浅谈砼裂缝的预防与处理分析

时间:2013-11-29 分类:建筑设计

摘 要:近年来,随着商品房的不断增多,砼裂缝是最常见的工程病害。本文描述了砼的脆性、收缩性、具有极限拉应力性的特性、砼裂缝的分类和分析,最后提出了四种处理方法:表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法。全文对砼进行简略分析并提出若干预防措施及处理方案与大家商榷。

关键词:砼裂缝 预防 处理

建筑结构产生裂缝是很普遍的现象,从理论上说,混凝土结构尤其是受弯构件总是带裂缝工作的,在使用荷载不大的情况下,没有裂缝隙或这类结构性裂缝隙非常细微,不易为肉眼所察觉。但在现实的建筑中,混凝土结构会出现各种各样的裂缝,其中最常见的要数钢筋砼构件以及砖墙裂缝。在这里主要讨论钢筋砼出现裂缝的原因很复杂,主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等,通常可归纳为以下几种:

一、混凝土的特性

1、混凝土是一种脆性材料,它的抗拉强度仅为抗压强度的1/8~1/10。只要外界受力作用或内部变形,受到约束产生的拉应力大于混凝土极限抗拉强度,混凝土即出现裂缝。

2、混凝土是一种胶凝性复合材料,本身就具有收缩特性。其收缩可分为:塑性收缩、干燥收缩、自身收缩。这些特性又促进了裂缝的产生。

3、混凝土由塑性状态逐步发展成为固态,强度也迅速增长,施工阶段正是混凝土处于低强度向设计强度发展的过渡阶段,其极限拉应力也是一个变量,一旦外界扰动产生的拉应力(其强度可能远小于设计强度)超过了当时的极限拉应力,裂缝就会出现。

4、在混凝土施工期问会受到各种外界因素的影响,如温度、湿度的变化,拌和物水灰比波动,浇筑过程的振捣,模板的刚度等多种因素的相互抵消或叠加,就会出现同样的配合比在不同的场合和结构中,裂缝的形态及分布各不相同,使问题更为复杂。

二、.混凝土裂缝分类

1、按裂缝产生的时间可划分为两类:施工期间形成的裂缝:使用期间产生的裂缝。

2、按照裂缝的形态、规律、出现部位及分布情况,划分裂缝:塑性沉降裂缝;塑性收缩裂缝:收缩裂缝;温差裂缝:纵间裂缝;横间裂缝;剪切裂缝:斜向裂缝;八字和倒八字形裂缝;龟裂;交叉裂缝和其它裂缝。

3、按裂缝所处的状态分类

裂缝可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。对处于运动和不稳定扩展状态的裂缝,应考虑加固和补救措施。而对于稳定、合、愈合的裂缝则可持久应用。例如有些防水结构,在0.1 MPa水压下,出现0.1 mm~0.2 mm裂缝时,可能开始时有轻微渗漏,但经过一段时问后,裂缝处水化的水泥析出Ca(OH):,逐渐弥合了裂缝,并与大气IIl CO 作用,形成CaCO 结晶,封闭和自愈合裂缝,防止了渗漏的产生。这种裂缝是稳定的,不会影响工程结构的使用和耐久性。

三、 钢筋砼常见裂缝原因分析

1、 材料质量

材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好,若工程上用了这等不合格的材料就会产生\"豆腐渣工程\"。所以说只有材料的质量关把好了,工程质量才会在根本上得到保证。

2、 地基变形

在钢筋砼结构中,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。

3、 温度变形

砼具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/0C.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,当这种应力超过砼的抗拉强度时,就会产生裂缝。

4、 湿度变形

砼在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。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。砼的收缩值一般为0.2~0.4‰,其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是掺加微膨胀剂等,这样可基本解决砼的早期干缩问题。

5、 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。例如早期受震、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均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件,在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。普通钢筋砼构件在承受了30~40% 的设计荷载时,就可能出现裂缝,肉眼一般不易察觉,而构件的极限破坏荷载往往是在设计荷载的 1.5倍以上,所以在一般情况下钢筋砼构件是允许带裂缝工作的。在使用过程中,改变原来使用功能,如将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大荷载等均可能会引起出现裂缝。在钢筋砼设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2~0.3mm.对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许出现裂缝则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。

6、 施工技术

(1)、加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收,对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利的地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。

(2)、开挖基槽时,要注意不扰动其原状结构。

(3)、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。#p#分页标题#e#

四、混凝土裂缝的处理方法

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(土工膜或其它防水片)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

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、 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。

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

五、 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

混凝土裂缝控制是个实践性很强的课题,而且在结构的耐久性、安全性等方面起着决定性的影响。混凝土裂缝产生的原因十分复杂,裂缝发展机理也有待加深研究,对于混凝土裂缝的控制要把它控制在工程适用的范围内,保证裂缝的发展不会对结构产生坏的影响,而为了保证结构不出现裂缝基本上是不可能的,如果为了达到这个目的,那将是以牺牲巨大的经济效益为代价。混凝土裂缝的控制从设计、施工、养护到运营等各方面是一个有机的整体,它们不仅相互联系,而且相互制约。因此在实际工程中,应综合考虑各种影响因素,抓住主要矛盾,全面剖析,重点施制,才能收到实效。而且我们要加强对混凝土裂缝原因分析和机理等的研究,这必将对混凝土裂缝控制产生良好的经济效益。

参考文献

1.王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法.施工技术.2000(5).5-9 (http://www.zhsk.net/gdjs/lfcl.htm)

2. 李东,连之伟.现浇混凝土楼板设计施工过程中的裂缝控制[J].上海交通大学学报,2005,39(5):751—754. 63 GB50204—2002,混凝土结构工程施工质量验收规范

3. 混凝土质量专业委员会,高强与高性能混凝土专业委员会.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[M ],北京:化学工业出版社.2004.

4. 举午生,陈伟.王瑞霞.建筑施工手册.北京:中国建筑工业出版社.

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