施工阶段混凝土结构裂缝控制.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流施工阶段混凝土结构裂缝控制.精品文档.施工阶段混凝土结构裂缝控制崔庆怡陕西省建筑科学研究院 摘要：通过几类常见典型的钢筋混凝土工程结构在施工阶段出现的裂缝，对其形态特征进行描述，分析产生的原因，针对不同的气候条件，提出改进设计的建议，从混凝土材料到施工方法的综合措施，力求实现施工阶段混凝土结构裂缝的有效控制 关键词：施工阶段 混凝土结构 裂缝控制前言随着予拌混凝土的普及，钢筋混凝土在现代建设工程中得到广泛的应用。泵送，高强，高性能混凝土已在高层，大跨度，大体积结构成为不可替代的工程材料。与过去低强度等级混凝土相比，在施工阶段，结构承受的荷载远未达到设计要求时裂缝已经出现，甚至有的裂缝在刚拆模时已经形成。面对这个问题，工程各有关方面往往各执己见，难以达到共识。综合目前混凝土材料研究的成果和大量工程实践的总结，认为钢筋混凝土在施工阶段裂缝产生的主要原因有设计，材料，施工和气候环境等四个方面因素造成，这些因素有时会相互叠加或抵消，使得裂缝分析难度增加，但也并非不可捉摸，本文将通过不同的结构形式出现裂缝的工程实例分析并提出已在工程实践得到验证的有效控制措施， 以求降低钢筋混凝土结构在施工阶段出现裂缝的几率，供同行讨论和参考。本文讨论的范围:在施工阶段出现，肉眼可见的，可通过刻度放大镜读取，宽度大于0.05mm的裂缝及控制措施。1钢筋混凝土墙体的裂缝控制在建筑工程中常见的墙体结构高厚比为1/151/8.主要结构形式有高层建筑地下室土墙挡土墙和剪力墙的墙体；筒中筒结构的筒身墙体；涵洞隧道的墙体；污水处理厂水池隔墙等工程结构。混凝土的强度等级常为C30C50.墙体混凝土内分布双排双向钢筋，模板体系常用木模板或钢模板，用穿墙螺栓固定模板，混凝土通过泵管下料，振捣密实，混凝土凝结硬化，经保温保湿养护后，脱模形成混凝土墙体结构。在施工过程中墙体时常会看到各种不同类型的裂缝，贯穿墙体的裂缝会造成渗漏和钢筋锈蚀，严重影响工程的正常使用和建筑工程寿命，即使裂缝并未穿透墙体，也会影响结构的长期性和耐久性，必须要妥善处理，以确保工程质量。1.1 垂直地面的裂缝 某水处理厂沉淀池混凝土隔墙 厚度350mm 高4500mm 墙长 30m 混凝土强度等级 C30（1） 裂缝的特点：l 基本垂直向下，中间宽两端渐细直至消失；l 裂缝出现时间通常在脱模后即可看到，也曾有隔数日或更长时间才发现。l 相邻裂缝之间的距离24m，当墙两侧外露在大气环境中墙体内外裂缝呈对称分布，裂缝宽度大于0.3mm时，墙体厚度300400mm时，裂缝就贯穿了。（2）成因：l 混凝土墙体内外的温差和降温速率所产生应力所致。 300400mm中等厚度墙体，混凝土强度等级大于C30的墙体降温速度过快造成内外墙体混凝土同时收缩，此时墙体底部和两侧受到强烈的约束，当收缩应力大于混凝土当时的极限抗拉强度时，裂缝就形成了。由于墙体中部温度较高，降温幅度较大，拉应力较大，裂缝宽度就大，墙体的上面和下底温度低些，裂缝宽度就小了。l 大于500mm的厚墙体，混凝土浇筑完成后，若不采取保温措施，在迎风面，墙面降温较快，则会出现内外温差较大，而形成温差应力的裂缝，由于墙体厚度较大，一般不易形成贯穿裂缝。l 气候因素：西北地区昼夜温差大，墙体位置迎风面与背风面散热速率不同，夏季阵雨后，气温急剧变化。l 设计因素：墙体混凝土强度等级过高（>C50），; 构造钢筋水平间距过大（>150mm）；墙柱变截面转角降温收缩不均匀，而未采取相应措施。l 施工因素：未根据墙体混凝土的强度等级和施工季节对模板采取保温措施；拆模过早。