。(3)捣实不良、坍落度过大、粗骨料下沉、泌水、砼表面强度过低就进行下一道工序施工、连续浇筑时间过长、接茬处理不当。(4)钢筋搭接锚固不良、钢筋预埋件扰动和钢筋保护层不够。(5)模板变形、漏浆、渗水、刚度不够、下沉、过早拆除和拆除不当。(6)砼硬化前、遭受扰动或承受荷载。(7)养护条件不到位和养护不及时或时间过短。(8)养护之前遭受急剧干燥(日晒、大风、冻害)。(9)砼表面抹压不及时和抹压时间不当。(10)大体积砼内部温度与表面温度、环境温度差异过大。

5.本工程对有害裂缝的控制方法按照本工程的特点,我们通过重点控制以下几项措施,最大限度的减少胸墙砼有害裂缝。

5.1设计。(1)配筋设计时,改变传统的深梁式理论,采用全新的实体元理论;从而改变了以往工程中只在轨道梁下方配筋的方式,在胸墙整个断面大范围配筋,从而整个增强了胸墙的整体性。(2)每个沉箱上方设置两段胸墙,设计长度由24.03m/段改为12.015m/段,从而减少了每段胸墙的体积。

6.2环境。(1)砼浇注前,听取天气预报,雨雪天、大风天不施工。(2)砼浇注前,使用淡水冲刷底面。(3)砼浇注前,使用钢丝刷对下层钢筋除锈,防止内部钢筋锈蚀。

6.3原材料和配合比。(1)砂石料进场前必须经过砼供应商和施工方两级检验,各项指标合格后方可进场使用。(2)比较选择水化热较低且性能较稳定的普通硅酸盐水泥水泥。本工程通过比对实验,确定采用三菱水泥。(3)适当延长混凝土的凝结时间,使内部的热量在混凝土凝结之前较多的散出;降低了混凝土凝结后内部水化热峰值,减小混凝土的内外温差。(4)配合比依据《水运工程混凝土施工规范》(JTJ268-96)和《水运工程混凝土质量控制标准》(JTJ269-96)进行设计,配合比设计采用三级配,设计坍落度80~100mm。

5.4施工

5.4.1砼浇注。浇筑时控制落灰高度不大于2米、均匀下灰人工平仓,避免粗骨料堆积。采用插入式振捣棒分层振捣,操作时快插慢拔,振点呈梅花形均匀排列,每一振点振至表面不再翻浆为止,振捣顺序为从模板处开始,先外后内,移动间距不大于25cm,分层振捣时应插到下层砼中不低于5cm,不得漏振、过振。并且在砼浇筑过程中,安排专人经常检查模板支立的稳固性。严格控制坍落度,每次浇注时现场实测坍落度,控制在80mm~100mm,若发现坍落度过大现象,则在规范允许范围内适量减水。顶层胸墙浇注前,先用淡水润湿底层砼表面,以利于上下层砼更好的结合。砼浇注完成后,将上部因振倒产生的浮浆刮除、清理干净。

5.4.2分层浇注。为保证前沿线顺直,标高满足设计要求,胸墙分两层浇注。顶层胸墙浇注前,底层胸墙顶面必须进行凿毛处理,凿毛时间选择在砼强度达到设计强度30%以后进行,全部采用人工进行,以露出1/3石子为宜。图2加强沉降位移观测,在底层胸墙相对稳定时及时浇注顶层胸墙,以减少两层胸墙浇注的间隔时间。

5.4.3面层砼掺加聚丙烯网状纤维。胸墙顶面300mm厚范围内设置分散状聚丙烯纤维,纤维直径为18μ,纤维长度为12mm,纤维数量为3亿根/Kg,抗拉强度为300MPa,用量为0.6Kg/m3。聚丙烯网状纤维是以聚丙烯为原材料,通过特殊工艺制造而成的。其外观为多根纤维单丝相互交连而成网状结构。当聚丙烯网状纤维投入到混凝土后,在混凝土搅拌过程中,纤维单丝间的横向连结经混凝土自身的揉搓和摩擦作用而破坏,形成纤维单丝或网状结构充分张开,从而使砼更好的连结。图3同钢纤维相比,聚丙烯网状纤维在充分分散后获得的聚丙烯纤维单丝具有细度大、数量多的显著优势,加之聚丙烯纤维自身所具备的不吸水、抗酸碱能力强和弹性模量与混凝土相当等特性,能明显抑制或减少因混凝土塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的裂缝。

5.4.4预埋铁件周围绑扎细钢筋。按照以往经验,预埋铁件四角易出现45°应力裂缝。本工程中,所有预埋铁件四周均绑扎埋设8钢筋扎成的钢筋网片,网片分上下两层埋置。

5.4.5养护。胸墙砼浇注完毕后,清理掉顶面的浮浆,终凝后及时进行养护;顶面及前后墙均覆盖土工布并保持湿润。按照规范要求,养护时间不少于14天,并有完整的养护记录。

