大体积混凝土建筑物裂缝控制分析.doc

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1、燕京理工学院毕业设计（论文）诚信申明本人申明：我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得燕京理工学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名： 年 月 日大体积混凝土建筑物裂缝控制分析代书鹏土木工程专业 土木1502班 学号150340040指导教师 王月伟教授 摘 要当前，大体积混

2、凝土工程较多的出现我们的视线中，在大体积混凝土开裂时，整体性能跟原来相比就会变差很多，其在耐久性方面尤为突出，会严重的影响到建筑物整体结构安全，因此对工程中的大体积混凝土的研究就显得非常重要。本论文简要介绍了大体积混凝土工程的研究现状，通过实验，对大体积混凝土工程裂缝产生的几个主要原因进行了分析，其中包括：水泥水化热的影响、工程现场环境温度的影响以及因混凝土本身收缩造成的影响等。其次，对原材料的选择进行了分析，提出了在施工过程中，选择高效合理的施工方法和科学恰当的养护措施等对于整体工程裂缝的预防有着重要作用，以及针对大体积混凝土裂缝出现的修补总结出了有表层修补法、整体结构补强法、灌浆法以及填充

3、法等修复办法。最后通过具体案例的分析，分析大体积混凝土工程的预防措施和效果。关键词：大体积混凝土 裂缝 处理措施Crack Control Analysis of Mass Concrete Buildings AbstractAt present, mass concrete projects appear more in our sight. When mass concrete cracks, the overall performance will be much worse than before. Its durability is particularly prominent,

4、which will seriously affect the overall structural safety of buildings. Therefore, the study of mass concrete in engineering is very important. In this paper, the research status of mass concrete engineering is briefly introduced. Through experiments, several main causes of cracks in mass concrete e

5、ngineering are analyzed, including the influence of cement hydration heat, the influence of environmental temperature in the engineering site and the effect of shrinkage of concrete itself. Secondly, the selection of raw materials is analyzed, and it is pointed out that in the construction process,

6、the selection of efficient and reasonable construction methods and scientific and appropriate maintenance measures plays an important role in the prevention of cracks in the whole project. In view of the repair of cracks in mass concrete, some repair methods are summarized, such as surface repair me

7、thod, integral structure reinforcement method, grouting method and filling method. Finally, through the analysis of specific cases, the preventive measures and effects of mass concrete projects are analyzed. Key words: mass concrete crack treatment measures 目 录前 言1第1章 大体积混凝土及其开裂机理分析3第1.1节 大体积混凝土概述3第

8、1.2节 大体积混凝土开裂机理分析3第2章 大体积混凝土裂缝控制7第2.1节 注意原材料的选择7第2.2节 采用合理的施工方法8第2.3节 科学、合理的养护措施9第3章 大体积混凝土裂缝的处理方法10第3.1节 表面修补法10第3.2节 填充法12第3.3节 结构补强法12第3.4节 灌浆法13第4章 案例分析15第4.1节 某水电站大坝裂缝预防分析15第4.2节 案例二北京朝阳区一写字楼裂缝处理分析18结 论22参考文献23致 谢25III前 言近年来，随着改革开放政策的全面落实，各地经济发展不断迈上新台阶，与此同时，我国的建筑行业也发展迅猛，建筑工程技术不断创新，单体工程建筑体量不断增大，

9、不少地方现代化设施如雨后春笋般拔地而起，而且发展迅速，在这其中，混凝土结构因为其具有价格低并且质量上乘，易于施工操作，承载能力强等的优点被许多人认可，因此被许多工程所采用，所以在如今的工程中，大体积混凝土已经成为许多大体量重点项目以及大型工程中不可分割的部分。因此，对于大体积混凝土中裂缝的产生原因以及对大体积混凝土工程施工过程中的预防就显得十分重要。对于大型工程中大体积混凝土由于各种因素出现裂缝情况的研究最早开始于上个世纪30年代的美国，其原因是在上个世纪30年代，曾经在建以及刚刚建好的几座混凝土大坝出现了不同程度的裂缝。所以，当美国政府决定修建胡佛坝时决定对大体积混凝土工程进行系统性的研究，

