施工裂縫處理解析

莊璐

摘 要：本文從以下幾方面分析施工裂縫問題，內容為相關專業提供指導。

關鍵詞：建筑工程;質量;問題

1 混凝土裂縫

1.1大體積混凝土深化施工及溫度裂縫控制技術

溫度裂縫是大體積混凝土工程中最難控制的因素。它不僅影響結構的外觀，而且嚴重影響工程質量和安全。所以它需要被控制。有學者以華誼石昊假日酒店為例。該工程通過選擇正確的材料、優化混凝土配合比設計、采用創新的混凝土澆筑技術控制了大體積混凝土的溫度裂縫。

1.2混凝土施工中裂縫的像素測量

目前研究已經提出了一種測量混凝土結構裂縫長度和寬度的新方法。基于數字散斑相關理論對像素進行標定，得到一個像素的真實尺寸。裂縫的長度以像素精度搜索和計算，寬度以子像素精度搜索和計算。最后通過文本實驗和現場實驗驗證了該方法的精度滿足工程要求。這是一種精確、自動、非接觸的測量方法。

1.3三峽永久船閘輸水系統襯砌混凝土熱裂縫的處理

有學者對混凝土襯砌表面或內部不同深度出現的不同類型裂縫進行了全面的修補研究。詳細討論了灌漿所用的材料特性和裂縫修補的兩種方法，提出并實施了可靠的修補措施。對于相對規則的裂縫，采用鉆孔法是較好的選擇。灌漿壓力不應太高，一般在0.4±0.6兆帕之間。第二次灌漿時，壓力可能增加到0.8兆帕。另一種方法是粘貼噴嘴法，它更適用于不規則裂縫，如密度大的裂縫和交叉裂縫。三峽工程現場試驗證明了所提出的襯砌混凝土裂縫修補方法的可行性和適用性。

1.4干旱炎熱地區碾壓混凝土壩的建設

碾壓混凝土壩因其施工簡便、造價低廉而吸引了世界上許多水利和能源公司。水泥水化和對流邊界的氣候變化是碾壓混凝土壩溫升的兩個主要熱源。因此，根據氣候條件改變碾壓混凝土澆筑進度可能會消除熱裂縫問題。有研究將碾壓混凝土筑壩方法應用于干旱地區;沙特阿拉伯的比沙州被選為案例研究。學者發現碾壓混凝土壩技術可以通過選擇合適的澆筑方案、降低上游和下游面板的澆筑溫度等替代方案安全應用，以克服熱裂縫的風險。

2 裂紋

2.1小裂紋擴展的工程模型

微觀結構甚至機械上的小裂紋已經被證明始終顯示出比使用標準閾值和巴黎增長定律概念預測的更高的裂紋增長率，這些概念基于應用于機械長裂紋的線性彈性斷裂力學（LEFM）。這通常歸因于幾個因素，包括微觀結構的影響、代表裂紋尖端場的LEFM參數的分解以及塑性誘導閉合向與長裂紋行為相關的某些穩態值的瞬態發展。與微觀結構效應相關的其他機制，如粗糙度引起的閉合和裂紋面橋接/干涉，也是潛在的因素。根據塑性誘導閉合來解釋小裂紋疲勞擴展的定量嘗試，以及采用驅動力的附加分量（例如裂紋尖端張開位移）來反映循環塑性應變的貢獻，在所謂的“異常”擴展行為（包括裂紋減速和加速瞬態）的相關性方面取得了一些成功。然而，這些模型依賴于采用關于裂紋擴展自相似性的高度理想化假設，忽略了與微觀結構相關的局部各向異性和不均勻性等。;盡管有這些妥協，它們仍然涉及相當程度的復雜性。這里，我們認為多重微觀結構相互作用和閉合效應可能同時影響小裂紋的擴展;此外，基于彈塑性斷裂力學（EPFM）關于機械長裂紋的自相似裂紋擴展參數的驅動力參數，例如循環J積分或裂紋尖端張開位移，原則上可用作小裂紋的驅動力，但不嚴格。作為一種工程方法，我們考慮了麥克道爾和貝拉德·[首次提出的多軸微裂紋擴展模型的最近擴展，用于多軸疲勞中微觀結構小和機械小疲勞裂紋的生長。該模型綜合了初始裂紋長度和最終裂紋長度，完全符合不同應力狀態下疲勞裂紋萌生力學的標準應變壽命定律，[1，2]，因此在一定程度上連接了經典萌生力學和LEFM/EPFM。在這項特殊工作中，疲勞極限（非擴展裂紋極限）的存在被忽略。對于1045鋼和因科鎳合金718的單軸載荷，模型能夠一階描述小裂紋異常高的擴展速率，以及隨著裂紋從小尺度轉變為機械長尺度，與長裂紋數據的收斂。討論了基于將總疲勞壽命分解為依賴于應變壽命和長裂紋擴展規律的“起始”和擴展階段的工程方案的有效性極限。此外，研究表明，該模型基本上反映了循環J積分方法背景下的閉合瞬態，類似于紐曼·[5]和麥克朗等人[6]提出的疲勞小裂紋的EPFM塑性誘導閉合建模概念。然而，本模型隱含地反映了多種形式的裂紋尖端屏蔽效應，而不僅僅是塑性誘導閉合。最后，表明該模型提供了兩級加載序列中累積損傷的實際處理