6.防治效果通过对裂缝产生原因进行深入的分析,有针对性的采取了治理措施,目前为止,本工程胸墙顶面及墙面未发现有害裂缝。

7.体会

7.1正确区分无害裂缝和有害裂缝,对指导工程施工具有重要意义。

7.2严格按照规范要求控制各工序,对于防治质量通病有重要作用。

8.3科学技术的不断发展(如本工程掺加的聚丙烯纤维),能够对质量通病的防治带来积极影响。

第4篇:混凝土裂缝论文范文

花坝子二级电站位于云南省文山州与红河州交界的那么果河河段上。电站厂址位于马关县八寨镇毛草寨村上游约1.0km处,地理坐标为东经103°57′08″,北纬23°00′50″。工程区距马关县浪桥乡31.0km,距马关县八寨镇44.0km,距马关县城73.0km,距州府所在地文山92.0km,距昆明412.0km。厂区和坝址区有乡村四级公路与马关县国营健康农场和浪桥乡相通,交通极为便利。

花坝子二级电站坝址多年平均流量19.7m3/s,采用拦河坝取水,本电站不具备调节能力,但二级电站拦河坝距一级电站厂址仅2.4km,一级电站有调节库容6204万m3,为年调节水库。因此一级电站水库实际上对二级电站进行了年调节。拦河坝设计坝体为浆砌石重力式拦河坝。浆砌石重力坝坝顶高程548.5m,坝顶长21.4m,相应库水位547.0m。电站设计发电水头44.0m,装机容量2×8.0MW,主要建筑物有拦河坝、引水隧洞、压力池、地面厂房等。引水隧洞、主、副厂房及升压站等均布置于河谷左岸。

2引水隧洞工程概况

花坝子二级电站引水隧洞总长1712.4m,为城门洞型无压隧洞,开挖断面面积32.9m2,过水断面面积24.5m2,隧洞设计底坡1/1000,设计引水流量43.3m3。隧洞沿线属溶蚀侵蚀中山地貌和岩溶峡谷地貌;出露地层主要有寒武系上统∈3x、∈3t、∈3b和第四系,寒武系地层岩性主要为白云质灰岩、泥质条带灰岩,局部夹泥质粉砂岩,第四系由el+dlQ碎石质土、粘土、亚粘土和ColQ块石、碎石及亚粘土组成;地质构造主要为F31断层,断层于隧洞进口段穿过,断层附近岩石较为破碎,挤压褶皱发育,岩体完整性差;隧洞沿线一带地下水类型主要为岩溶裂隙水为主。

隧洞埋深9~150m,隧洞进出口段由于受F31断层影响和岩性的变化,出口段岩性以∈3x页岩、泥质粉砂岩为主。围岩稳定性差~不稳定,围岩类别为Ⅳ类。中间段围岩条件相对较好,围岩主要属稳定性差Ⅲ类围岩,局部洞段可达基本稳定Ⅱ类围岩。

隧洞出口标段(1+712~1+200段)于2005年7月12日开始断面开挖,由于工程区处于雨季多发时节,降雨频繁,再加之受地质条件影响,塌方严重,到7月底施工方仍未进入正常施工阶段。8中旬,经业主方和施工方的共同协商,同意隧洞出口采用局部先衬砌后开挖(1+703.5~1+693.5段)的办法进行施工。为了减少投资,与季节性降雨抢时间,缩短工期,经业主同意,决定不采用文山州水利水电勘察设计院的设计,改由业主自行设计对该段隧洞进行全断面钢筋混凝土衬砌,隧洞边墙混凝土最大厚度120cm,最小厚度45cm,拱顶混凝土厚度45cm。该单元工程于8月24衬砌结束,并在业主方的强烈要求下于9月6日开始对该段隧洞顶部进行土方回填。经观察,回填后不到一个星期,隧洞起拱位置边缘和拱顶开始出现纵向裂缝,裂缝大小共计10余条,平均裂缝宽度5~7mm。到目前为至,尚未就裂缝进行任何处理,隧洞周围也未出现新的裂缝,隧洞工程现在按超前支护方法继续进行施工。

3引水隧洞混凝土裂缝成因分析

裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。本人作为当时工程的设计人员和现场施工技术负责人,现就该工程出现的混凝土裂缝成因做出如下分析:

3.1设计原因

因为设计中隧洞的拱圈采用的是半圆拱,混凝土等级采用C20混凝土,分析认为是设计结构中的断面突变而产生的应力集中造成构件裂缝的和混凝土等级过高造成的裂缝可能性均不大。故认为:

1.在设计中隧洞拱顶构造钢筋配置过少或过粗(8#槽钢)等引起构件裂缝。

2.在设计中未充分考虑混凝土构件在掺外加剂情况下的收缩变形。

3.2材料原因

1.粗细集料:因施工场地狭窄,砂石料场没有进行全面清理,加之在雨季施工,并且砂石料均用装载机进行上料,致使砂石料含泥量过大,加之由于砂料加工期间,设备运转不正常,加工的集料颗粒级配不良,在混凝土施工过程中采用了不恰当的间断级配,造成混凝土收缩的增大,诱导了裂缝的产生。

2.骨料粒径:由于碎石加工中找不到理想的石灰岩作料场,采用了炭泥质灰岩作料场,使得加工出来的碎石块径级配不均匀,粉尘也较多,针片含量较大,使得混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。