10、其中包括对工程环境温度，以及温度对工程所产生的应力的影响的研究。并且开始提出了工程采用柱状分块，分成小薄层进行浇注，在施工过程中，通过内部铺设冷却水管，用冷循环水来进行冷却，工程中使用低热水泥等措施来确保大坝高效降温，从而防止危害性裂缝的形成。这些研究成果时至今日对工程都有着较大的影响。随着科学技术水平的发展，工程管理能力的稳步提升，到了20世纪40年代，美国陆军工程师团在施工工程中逐渐研究发展出了预冷骨料，工程施工采用通仓浇注法，规定混凝土浇筑温度保持在1 0 以 下 ，到了20世纪中期采用了大量泡沫材料来保持大坝的温度，以防止裂缝3的出现。上述这些方法是从工程施工过程中即浇筑混凝土的时候入

11、手来控制浇筑温度的。一些方法直到今天也仍然被运用。当然，从上个世纪中期到现在的70年左右的时间里，许多国家对大体积混凝土工程的裂缝问题都进行过细致深入的研究，同时也提出过许多的应对措施4。对我国而言，袁勇（2004）通过对混凝土凝固早期所具备的特点以及在混凝土早期凝结过程中的应力特点、应变的规律性发展、以及施工过程中工程外界环境对工程的影响等方面入手进行了研究。并且提出了混凝土结构的实变应力分析理论。对混凝土裂缝问题出现在在实际工程中的情况进行了系统的对比研究并阐述了先对完整的应对办法。刘海成（2005）指出大体积的混凝土工程中的应力计算，环境温度是导致混凝土弹性模量和形变的最主要的因素，发现

12、应力场与温度场存在着耦合关系。通过温度损伤以及温度对于混凝土主体微小形变的影响的大量数据总结，推导出了环境温度对混凝土的弹性形变的表达公式，在对大体积混凝土工程所做各种实验分析的基础上建立了在温度影响下的大体积混凝土应力场变化的有限元分析方法。程志（2010）指出：工程中超大体积混凝土结构在浇筑过程中由于其体积过大因而在结构表面和内部之间会形成较大的温度差，由此造成结构内部应力分布极度不均匀。从而结构内各质点之间发生相对位移变化。由于超大体积混凝土工程量巨大，所以需要的水泥用量也较大，因此其释放出的水化热较多，就整体工程而言其内部温度就会很高，由于体积巨大不利于热量的散发所以造成其中心温度很高

13、，混凝土受到热胀冷缩的原因会使其表面膨胀，由此，整个工程内部会产生压应力，外部则会差生拉应力，由此造成了外部裂缝的出现。这种裂缝往往分布在整个工程表面，分布范围广，其深度与宽度并不是很大，俗称表面裂缝。这种裂缝多出现在混凝土浇筑完成后水化热释放导致温度上升的阶段。其形成原因是混凝土体积的膨胀。国内的这些理论研究为本文提供了合理的研究基础，同时也为本文提供了许多参考。整篇文章由五个大部分构成：第一部分为文章的前言部分，前言主要描述了本文的研究对象研究内容以及研究大体积混凝土工程裂缝的意义。第二部分对大体积混凝土做了介绍并分析了大体积混凝土开裂的机理，同时也深入研究了并分析了大体积混凝土工程中混凝

14、土裂缝产生的具体原因，第三部分介绍了在大体积混凝土工程中对由于各种不同情况裂缝出现的不同控制措施，第四部分则给出了对于大体积混凝土工程出现裂缝的处理方法，第五部分通过实际案例的分析给出了对策并进行了全面的研究，最后，对全文进行了总体概括。第1章 大体积混凝土及其开裂机理分析第1.1节 大体积混凝土概述在现代的大型工程中，对于大体积混凝土，我国并没有一个完整的定义，各个国家的定义也有偏差，对此，美国混凝土协会认为：当混凝土工程体量达到必须制定相应措施来控制水化热的时候，才能保证工程质量的混凝土可称为大体积混凝土。而日本建筑学会则是从体积与温度共同角度出发规定的，他们认为当结构断面达到80cm以上

15、并且释放出的水化热能够达到25标准，这种规模的混凝土即可称为大体积混凝土。对此问题国际混凝土施工协会则认定“在混凝土工程施工中，一次完全浇筑的最小尺寸超过0.6m，而水泥超过400kg/m”即能满足大体积混凝土的标准。第1.2节 大体积混凝土开裂机理分析大体积混凝土结构在前期施工和后期使用的过程中经常会出现多种程度、多种形式的裂缝，出现裂缝的情况在全部工程中占比不小。裂缝主要是由于温度原因引起的温度裂缝、不均匀收缩引起的收缩裂缝和结构本身存在的结构裂缝等等。1.2.1温度裂缝大体积混凝土工程裂缝形成的原因相对于普通的混凝土工程来说要稍显复杂，影响其形成的因素也比较多，但是最主要的原因要归结为以