2.3用線性和二次擴展有限元建立不連續和裂紋模型的近似空間

有研究提出了一種穩健的富集策略來模擬工業應用中的弱間斷和強間斷以及裂紋。首先，指出了常用的擴展有限元近似空間所遇到的數值問題。新設計和先前設計之間的關系已經明確確立，以便強調此處公開的修改的非常小的實施成本。因此，以最小的額外計算成本，精度的提高會很顯著。

2.4基于約束的表面裂紋焊接構件斷裂評估的工程方法

相關研究表明，不需要大型三維有限元模型，就可以獲得表面裂紋焊接板裂紋尖端應力場的精確描述。現有的殼體模型可以與平面應變子模型結合使用。2D平面應變模型由整體殼模型的位移驅動。裂紋尖端應力場用J積分和約束參數Q表征。用線彈簧單元模擬了整體殼模型中的裂紋。將平面應變子模型的整體行為和裂紋尖端應力場與三維實體模型進行了比較。首先，比較了平面應變模型和有表面裂紋的三維模型中的裂紋尖端應力場。結果發現，當使用一階單元時，三維約束高于平面應變。然而，對于二階元素，趨勢正好相反。通過使用載荷的修正系數，表面裂紋板的載荷-J特性和裂紋尖端應力場可以由線彈簧單元和平面應變模型的殼體分析來預測。對于均勻材料和有熔合線裂紋的焊接件，采用殼+子模型技術獲得了精確的J和Q預測。使用Ritchie等人的[16]的RKR失效準則，殼+子模型技術用于評估兩個表面有裂紋的鋼焊接件的脆性斷裂。與常規斷裂力學分析相比，對于所研究的情況，基于兩個參數分析，韌性要求可以顯著放寬。

3.綜合

3.1高輪廓工程中聚脲的裂縫處理

當在法國阿爾卑斯山的一座歷史悠久的混凝土大壩中發現裂縫時，修復需要非凡的安全預防措施、對環境的敏感性、運動和涂層技能、快速而細致的工作、特殊的應用設備以及能夠長期承受惡劣暴露條件的快速固化涂層。循環溫度和海拔給結構帶來了挑戰，隨著時間的推移，幾種涂料溶液被用來保護混凝土免受侵蝕性冰川水的侵蝕。

3.2基于半經驗撓度的鋼纖維高性能復合材料小箱梁加速施工裂縫寬度預測方法

鋼筋混凝土組合梁形式的加速施工是建造公路橋梁最有效的方法之一。這種復合結構的一個主要問題是裂紋區的開始，它在梁的寬度上逐漸擴展，這在連續梁的情況下還沒有完全闡明。在當前的研究中，提出了一個半經驗模型，根據小箱梁撓度和施加在結構上的荷載強度來預測裂縫的大小。為此，采用鋼纖維混凝土建造了一套鋼筋混凝土復合小箱梁，并在不同工況下進行了試驗測試。然后將結果用于根據梁撓度和裂縫寬度創建箱梁響應數據集。然后，利用獲得的數據集開發一個簡化公式，提供裂縫的最大寬度。結果表明，當荷載超過80 kN時，裂紋開始于負彎矩區。此外，觀察到由于最大負彎矩，最大裂紋區出現在梁的中心。并與文獻中的試驗結果進行了比較。