3.混凝土外加剂:在隧洞边墙底部施工中混凝土外加剂采用了红星一号速凝剂,由于市场缺货,到了边墙上部和拱顶浇筑时改用了(氯化钙),在混凝土搅拌过程中,由于施工员未严格过磅,使得早强剂掺量不当(不均匀),严重增加的混凝土不均匀收缩。

4.钢材:施工单位在隧洞拱顶施工中没有严格按设计要求使用国标8#热轧槽钢,而使用了不符合国标的8#废旧槽钢(厚度不符合国标要求),抗拉强度不够,过早疲劳,也是造成混凝土出现裂缝的原因。

3.3混凝土配合比设计原因

因为施工中业主提供的配合比没有做过配合比实验,是从有关混凝土配合比设计手册中随机查抄的,并且在施工过程中总共换了两种配合比,虽然两种配合比水灰比出入不大,但是施工过程中,业主过分强调水泥的用量。使得混凝土单方水泥用量较大、用水量过高,表现为水泥浆体积较大、坍落度较大,收缩量也随之增大。另外,配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,也增加了混凝土的收缩值。

3.4施工及现场养护原因

1.现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均影响了混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。

2.大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。

3.现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。

3.5使用原因(外界因素)

混凝土养护期不到,就向隧洞拱顶回填土,且回填量过大,混凝土使用荷载超负。这也是该工程中混凝土出出裂缝的原因。

4混凝土裂缝预防和处理对策

裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的安全使用。

结合花坝子二级电站引水隧洞混凝土衬砌工程,究其原因不难看出,我们只要从根本上按规范设计,按规范严格施工,杜绝盲目节约投资,盲目赶工期,偷工减料,主观上提高混凝土设计施工管理人员素质,要预防混凝土裂缝的产生其实也不难。当然这里面还包含有其他技术方面的因素,在今后的工作中将会进行深入的探讨。下面就该工程中混凝土裂缝的修补处理对策提出以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法。

1.表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2.灌浆、嵌逢封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

5结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝结合实际、进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献

[1]钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社,1999.2.

[2]鞠丽艳,张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术,2002.7.

[3]陈璐,李风云混凝土裂缝的预防和处理.

第5篇:混凝土裂缝论文范文

1.1外界环境导致的混凝土裂缝

随着时间的推移,混凝土在空气中,自然会受到外界环境的影响,因此,外界环境会导致混凝土出现裂痕。其中温度是导致混凝土出现裂痕的原因之一。混凝土在干化、硬化的过程中,水泥和水会发生复杂的化学反应,从而导致水泥的整体温度上升,而相比较环境温度较低,从而使水泥的内部受到一定的压力,而表面受到一定的拉力,而混凝土在硬化的时候抗外力的能力较差,因此内外的温差会使混凝土产生裂缝导致渗漏。还有就是许多化学反应产生的影响,其中钢筋的氧化作用会导致裂缝。钢筋的外表面的氯离子较多,所以氧化层容易被破坏,所以钢筋一旦被氧化,其氧化物的体积会改变,钢筋与混凝土就会分离,从而就会导致混凝土出现裂痕。

1.2混凝土的质量问题导致的裂缝

我们所说的混凝土通常是指通过胶凝材料把集好的材料胶结在一起的用于工程建设的一种复合型材料的统称,混凝土又简称为砼。混凝土的主要材料是砂石,将砂石和水按一定的比例混合在一起,经过搅拌而成型的水泥质混凝土"其实混凝土产生裂缝主要还与它本身的质量有关。混凝土顾名思义是有许多物质混合而成,混凝土中含有水泥、沙子、石头••••••这些组成材料会直接影响混凝土的质量好坏。其中水泥的比例很重要。如若水泥的比例或者强度不符合国家标准的话,会使建成品一遇到水就会潮湿,从而产生裂缝渗漏。除此之外,如果这些组成材料的比例没有符合国家标准的话,会影响到混凝土的抗外界的拉力强度,也就会导致混凝土的质量降低,从而使施工时受到一定的阻碍。还有就是混凝土的组成材料之间有可能会相互发生化学反应,比如活性氧化硅回合呈碱性的水泥发生一系列化学反应,形成硅胶,而硅胶是干燥剂,因此会吸收大量的水,从而引起体积的膨胀,使内部会对混凝土产生一个力,从而引起混凝土的裂缝。

1.3施工不当导致的混凝土裂缝问题

混凝土裂缝渗漏有多种原因,除了上述的原因之外,当然不乏人为因素。施工过程中的问题也可能会引起混凝土的裂缝。在施工过程中,由于需要一定的时间,就会导致水分蒸发,从而使混凝土出现硬化的现象,而混凝土干缩不均匀的话,体积就不均匀,提及的形变就会导致混凝土的裂缝现象。在施工过程中,混凝土要有搅拌、运输、浇筑、振捣等工序,这些工序如果稍不加以注意,就会导致混凝土的裂缝现象。搅拌过程中如果没有搅拌均匀,会使混凝土在硬化是体积不均匀;运输过程中如果不小心掺杂了其他东西,也会是混凝土的质量出现问题;尤其是在浇筑时,模具如果是直角的话,就一定会导致成品出现裂痕;振捣的方式不当也会导致混凝土出现裂痕••••••在温度较高的环境下,观察浇捣好的混凝土,它的表面虽然看起来像是凝结了,实际混凝土的内部却没有干燥完全,甚至还是液体状态。振捣的方式不当会导致混凝土分层,使内部的浆液渗漏出来,导致建筑的体积变化,从而使施工失败。还有就是后期的防护工作做得不够到位,工作管理不严格,也会使混凝土不同程度的开裂。