16、下几点5：（1）水泥的水化热大体积混凝土工程在凝土浇筑和凝结硬化的过程中，由于体积巨大故所用水泥量较大，大量的水泥与水产生化学反应产生大量的热量，又由于工程体积较大，导致大量的热量聚集在混凝土中不能稳定的散发出来，因此会造成结构的整体温度升高，一般在70-120小时之间达到最高温度。由于温度变化较大会产生混凝土体积的膨胀及收缩，因此会受约束形成约束应力。由于混凝土材料导热性能不是特别好并且由于其处于浇筑初期因此混凝土整体强度不高，由于强度不够不能抵抗结构的形变因此出现温度裂缝。（2） 约束条件 在混凝土结构中，经常会出现混凝土内部约束力与外部约束力两种情况同时出现的情况。内部约束是由于混凝土在

17、凝结硬化的过程中其体积内部的水化热较难与外界进行交换即散发出来，而在外面的部分由于与外界环境直接接触因此能做到较快的降温，由此整体混凝土内部与外界具备了较大的温度差，内部膨胀会因为外部的束缚作用变为受压的状态，表面体积收缩，使得结构整体产生向内收紧的力 6 。浇筑在较为坚硬的地基或者是已经凝结硬化完成的混凝土上的混凝土，在浇筑后温度逐渐降低的过程中，体积会有缩小，但是由于其会受到基岩或者老混凝土的约束作用，基岩以及老混凝土会对新浇筑的混凝土产生拉应力。当拉应力逐渐变大超过混凝土抗拉极限强度时，混凝土主体有可能会出现较大的整体性裂缝，也称为贯穿性裂缝。这种温度变形约束称为外部约束。（3） 外界环

18、境温度的变化大体积混凝土工程主体结构在施工浇筑的过程中，会受到较大的外界环境因素的影响，当外界环境温度骤降时，混凝土整体工程的内部与外部会有较大的温度差，当然，这种恶劣的温度环境对整体结构很不利。混凝土内部温度包括浇筑时的温度，水化热的温度以及结构主体散热温度等各种温度的总和，由于结构具备内外温差，温度的差异会产生温度应力。又由于混凝土体积较大，因此不利于内部热量的散发，大体积混凝土结构内部的最高温度一般可达60-657，因此，结构内外温度差异成为了造成结构应力的主要因素，所以，控制好温度就显得尤为重要。（4）混凝土的收缩变形在混凝土的拌和过程中，水泥硬化大概需要总体水量的五分之一左右，剩余的

19、五分之四水分会被蒸发掉。混凝土水化过程中会产生体积变形，这种变形被称为“自身体积变形”。自身体积变形在形态上大多为收缩变形，只有少数体积会膨胀，造成结构自身结构的各种变形的原因主要取决于材料的性质。另外，由于混凝土调配不均匀等原因引起的多余水分蒸发所造成的结构体积干缩是造成结构干缩变形开裂的主要原因。由于结构的整体温度不均匀等的原因造成的结构变形形成的裂缝通常是没有规律可循的，大体积、大面积结构上的裂缝经常是杂乱无章的；对梁和板这种长宽比较大的构件来说裂缝常会平行于构件短边出现；其内部裂缝与整体裂缝也是多平行于短边方向，裂缝呈现出中间较为密集，两边相对稀疏的形态。而且裂缝尺寸不固定，受外界环境

20、因素影响较大，由于冬天较为寒冷，结构温差较大，因此在冬季裂缝相对较宽，到了夏季由于温度相差不大因此形成的裂缝相对较窄。由于高温膨胀造成的裂缝形态通常为中间宽于两端，而由于气温低引起的冷缩裂缝则宽度相对较为均匀。这种裂缝的出现较为容易造成钢筋的锈蚀以及混凝土的碳化，并且降低了混凝土的抗疲劳及抗渗透等的能力。1.2.2收缩裂缝在收缩裂缝的范围中最常见的有干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝和沉降收缩裂缝。干缩裂缝主要出现在结构的表面位置，这种裂缝宽度很小，通常仅在0.05mm0.2mm之间，呈现不规律性分布，在结构的截面突变位置处出现较为广泛。塑性收缩是指混凝土在凝结硬化之前因表面失水速度较快而产生的体积收