l 混凝土材料因素：浆骨比过大;厚墙体配合比未考虑水泥水化放热效应。（3）控制措施在可能条件下，降低墙体混凝土的强度等级;控制胶凝材料总量，水胶比和胶骨比。采用优质粉煤灰或磨细矿渣，降低单方混凝土发热量。在地下工程中，可利用60天或90天标养评定混凝土抗压强度。采用细而密的墙体构造钢筋，高强度等级混凝土墙体宜加入有机纤维或增加铁丝网片，增强混凝土抗裂性能。墙体施工时，可根据当时的气温，混凝土配合比，拌合物温度及墙体厚度估算墙体中心最高温度，确定对钢模板或木模板是否需要采取保温措施。并特别注意外墙迎风面的保温措施。适当推迟脱模时间。对已浇筑完成的混凝土墙体应及时回填，掩埋。在秋季转冬季或有寒流气温剧降时，封闭通风口，防止冷风快速冷却墙体形成新的温差裂缝。.1.2墙体水平裂缝裂缝特点：l 裂缝走向基本水平。l 长度不等，数米到十多米。l 宽度0.10.5mm;l 分布高度在13ml 素混凝土隧道衬砌墙体常见；有时有渗水或白色沉淀物痕迹；（2）成因：泵送混凝土连续浇注入模，分层振捣不够，混凝土终凝前发生下沉，造成拉裂。混凝土浇注过程中，拌合物供应不及时，形成水平施工冷缝。隧道基层有水渗出，混凝土拌合物不能连续供应时，施工面积水，局部水灰比偏大，形成不密实区，渗出水量较小时，混凝土表面会集聚白色沉淀物。（3）控制措施l 浇注混凝土时应移动下料，使料面均匀上升，分层振捣，尽量不留施工缝，对连续浇注高度超过3m时，应留有等待时间，让墙体内拌合物充分均匀沉降。l 在隧道衬砌混凝土墙体时，若洞壁有渗水，应采取隔水排水措施后再进行混凝土灌注作业。1.3墙体斜向裂缝：（1）裂缝特点：裂缝走向与地面成45度60度夹角，长度较长，宽度：0.10.5mm,非连续撕裂狀裂缝。（2）成因：在浇注混凝土时，同一下料点一次浇注厚度过大，振捣不及时，拌合物粘稠，中心拌合物下沉快，钢筋保护层厚度不够，拌合物沿模板壁下滑较慢，从而形成撕裂狀裂缝。（3）控制措施：浇注混凝土时应移动下料，料面均匀上升，分层振捣，每层厚度0.50.6m,控制钢筋保护层厚度>20mm。2钢筋混凝土板裂缝控制：钢筋混凝土板主要应用在高层建筑楼板，梁柱框架结构楼板和屋面板。板厚80mm200mm,混凝土强度等级C25C40.板内钢筋常设计为双排双向均布钢筋或板四周为双排双向板中为单层钢筋（扁担筋）。现浇混凝土板的模板支撑 体系由支撑钢管，横拉杆，方木楞，多层板组成。在施工过程中，混凝土拌合物经过布料，振捣，抹面，养护形成板面，待混凝土试件抗压强度达到设计要求时，方可拆除底模板，浇筑工序完成。目前，为加快工程进度，往往在混凝土终凝数小时，即在新浇筑混凝土表面堆模板，放钢筋和电焊机，上述施工因素都对混凝土板面裂缝的产生有重要影响。2.1裂缝特点（1） 裂缝形态 地图状的组合裂缝 【图 】 有三个方向裂缝交汇在一点的组合裂缝【图 】 楼板对中孔四角裂缝 【图】 楼板预留孔角部裂缝（2）裂缝尺寸不等，当宽度大于0.2mm时就会渗水。（3）板底面可见白色沉淀水迹。（4）出现时间均在浇注混凝土完成数小时至一二日内。3.2裂缝成因：（1）模板系统支承刚度不足，混凝土拌合物终凝后仅有形状强度很低时受到集中荷载作用，形成裂缝。 方木放置不均匀 【图 】（2）泵送混凝土外外加剂入量较大，入模后遇高温干热气候，拌合物中的自由水挥发快，未能及时覆盖塑料薄膜，形成硕性收缩裂缝（3）混凝土浇注时，振动棒长时间与钢筋网接触，钢筋振动使周围混凝土拌合物泌水，当混凝土保护层厚度薄，水分争发后形成顺钢筋方向的裂缝。3.3控制措施:（1）重视加强模板系统支撑刚度。方木楞间隔不大于300mm,立杆钢管间隔根据层高调整，钢管直径为50mm层高 (m) 2.8 3.5 4.5 5.0立杆间距(m) 1.2 1.0 0.9 0.8 层高大于4.0m时，应增加剪刀撑。