2.对土木工程中混凝土裂缝的防止的研究与分析

2.1减少外界环境造成的裂缝

外界环境的影响虽然无法避免,但是我们可以通过人为的防护使损害降到最低。控制温度是降低环境对其产生影响的方法之一。建筑施工单位可以根据天气来进行施工。在天气好的时进行施工,避免高温的暴晒和大风的天气,以防止水分的急剧减少导致的混凝土的裂开。还有就是在方法上加以改进来控制温度对混凝土的影响。减少水泥的使用量,降低水化热,在混凝土中掺杂一些有碱水、增塑、缓凝的添加剂,从而改善混凝土的流动性和保水性。如果是在冬季进行施工的时候,昼夜温差大,因此要加强保护措施,混凝土进行浇筑之后,要及时快速地用一些湿润的草帘等盖住,撒上一些水,以保证混凝土能够缓慢冷却,并且在混凝土的两面都应该进行防护,防止夜晚的温度过低对混凝土造成的损害。一些化学反应多少会使混凝土产生裂缝,所以在这方面也要注意。

2.2提高混凝土质量问题防止裂缝问题

对于混凝土的质量问题,一定要严格把握。为了保证混凝土的高品质,建筑施工部门必须保证混凝土的各项组成材料的比例都符合国家标准,在原料的配比上,,尽量减少水泥的使用量,可以加入一些其他物质来改善混凝土的融合性质,从而能够抵抗外力的影响。保证水泥和集料的质量,控制好水灰比,另外加入适量的减水剂,使砂石的直径合格,减小他的孔隙率,将砂石中的一些有害物质进行处理,比如云母、泥土、硫酸盐、硫化物••••••从而来增强集料与混凝土的粘附性。混凝土的质量较差也会导致钢筋被氧化,从而导致混凝土的裂缝,使建筑物被损坏,因此,一定要把握好混凝土的质量。从监督方面来说,有关部门一定要监督起来。政府和有关监督部门要负起责任,严格把握混凝土的质量,不能达到国家标准的混凝土不给予许可证,另外,应该对施工部门也进行一定的监督,防止他们为了自己的利益而偷工减料。

2.3提高施工质量,防止裂缝

施工的不当同样会导致混凝土的裂缝渗漏。在施工工程中,首先就应该再设计过程中注意,再设计图纸的时候要把混凝土裂缝的状况考虑进去,可以采用见底水泥的使用量来降低混凝土的温度升高值,在施工前就应该做好对混凝土的早期保护。尤其是大型的施工时,会出现水热化的问题,所以在前期施工过程中一定要注意保养混凝土,注意保养的时间。还有就是在建成的初期和后期一定要注意对建筑进行一定的维护,对于一些可以修补的裂缝要进行修补,首先把混凝土的裂缝表面进行凿毛处理,然后对裂缝进行润湿,再涂抹上水泥砂浆,注意多涂几次直至裂缝被掩盖住,而且涂抹料子的过程中注意厚度一定要适中,以免使裂缝加剧,裂痕更大。对混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣等工序一定要准确把握,多培养这方面的技术人才,注意混凝土的裂缝问题。除此之外,建筑部门也应该注意人员的施工质量和效率。

3.结束语

第6篇:混凝土裂缝论文范文

1.前言

混凝土是现代城市建设中广泛使用的结构材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。混凝土结构的裂缝不仅影响到结构的美观,也可能影响结构的正常使用与耐久性。当裂缝宽度达到一定数值时,可能危及结构的安全。大量科研和实践都证明了混凝土结构出现裂缝是不可避免的,科学的要求是将其有害程度控制在允许范围(国家有关规范)内。

2.混凝土结构裂缝成因

混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用过程中,当发生温度、湿度变化、地基不均匀沉降时,极易产生裂缝。

2.1材料质量

材料质量问题引起的裂缝是较常见的原因。

2.2结构受荷

结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。如:拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%—40%的设计荷载时,就可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2mm~0.3mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许开裂的构件上出现裂缝,则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。

2.3设计构造

结构构件断面突变或开洞、留槽引起应力集中;构造处理不当、现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋、或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素容易导致混凝土开裂。

2.4温度变形

混凝土是具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积混凝土的裂缝等。

2.5湿度变形

混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,称为干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。

2.6地基变形

在钢筋混凝土结构中,造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的。

2.7施工工艺

(1)混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接成因。(2)水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。(3)模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。施工过程中,钢筋表面污染,混凝土保护层太小或太大,浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。(4)混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。

2.8徐变

混凝土徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也很常见。据文献记载受弯构件截面混凝土受压徐变,可以使构件变形增加2倍~3倍;预应力结构因徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。

