基于施工中大體積混凝土裂縫問(wèn)題的防治措施

【摘要】本文簡(jiǎn)單綜述了混凝土裂縫的成因，防止措施和處理常用的一些方法。 對(duì)引發(fā)結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析、歸納及采取預(yù)防措施很有必要。裂縫的成因有多種，如果采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土； 裂縫； 成因； 防止； 處理

一、施工中大體積混凝土裂縫的成因

1、荷載引起的裂縫。直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。設(shè)計(jì)計(jì)算階段， 結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不計(jì)算或部分漏算； 計(jì)算模型不合理； 結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符； 荷載少算或漏算； 內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮施工的可能性； 設(shè)計(jì)斷面不足； 結(jié)構(gòu)剛度不足； 構(gòu)造處理不當(dāng)； 設(shè)計(jì)圖紙交代不清等。施工階段，不加限制地堆放施工機(jī)具、材料； 不按設(shè)計(jì)圖紙施工； 擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序； 改變結(jié)構(gòu)受力模式等。使用階段，超出設(shè)計(jì)載荷； 發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。在設(shè)計(jì)外荷載作用下， 由于建筑物的實(shí)際工作狀態(tài)同常規(guī)計(jì)算有出入或計(jì)算不考慮， 從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。實(shí)際工程中， 次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的最常見(jiàn)原因。在設(shè)計(jì)上， 應(yīng)注意避免結(jié)構(gòu)突變， 當(dāng)不能回避時(shí)， 應(yīng)做局部處理。

2、收縮裂縫。混凝土的收縮引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量， 混凝土中的用水量和水泥用量越高， 混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同， 干縮、收縮的量也不同。收縮量較小的水泥為中低熱水泥和粉煤灰水泥。混凝土的逐漸散熱和硬化過(guò)程引起的收縮， 會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力， 如果產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度， 就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。人們對(duì)收縮給予了很大的關(guān)注， 但引人關(guān)注的并不是收縮本身，而是由于它會(huì)引起開(kāi)裂。混凝土的收縮現(xiàn)象有好幾種， 比較熟悉的是干燥收縮和溫度收縮。

3、溫差裂縫。混凝土內(nèi)部和外部的溫差過(guò)大會(huì)產(chǎn)生裂縫。溫差裂縫的主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過(guò)大， 特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類(lèi)裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑， 澆筑后， 水泥因水化引起水化熱， 由于混凝土體積大， 聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不容易散發(fā)， 混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高， 而混凝土表面土則散熱較快， 形成了較大的溫度差， 使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力， 表面產(chǎn)生拉應(yīng)力， 此時(shí)，混凝土齡期短， 抗拉強(qiáng)度很低。當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面抗拉應(yīng)力超過(guò)混凝土極限抗拉強(qiáng)度， 則會(huì)在混凝土的表面產(chǎn)生裂縫。

4、施工工藝的影響。施工工藝低下是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的最重要原因之一。施工過(guò)程中在混凝土拌和、運(yùn)輸、平倉(cāng)振搗、養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)等環(huán)節(jié)上未能重視和嚴(yán)格控制， 造成混凝土質(zhì)量差、強(qiáng)度不均、暴露時(shí)間長(zhǎng)等，降低了混凝土的抗裂能力， 在不很大的溫度應(yīng)力下就產(chǎn)生了裂縫。

5、施工材料不合格引起的。混凝土的原材料砂、石含泥量超標(biāo)，級(jí)配較差， 水泥安定性存在問(wèn)題， 引起混凝土開(kāi)裂并且嚴(yán)重影響其強(qiáng)度。

二、防止施工中大體積混凝土裂縫的策略分析

1、設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)上要注意到那些容易開(kāi)裂的部位， 如深基與淺基、高低跨處等， 應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)， 在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下， 鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開(kāi)裂越有利。

2、施工方案。良好的施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長(zhǎng)度由垂直施工縫分割， 最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外， 分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意， 一般來(lái)說(shuō)， 因盡量留在變截面處， 或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在混凝土的受壓區(qū)， 確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開(kāi)炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工， 則應(yīng)采取材料降溫措施來(lái)控制混凝土入模溫度。

3、施工質(zhì)量。由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在 95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫， 則在使用階段開(kāi)裂的可能性就很小了。因此， 施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段， 在施工階段要注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 首先混凝土要有合適的配合比， 選擇合適的配合比， 不僅要滿足強(qiáng)度要求、施工要求， 還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。適當(dāng)?shù)剡x擇好水灰比， 在滿足強(qiáng)度要求的原則下， 盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固， 以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除， 以免影響粘結(jié)力。第三是澆筑、振搗操作合理，特別是振搗操作技術(shù)， 往往不被人們重視。過(guò)分地振搗對(duì)混凝土均勻性有害， 振搗不足也不能保證混凝土應(yīng)有的密實(shí)度， 要恰到好處。

4、養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)的目的是使混凝土正常硬化， 強(qiáng)度增長(zhǎng)， 不受或少受外界影響。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)法使混凝土溫度級(jí)慢慢下降到接近外界氣溫， 縮小降溫過(guò)程中的溫差。以便減小溫度應(yīng)力， 阻力裂縫的產(chǎn)生。常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法是噴水， 對(duì)一般混凝土結(jié)構(gòu)， 減小表面收縮， 防止龜裂是可行的。大體積混凝土由于塊體內(nèi)外溫度不一致， 強(qiáng)度增長(zhǎng)不同，常常是在強(qiáng)度增長(zhǎng)慢的表面開(kāi)裂， 其養(yǎng)護(hù)就不能只滿足于用常規(guī)方法。

三、施工中大體積混凝土裂縫處理措施分析

1、表面修補(bǔ)法。表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的修補(bǔ)方法， 它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。

2、灌漿、嵌縫封堵法。灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)， 它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中， 膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體， 從而起到封堵加固的目的。

3、結(jié)構(gòu)加固法。因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長(zhǎng)時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法： 加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積， 在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

4、混凝土置換法。混凝土置換法是處理混凝土嚴(yán)重?fù)p壞的一種有效方法， 此方法是先將損壞的混凝土剔除， 然后再置換新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有： 普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

5、電化學(xué)防護(hù)法。電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用， 改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)， 鈍化鋼筋， 以達(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。

6、仿生自愈合法。仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法， 它模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)， 而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能， 在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分，如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊， 在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

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