21、缩现象，塑性收缩裂缝多出现在环境干燥或者风大温度较高的情况下，通常裂缝中间较宽、两端较细，并且其不规则，长短不一，并且各条裂缝之间互不连贯。长度为2 0cm 30cm的为较短的裂缝，长度达2m 3m的称为较长裂缝，通常，较长裂缝宽度大概为1 mm 5 m m ，这种裂缝产生的主要原因为：在混凝土完全凝结之前不具备强度或者强度很小的情况下结构整体受到外界高温或者空气极速流动的影响下，混凝土结构水分快速散发，这就造成了其内部的细小毛细通道中产生压力，这时，混凝土结构会急剧收缩。由于此时结构并不具备很大的强度，因此不能对其收缩提供有效的抵抗，从而出现小裂纹。当水灰比的数值很小，在0.35之下时，会导

22、致结构整体的湿度下降很快，这种情况下结构自身收缩与干缩情况相当。但是当其在外界环境的影响下，通过与温度影响造成收缩现象的叠加放大了应力，因此在大体积混凝土工程施工中，结构的自身收缩情况成为了设计师们考虑的重要指标，往往要单独考虑，单独计算。当然，在一些表面积不算大但水灰比大的结构中需要考虑水化热引起的整体体积的变形，并且要尽最大限度避免结构出现开裂现象，并且应该考虑温度影响与自身形变情况叠加在一起的影响。1.2.3结构裂缝结构裂缝通常情况下表现为结构沉陷，造成这种沉陷的原因主要是由于荷载计算的偏差引起的。在基础发生沉降的情况下，由于模板施工不规范等原因造成的结构裂缝数量要远大于由于荷载计算偏差

23、引起的裂缝，结构裂缝尽管数量相对较少，但是其对整体结构产生的危害却是巨大的。沉陷裂缝主要是由结构地基问题引起的，地基的土质不匀，土质松软，或者是在地基土的回填过程中为未达到密实要求进而造成结构整体的沉降所导致的；此类裂缝常出现在冬季，冬季施工现场冻土角较多，由于其支撑模板大多支撑受力在冻土之上，一但冻土融化会导致整体支撑下移，造成模板下降，对结构整体的支撑减弱，导致结构产生裂缝。此类裂缝的形式多为整体性裂缝，裂缝的走向与结构的整体下沉情况有关。一般与竖直方向成一定的夹角，裂缝的宽度与沉降量是成正比的。第2章 大体积混凝土裂缝控制第2.1节 注意原材料的选择对于大体积混凝土裂缝的控制，首先可以从

24、预防措施入手，主要有选择合适的原材料、采用合理的施工方法以及科学合理的养护措施10。2.1.1选好原材料（1）工程施工过程中，优先选择水化热较低且抗裂性能较好的水泥种类，如硅酸盐水泥。（2）确保集料质量，选择膨胀系数小的骨料。（3）掺入粉煤灰时，选择质量较好的粉煤灰品牌，达到使得混凝土主体耐久性好的目的。（4）对于减水剂的掺取选择，本着高效的标准，降低单位用水量，确保混凝土浇筑质量。2.1.2加强结构设计（1）在结构主体形状变化较大的位置，应该考虑避免应力集中现象的发生，对该部位进行加强。（2）对于受力影响较大的部位应该直接从材料的角度考虑采用特种混凝土，或通过增加添加剂的方法提高结构整的抗裂

25、性能。（3）为了避免影响结构的整体强度，最大限度确保相互接触的两种混凝土标号差异较小。第2.2节 采用合理的施工方法在大体积混凝土工程的施工过程中为了防止出现温度裂缝，可以采用从源头上降温的方法即在混凝土浇筑时严格控制住浇筑温度，从而达到提高整体强度，防止裂缝出现的情况。2.2.1降低浇筑温度和水化热（1）在材料的选取过程中，尽可能的选择低发热量的水泥，比如矿渣水泥、明矾水泥等进而达到改善温度的效果。（2）优化骨料的配比，适量的加入一些石子，适当的加些混合材料，从而达到减少水泥用量的目的。确保控制其数值在450kg/m3以下。（3）尽量把水灰比降到最低，通过降低水灰比的方法来达到降低水化热的目

26、的。（4）提高混凝土前期的拌合工艺，通过采用技术降温的方式进而达到降低混凝土在浇筑过程中产生高温的目的。（5）适量添加一些添加剂，从而达到减水、提高塑性、减缓凝结时间的效果，通过改善混凝土在搅拌过程中的流动性、保水性等的特性，达到使水化热释放的时间延后的效果。（6）合理选择施工时间，最宜选择温度不高的环境下浇筑。避免选择高温时间浇筑，如果不可避免，应采取遮阳或者增大通风度等措施来保证浇筑质量，对于散热不便的工程，可采取在工程表面铺放冰块的方式达到降温的目的。2.2.2降低内外温差对于体积过于巨大的混凝土工程，由于体积带来水化热散发不便利、不均匀的现象，应该考虑在工程内部铺设循环水管道，通过接入