3.混凝土结构裂缝的预防措施

通过以上分析,在工程裂缝中有很大一部分是可以通过设计手段、施工手段来克服的。

3.1材料方面措施

(1)水泥

根据工程条件不同,尽量选用水化热较低、强度较高的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。

(2)粗骨料:适用表面粗糙、级配良好、空隙率小、无碱性反应;有害物质及泥土含量和压碎指标值等满足相关规范及技术规范规定。

(3)细骨料:一般采用天然砂。宜用颗粒较粗、空隙较小的2区砂、对运送混凝土宜选用中砂;所选的砂有害物质及混凝土含量和坚固指标等应满足相关规范及技术规程规定。

(4)外掺加料:宜采用减水剂及膨胀剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。3.2混凝土配料、搅拌、运输及浇筑措施

(1)配合设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确,搅拌时间应保证;禁止任意增加水泥用量。

(2)混凝土运输过程中,车鼓保持在每分钟约6转,并到工地后保持搅拌车高速运转到4至5分钟,以使混凝土浇筑前充分再次混合均匀。如遇塌落度有所损失,可以掺一定的外加剂以达到理想效果。

(3)浇筑分层应合理,振捣应均匀、适度、不得随意留置施工缝。

3.3设计方面措施

(1)建筑平面造型在满足使用要求的前提下,力求简单,平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力。

(2)正确设置变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理。

(3)合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。

(4)限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,可以和其它结构缝合并使用。

(5)构件配筋要合理,间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处,宜增加附加横向钢筋。

(6)减少地基的不均匀沉降,在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度,不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。

(7)层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝。

3.4施工方面措施

(1)模板工程的模板构造要合理,以防止模板各构件间的变形不同而导致混凝土裂缝;模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大造成开裂;合理掌握拆模时机,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。

(2)合理设置后浇带,较长的墙、板、基础等结构和主楼与裙房之间等高低层错落处,均应设置后浇带。

(3)加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间,以减少混凝土的收缩变形。

(4)大体积混凝土施工,应做好温度测控工作,采取有效的保温措施,保证构件内外温差不超过规定。

(5)钢筋绑扎位置要正确,保护层厚度要尽量准确,不要超出规范规定;钢筋表面应洁净,钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。

(6)加强地基的检查与验收,复杂地基,应做补充勘探。异常地基处理必须谨慎,尽可能使其处理后的承载力与本工程正常地基承载力相同或相近。

(7)合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建(构)筑物各部分荷载相差较大时,一般应施工重、高部分,后施工轻、低部分。

第7篇:混凝土裂缝论文范文

(1)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而引起的裂缝。

(2)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。

(3)在大厚度的构件中,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,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀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。

(5)混凝土加水拌和后,水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起反应,析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨胀,体积增大到三倍从而使混凝土胀裂产生裂缝。

(6)在炎热或大风天气,混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高等,在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。

(7)构件承受荷载所产生的裂缝:如、构件在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降时,结构构件受到强迫变形,而使结构构件开裂,随着不均匀沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。

2多层房屋混凝土裂缝现象分析

(1)因地基基础原因而引起的墙体裂缝。

①加强地基勘察。②合理设置沉降缝。③加强上部结构刚度,提高墙体抗剪、抗拉强度。

(2)因施工或材料原因而产生墙体裂缝。

①严把材料质量关,对不合格的材料坚决不用。②严格按规范施工。③认真分析房屋结构,合理安排施工工序,应先建主体后建附属,先建重而高部分,后建轻而低部分,对大面积现浇板,应设置后浇带。④对沉降缝、伸缩缝等,一定要将缝内杂物剔除干净,使缝能正常发挥作用。⑤承重或非承重构造柱与墙体间应设2φ6拉结筋,间距为八皮砖,每端伸入墙内1米或至洞口边。⑥预制过梁遇构造柱,当搭接长度不足250毫米时,应改为现浇,伸入构造柱内。

(3)防止因温度变化而引起的墙体裂缝。

①屋面加设保温层可以有效减小屋盖与墙体的温差,保温层必须具有一定的厚度,且应设隔气层、保护层、透气孔等。②当房屋较长、体型较复杂时,应合理设置伸缩缝。③当纵墙两端开间内设有较大洞口,可以在洞口两侧设置砼构造柱,与上、下圈梁拉结,既可以加强该开间的刚度,又可以阻止裂缝发展。④提高顶层砌体强度,以加强墙体抗温应力的能力。⑤合理安排屋面施工时间及施工工序,施工时尽量避开高温或寒冷季节,加强屋面养护,必要时设置后浇带,以解决砼施工中的内应力问题。

(4)因设计原因而引起的墙体裂缝。

①对局部软弱地基应作加强处理,同时应加强上部结构刚度,对膨胀土、湿陷性黄土应作特殊处理。②相邻建筑物间基础应留有一定间隙,同时应计算相邻基础应力叠加时产生的沉降量,使该沉降量与整个建筑物沉降量相同。③计算时,认真进行不利荷载组合;设计中,注明使用荷载值。④认真验算砌体强度、验算砌体局部承压,当局部承压不足时应设置砼垫块。⑤各构件刚度应满足规范规定的变形要求。⑥对较长的房屋,其顶层的房屋端开间应加强刚度。⑦做好屋面保温层设计。