楼板预留孔模板下应有支撑。（2）在夏季及干旱有风的白天，混凝土拌合物浇注振捣抹面达到标高后一小时内贴面覆盖塑料薄膜，防止水分蒸发。（3）严格控制新浇筑混凝土楼板上堆重物，防止早期超载，重物下应加垫木板加大接触面。（4）混凝土拌合物终凝前，对已出现的裂缝进行二次抹面消除裂缝（5）对已处理过裂缝的楼板应作浇水渗漏检查，如还有漏水点应继续处理，直至不漏为止。（6）对有预埋穿线管的楼板，在浇筑前应检查穿线管位置距底模板大于20mm,并予以固定，保证混凝土拌合物顺利流淌，密实。 4大体积混凝土结构裂缝控制建筑工程大体积混凝土结构常见有：承台，筏板，基础梁，厚墙，最小尺寸大于1m,的钢筋混凝土结构筏板承台 基础梁 厚墙1 厚墙24.1裂缝特点：（1）温差应力裂缝l 裂缝位置：结构中部，或对称分布，或变截面处l 裂缝宽度：0,10.5mm，由表及里l 裂缝出现时间：降温过程或拆模后数小时。（2）塑性收缩裂缝裂缝位置：不规则，无方向。裂缝宽度： 0.11.0mm.裂缝出现时间：混凝土拌合物终凝前。（3）干燥收缩裂缝。裂缝位置：不规则，无方向，常见钢筋根部，混凝土裸露面，裂缝宽度：0.11.0mm.裂缝出现时间：混凝土终凝后。表面干燥，有百色附着物（4）顺筋裂缝裂缝位置：沿钢筋方向，在钢筋上方。裂缝宽度：0.32.0mm, 深度：到达钢筋表面。裂缝出现时间：混凝土终凝前，钢筋受到震动后。4.2成因（1）大体积混凝土表里温差过大; 夏季拌合物温度偏高，冬季保温层厚度不够，基础梁拆模过早，电梯井，集水坑及变截面处未作保温处理.。 (2)在气温偏高，风大，干旱，阳光充足的施工区域，终凝前混凝土表面未能保持湿润状态。混凝土内部水分急剧蒸发。（3）终凝后混凝土表面未能及时覆盖保持湿润，混凝土内部水分增发。（4）混凝土终凝前，钢筋受到震动，混凝土拌合物从新液化，析出水分，钢筋上方保护层厚度不够，水分沿钢筋上方夜出。4.3控制措施： （！）根据施工季节，混凝土强度等级和结构厚度选择水泥品种和掺合料。控制砂石料温度，降低拌合物入模温度。优化混凝土配合比，降低单方混凝土放热量，可可采用60天或90天标养抗压强度评定，合理采用保温保湿综合措施控制混凝土内外温差和降温速率。 （2）尽量减少振动棒与钢筋接触时间，在终凝前及时抹压已出现裂缝的区域， 消除塑性收缩裂缝和顺筋裂缝。（3）及时，严密，全面覆盖所料薄膜，保持混凝土表面湿润7天14天。5特殊结构的裂缝控制5,1预应力箱型梁水平裂缝控制 图： 裂缝特点：与箱型梁侧壁内波纹管走向一致，长度不确定，已裂透，有水渗出。 成因：箱型梁侧壁与波纹管壁间距过窄，混凝土难以振捣密实，形成不密实区，积水受冻使裂缝扩大。 控制措施：适当增厚箱壁。控制骨料粒径，采用小直径振捣泵加强振捣结语1 混凝土裂缝形成原因十分复杂，往往多个因素共同作用，因此必须采取综合措施方能见效；2 混凝土裂缝成因防治涉及：设计，材料，施工，气候等多学科知识，需要各方面技术人员扩展各自知识领域，才能提出可行的实施方案 ；3 裂缝的评价必须根据混凝土结构所处的环境类别确定是否有害采取相应措施，在保证工程质量的前提下经济合理的处理混凝土裂缝缺陷 ；4 我国幅员辽阔，气候多变。本文提出的各项防治措施适用我国西北地区，仅供其他地区参考。（陕西省建筑科学研究院，西安 710082）作者简介：崔庆怡，1941生，教授级高工，现为陕西省建筑科学研究院顾问总工，兼任陕西省土木建筑学会建材专业委员会主任委员、陕西省砼协会专家组成员。主要研究方向为：高强高性能混凝、大体积混凝土的施工技术研究和应用。cuiqingyi2006