27、冷水循环带走热量进而达到降低温度的方法。另外，也可采用直接在混凝土表面覆水，利用水的比热容高的特点发挥隔热保温作用，进而达到减缓混凝土表面快速降温的目的，促使混凝土内部与外部达到最大限度的同步降温效果。2.2.3强化混凝土全程养护（1）在混凝土浇筑完成后，做好混泥土的后期养护工作同样十分重要，为了避免混凝土结构外表面快速降温从而使其与内部温差较大，在养护过程中应该使用湿润的麻草、苇席或者湿润的废旧麻袋等覆盖其表面。若环境较为寒冷，可在表面覆盖些保温材料，避免结构受到低温袭击。（ 2 ）如果结构为河岸大坝等，应在浇筑完成模板拆除时，尽快将回填物质回填就位，避免结构接触空气时间过久，致使外表面降温

28、迅速造成内外降温速度不一导致裂缝的产生。2.2.4改善约束条件的措施（1）在施工顺序上要尽量合理安排，混凝土浇筑过程中确保按照混凝土施工规范进行分层、分块有序进行浇筑。由于大体积混凝土结构体量较大，因此，施工过程中采用一次性浇筑成型会导致结构内部与外表面热量散发速度不等导致应力的产生。因此结构采用分层、分块浇筑的方法避免了应力的出现，裂缝的产生。（2）为了避免应力集中情况的出现。可以在结构容易出现应力集中的地方比如孔洞、尺寸突变、或者转角等位置多设置一些钢筋或者钢筋网片，在截面尺寸突变的位置，我们可以采取增加配置抗裂钢筋等措施。（3）施工过程中要提前考虑留出结构的温度伸缩缝，从而达到使结构减少

29、约束的目的。（4）采取分块施工的情况下，各块体采用平行施工的方法，避免相邻两个结构浇筑时出现高差较大造成外立面处于长期暴露在环境中的现象。第2.3节 科学、合理的养护措施在大体积混凝土工程浇筑后期对混凝土进行科学合理的养护，有利于减少整体结构上裂缝的出现。2.3.1采用综合措施， 控制混凝土初始温度（1）编排合理的施工方案，降低混凝土浇筑时的温度，各方面多管齐下：通过骨料直接水冷或者通过结构整体风冷的方式达到降温的目的，通过加冰或者温度较低的冷水拌和集料的方法达到降低混凝土初始温度的方法，最大限度的避免出现裂缝的现象。 （ 2 ） 在混凝土结构凝结后期升温的过程中，通过在结构内部安设冷水循环管

30、道达到内外降温一致的目的。 （ 3 ）尽量在夜间进行混凝土的浇筑过程，由于夜间温度较低，夜间施工会降低混凝土的初凝温度。若白天施工应避免选择高温时间浇筑，如果不可避免，则采取遮阳或者增大通风度等措施来保证浇筑质量，对于散热不便的工程，可采取在工程表面铺放冰块的方式达到降温的目的。2.3.2采用综合措施， 提高混凝土抗裂能力（1）混凝土在浇筑过程中要充分振捣，可以采用多次振捣的方法达到改善结构强度的目的。结构强度得到改善就会减小裂缝的出现。（2）合理安排拆除模板的时间，把控模板拆除时结构的温度变化，最大限度保证轻度达到5MPa时再进行模板拆除工作。第3章 大体积混凝土裂缝的处理方法若在工程施工前

31、期不能有效控制各种情况的发生，或者结构后期的使用环境十分恶劣，这种情况极易使结构出现裂缝，如果出现了裂缝可以采取一些措施，使得结构得以正常工作。第3.1节 表面修补法表面修补法大多适用于裂缝出现后稳定保持一段时间，没有进一步发展趋势，并且没有对结构造成较大的影响的裂缝的修补。这种处理方法较为简单直接，只需将水泥浆、或者环氧胶泥等物质涂抹在混凝土表面并且在最外侧涂上防腐材料等。施工中常用造价较低同时施工较为容易的方法，因此表面喷涂法，结构增加整体面层，在结构外表面压抹环氧胶泥等方法容易实现因此被较多的采用。 3.1.1表面喷涂法当结构存在较多碎小裂缝时，可以通过采用表面法来进行喷涂，通过喷射细混