3混凝土裂缝和修补材料研究

3.1混凝土

组成钢筋混凝土主要材料之一的混凝土的发展方向是高强、轻质、耐久(抗磨损、抗冻融、抗渗)、抗灾(地震、风、火〕、抗爆等。

(1)高性能混凝土。

HPC是近年来混凝土材料发展的一个重要方向,所谓高性能:是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。

(2)活性微粉混凝土。

RPC是一种超高强的混凝土,其立方体抗压强度可达200-800MPa,抗拉强度可达25~150MPa,断裂能可达30KJ/m2,单位体积质量为2.5-3.0t/m3。制成这种混凝土的主要措施是:①减小颗粒的最大尺寸,改善混凝土的均匀性;②使用微粉及极微粉材料,以达到最优堆积密度(packingdensity);③减少混凝土用水量,使非水化水泥颗粒作为填料,以增大堆积密度;④增放钢纤维以改善其延性;⑤在硬化过程中加压及加温,使其达到很高的强度。

3.2修补材料性能

(1)收缩:由于大多数修补是在老混凝土结构上进行的,如果有干缩的话,老混凝土结构干缩也很小。

(2)热膨胀系数:研究混凝土修复材料的热相容性在温度经常有很大变化的环境中是很重要的,特别是在大面积修补和覆盖中。

(3)抗拉塑性变形:在混凝土结构物修补中,修补材料的塑性变形应该与混凝土基面塑性变形类似,然而在保护性的修补中,更高塑性变形也有其优点。

(4)拉应力:拉应力是指在没有形成一条连续的裂缝时修补材料所能承受的最大应变能力。

(5)渗透性:渗透性即材料渗透液体或气体的能力,在许多修补中是重要的材料性能。

(6)粘附/胶结:在大多数情况中,在修补材料和先浇混凝土基面之间胶结良好是成功修补的主要要求。

(7)抗压强度:一般认为修补材料的抗压强度应该与先浇混凝土基面的抗压强度相同。

4施工技术措施

(1)后掺少量减水剂的预备措施混凝土浇筑正值7~8月份高温季节,易造成混凝土坍落度损失加大,降低混凝土工作度方面的要求,加之可能出现的运输途中堵车或施工中出现临时需处理的问题,使浇捣速度减缓,延误了混凝土的入模时间,因时间延长造成混凝土坍落度损失加大,致使不能满足泵送要求,此时应严禁加入生水,而应采取二次掺少量的FDN2I减水剂的后掺法,补偿和恢复混凝土的坍落度损失。

(2)地下室墙体混凝土配合比及浇筑的措施在墙板混凝土配合比设计试配,确定设计配合比阶段,采取了降低水灰比的措施。

(3)地下室顶板的混凝土浇筑的控制按照地下室超大型长无缝混凝土的施工方案,地下室顶板的浇筑顺序是,浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后,进行地下室顶板的混凝土浇筑。在顶板的浇筑过程中,主要是要控制好早期裂缝的产生。

(4)地下室混凝土的养护地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。

第8篇:混凝土裂缝论文范文

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(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。

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。

第9篇:混凝土裂缝论文范文

2高层建筑结构在强约束条件下的变形与裂缝分析

高层建筑中地下室外墙板、二层梁、顶层梁板与屋面女儿墙由于受温度应力的作用,比一般情况下更易产生裂缝,工程实践中经常会在这些部位出现裂缝。

2.1地下室结构

地下室工程中最容易产生裂缝的部位是外墙板,底板与顶板产生裂缝的概率不大,其主要原因是:高层建筑地下室结构往往超长,外墙板受到地下室底板的强大约束,其约束远远大于地下室底板与顶板所受的约束。外墙板产生的裂缝绝大多数为竖向裂缝,多数缝长与墙高相当,两端逐渐减小。裂缝大部分出现在拆模后不久,有的还与环境温度变化梯度有关。一般情况下为表面裂缝,有时也有贯穿裂缝。

2.2底层结构

高层建筑一、二层在上部结构中所受约束最大。地下室外墙板与顶板厚度大、配筋密集,地下室结构本身受到地下室基础、底板、外侧土体的约束,因此地下室结构对上部一、二层的约束很大。高层建筑一、二层结构梁板经常会出现横向裂缝,特别是位于两个电梯井间(电梯井采用筒体结构)的大梁,该大梁还受到两个钢筋混凝土简体的强大约束,实际工程中经常有竖向裂缝出现,裂缝一般位于板下梁的两侧,有时裂缝在梁底跟通,这些裂缝通常是表面裂缝,深度在1~2cm以内。

2.3中间层结构

高层建筑中间结构层梁板产生裂缝的情况很少,一个主要原因就是其所受的约束较小。

2.4顶层结构

高层建筑楼层结构越往上所受的约束越小,其水平位移越大,符合“约束强变形小、约束弱变形大”的规律。因此,距离底部基础约束最远的顶层结构所受的约束最小,其水平位移最大。但是顶层上部由于无约束或约束极小(如屋面机房对其的约束),受到的下部结构约束与上部相比很大,再加上顶层结构温差变化大,屋面板面大体薄对温度变化敏感,加上屋面板转角部位分别受到两个方面的约束,因此屋面板容易在转角部位产生八字形裂缝。还有一些屋面南侧边梁受到日照温差相当大,因此南侧边梁也容易产生竖向裂缝。

2.5屋面女儿墙

屋面女儿墙的约束情况与地下室外墙板、顶层结构相似。女儿墙受到的下部约束很大,而上部由于一般只按构造要求设一道压顶梁,上部约束很小,再加上女儿墙为薄壁结构,温差变化大,极易产生收缩裂缝。

3大底板多塔楼建筑结构在强约束条件下的变形与裂缝分析

大底板多塔楼高层建筑产生的裂缝除具有一般高层建筑的特点外,还具有其自身的特点。大底板底板与地下室楼面在塔楼部位受到的水平约束与竖向约束均很大,因此在塔楼与裙房(或广场)的连接部位容易产生裂缝。

3.1大底板底板

大底板多塔楼高层建筑经常采用桩筏或桩箱基础其特点是竖向荷载的差异,使塔楼与裙房或广场产生差异沉降,这种类型的桩筏或桩箱基础的一个特点是底板厚度H远小于长宽尺寸L,当H/L小于或等于0.2时,底板在温度收缩变形作用下,离开端部区域,板的全截面受拉应力较均匀。在不均匀沉降作用、地基约束、塔楼竖向作用力下,将出现水平法向应力,该应力是引起垂直裂缝的主要原因,尤其在底板厚度或肋梁较小的裙房与广场部位特别容易产生裂缝。

一般横向裂缝产生是由于上部荷载的不均匀作用,导致地基与基础受力不均匀,在差异沉降、底板收缩与地基约束下,底板自身的刚度不够,调节不均匀受力的能力较弱,遂产生了横向裂缝。沿底板对角线分布的斜向裂缝,其裂缝宽度一般呈现中间大两端小的枣核状,具有较明显的受剪破坏的特征,也是在差异沉降与地基约束作用下,底板自身的刚度不够而产生的。有时在塔楼与广场连接处的柱子会出现沿柱根呈“口”字形的裂缝,裂缝进一步发展时,“口”字四角再向外呈斜向发展,长度一般较短。

3.2地下室顶板

大底板多塔楼高层建筑的地下室顶板平面尺寸一般都很大、各边长度超长,温度变化引起的伸缩与混凝土自身收缩值均较大。塔楼大量的混凝土墙柱与剪力墙是结构中重要的抗侧力构件,它的存在大大提高了结构的抗侧移能力,加大对顶板变形的约束。由于顶板受到周边塔楼结构的强约束,而中间广场部位有一个较大的空间,只受到地下室墙柱的弱约束,因此顶板周边受到的约束远远大于中央部位受到的约束,周边受到的应力也远远大于中央部位。由于顶板在塔楼附近应力集中,因此裂缝首先在这里产生。由于平面尺寸大、结构超长,顶板其它部位也逐渐有裂缝产生,顶板中心由于约束很弱,一般无裂缝产生。塔楼部位的顶板受到地下室与上部结构的约束均较大,而自身的梁板跨度均较小且梁断面较大、刚度较好,一般不会出现裂缝。

3.3地下室外墙板

大底板多塔楼高层建筑地下室外墙板除具有一般地下室外墙板的特点外,由于外墙板受到塔楼结构的强约束,因此外墙板除具有一般的竖向裂缝外,在裙房(或广场)与塔楼连接处易产生较大的裂缝,裂缝一般呈竖向略带斜向,裂缝上部靠近塔楼,下部靠近裙房。

4其它结构在强约束条件下的变形与裂缝分析

4.1汽车坡道

现代建筑物经常具有车辆直接进入二层的汽车坡道,一层通常作为车库。车道一端与一层楼面连接,另一端位于室外自然基础或地下室顶板上,平面布置如图1。由于车道的斜向布置使其具有极强的约束,特别是另一端位于地下室顶板上的情况,使车道产生平行于横向的裂缝,裂缝经常为贯穿性的。

4.2回字形结构

有些工程由于使用的需要,设计成呈“回”字形的内外两个钢筋混凝土简体,两简体间采用梁板连接。当内外两个简体间距较近时,梁板受到的变形约束极大,容易在楼面产生裂缝。某工程为地下一层结构,由内外两个简体构成,中间为无顶板水池,四周为走道有顶板,混凝土强度等级为C30。内外简体墙板厚度分别为250mm、300mm,顶板厚度为120mm,顶板配筋为上下双层双向10mm@150mm。顶板刚度相对简体很弱,受到的约束很大。顶板产生的裂缝如图2所示,在角部呈45°角分布,中间呈垂直于简体方向布置。

5防止钢筋混凝土强约束部位结构裂缝的技术处理措施

强约束是建筑工程产生裂缝的一个重要原因,对有强约束的建筑工程,应采取减小约束、加强结构刚度、施加预应力等技术措施来有效减少裂缝的产生。

5.1减小约束

减小约束从根本上缓解裂缝的产生。对超长结构和大底板塔楼结构可以采用后浇带、伸缩缝,充分释放混凝土的伸缩应力,给结构留有合理的伸缩空间。对处在基岩或老混凝土上的基础或结构采用设置滑动层和铰接点的方法。如对斜形车道,可将其另一端设在具有滑动层的自然基础上。

5.2加强刚度

加强结构刚度,提高整体抗裂能力。在强约束区提高配筋,减小钢筋间距和钢筋直径,提高混凝土与钢筋的协同作用,提高抗裂能力。如:可在地下室外墙板中设置暗梁;在竖向荷载变化很大的连接部位加密钢筋;对加强大底板多塔楼高层建筑地下室底板整体刚度,提高其调节不均匀沉降的作用与抗裂能力;加强混凝土配合比的设计等。

5.3施加预应力

施加预应力直接约束结构的变形,减小因约束而产生的内力,从而防止结构开裂。预应力技术尤其适合于楼面结构,楼面结构的裂缝以横向为主,纵向钢筋的配置对其有重大的影响,一般可在纵向主梁中采用预应力筋以施加预应力。

5.4施工措施

加强施工,做好混凝土的养护工作,尽可能提高混凝土的实际强度。严格掌握后浇带的封堵时间,使混凝土有充分应力的时间等。

6工程实例

6.1实例1

湖南某工程有地下室一层且连成整体,上部由7幢高层主楼组成。整个平面呈一个大的“L”形,两个长边分别达到153.5m、133.6m。主楼采用框架剪力墙结构。广场地下室采用框架结构,柱网间距8.2m。每幢主楼有两个东西对称布置的电梯间和楼梯间混凝土筒体。

地下室外墙板产生较多竖向表面裂缝,间距在3~4m,个别有渗水现象。地下室底板无明显裂缝与渗水现象。地下室顶板产生了较多斜向45°裂缝且大多有渗水现象,裂缝主要分布在强约束区与应力集中的大阴角处,如图3所示。

7幢主楼连接两个电梯间、楼梯间的二层大梁均有裂缝产生。裂缝在梁侧呈竖向分布,上端接近于板底,下端通到梁底,梁底下侧个别也有连通。裂缝深度在1cm以内。三层该部位大梁也有少量裂缝产生,四层以上该部位大梁没有裂缝发现。由于顶层边梁配筋得到加强,屋面板转角均配置了上下层放射筋,因此顶层结构没有发现裂缝。

6.2实例2

湖南某工业科技园综合楼工程建筑面积56100m2。A楼地下1层,地上6层,结构长度(含悬挑结构)为300.5m。基础采用人工挖孔桩与钻孔灌注桩,底板厚度为40cm。结构形式为全现浇框架结构,混凝土强度等级为C30。上部建筑采用通透式设计,外墙采用落地式大排窗。

6.2.1地下室裂缝控制

1)减少约束

在29轴设置一条伸缩缝分成东西两块,每块底板又设置了两条后浇带,如图4地下室平面示意图所示。地下室底板、外墙板、室外顶板及后浇带的混凝土均采用掺入10%UEA-H的微膨胀混凝土,提高混凝土抗伸缩能力。

2)加强刚度

地下室底板与外墙板在满足要求的前提下纵向钢筋的小而密。底板上下配置18mm@150mm钢筋网。外墙板厚度为300mm,水平筋配置为14mm@150mm。掺加粉煤灰、膨胀剂、外加剂等减少水泥与水的用量,提高混凝土极限拉伸值。黄砂采用中砂,碎石采用连续的5~25mm粒径。塌落度为12cm。

3)施工控制

按后浇带为界分块分批浇注,保证每一块混凝土的热量能最大限度地释放,使混凝土内不会集中较大的收缩应力。加强养护,加快土方回填。后浇带的填充时间为结构混凝土浇捣后3个月,使结构的总降温与收缩变形进行到一半以上,以有效释放应力。

6.2.2上部裂缝控制

1)加强刚度

板的配筋采用连续式配筋,上部结构楼面板厚为120mm,纵向板筋为上下18@150mm。屋面板厚度为120mm,纵向板筋为上下12@125mm,对转角处楼板配置上下两层放射筋。

2)预加预应力

纵向框架梁采用无粘结预应力技术。按施工段划分为6个区块,每个区块以后浇带为界进行分段张拉,每段长度均在50m左右。后浇带处梁增设骑缝筋连接,也采用预应力技术。

3)施工控制

材料控制与施工控制类同于地下室结构施工。

6.2.3施工效果

通过采取了一系列技术处理措施后,该强约束结构部位情况良好,经过近两年多的使用,没有发现结构裂缝和渗漏水现象。

参考文献:

[1]混凝土结构设计规范.GB50010-2002.北京,中国建筑工业出版社,2002.

[2]高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ3-2002.中国建筑工业出版社.

[3]王铁梦.超长大体积混凝土裂缝控制.混凝土工程新技术,1998.

[4]李国胜.建筑结构裂缝及加固疑难问题的处理-附实例.中国建筑工业出版社,2006.

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