32、凝土，通过空压机的压力将水泥砂浆或细石混凝土喷射到受喷面上，以覆盖裂缝形成完整光滑的面层。对于要求做耐磨处理的面层来说，可以通过选用沥青涂料或者聚氨分子涂料等来进行喷涂，涂覆法经常用于结构或构件的局部损伤，或者较多碎小裂缝的情况，也可以通过与钢丝网片等合用来达到修复的目的。3.1.2增加整体面层若裂缝出现较多，这时通过简单的外加辅助构件修复效果不明显，则经常通过采用增加细石混凝土面层的方法来达到修复要求。这时经常通过在细石混凝土下覆盖一层较细的金属网片，并且最好采用喷射法将细石混凝土喷射到结构表面的金属网片上来达到修复较多裂缝的目的。3.1.3压抹环氧胶泥如果结构中出现数量不多，分布较为分散的

33、裂缝，由于其分布不均匀，分布密度较小因此可以通过缝合的方式来达到修复目的，这时可将小细钢筋完成圆弧型充当缝合的线，用环氧树脂砂浆灌缝完成缝合。第3.2节 填充法填充法是指直接将具有扩张能力的软性材料填补到裂缝中，由于所采用的材料具有良好的扩张能力，因此能填补相对较宽的裂缝，这种方法由于可以直接填充所以具有施工简单，容易操作，造价低的特点。如果遇到宽度较小的裂缝，采用灌浆法不易达到良好施工效果的情况，可以采用人工开槽的方法，将填充材料注入到人为开好的槽中达到修补裂缝的目的。这种情况常用于裂缝较浅、宽度较细的情况，并且这种缝隙不会有水滴漏掉。如遇漏水裂缝则可采用表面贴补防水片等的方法进行修补。第3

34、.3节 结构补强法3.3.1碳纤维片材加固法 （1）表面处理在加固的过程中，应该将有结构表面有问题的处于损坏状态的混凝土进行剥离去除等，将完好的混凝土层呈现在外表面时再进行修复。应按照规范要求对所出现的裂缝进行填充。对于需要补强的结构进行打磨处理，表面不能有油污、尘土等存在，对于直角应最大限度的做圆弧处理。 修复后的结构表面应清理干净并保持干燥。 （） 涂 刷 底 层 树 脂 涂刷底层树脂过程中应该注意各种材料的配比，不同种原料胶材按适当的配比进行调配，调配过程中应尽量搅拌均匀，使各种材料充分混合，直至不出现明显色差为止。使用时，用滚筒刷将树脂均匀涂覆在混凝土表面，等树脂干燥后再进入到下一个工

35、序。（）找平处理修补过程中要按标准进行找平处理，既要保证结构整体的美观性，又得确保工程质量，满足工程施工规范，对混凝土结构出现凹凸的地方用找平材料进行填补，转角处尽量做成圆弧状。3.3.2外包钢加固法当采用外包钢加固法时，应该先将结构表面打磨平滑，将各个角打磨成较为圆滑的状态，需用气泵将其表面吹干净，然后在其表面刷一层环氧树脂，之后将干打磨干净并做好防锈处理的钢片包裹在结构外表面，用卡具卡紧，焊接牢固。预留排气孔后对缝隙进行密封处理。第3.4节 灌浆法3.4.1灌浆方式施工过程中经常用到的灌浆方式有直接作用的纯压式与间接作用的循环式两种。（1） 纯压式：纯压式灌浆是指直接把各种材料灌入结构出现

36、的缝隙中，这种操作方式操作起来比较方便，但是进度较慢，并且在灌浆过程中容易导致浆体的沉淀，进而阻塞缝隙，阻挡住后续浆液的注入。（2）循 环 式 ： 循环式注浆法是指使用注浆机通过注浆管将浆液注入到结构的开裂缝隙中，这个过程持续时间相对较长，部分浆液会通过回浆管返回到储浆罐中，在这个过程中，缝隙中的浆液一直处于循环状态，能够有效防止水泥的沉淀堵塞，采用这种方法会取得良好效果。3.4.2灌浆方法灌浆方法可以通过结构位置灌注先后顺序的不同分为一次灌浆法、分段灌浆法、孔口封闭灌浆法和综合灌浆法等（1） 全孔一次灌浆：是指对孔隙进行一次性灌注完成，这种方法操作简单，由于只是一次性灌注，所以其适用深度不大

37、的钻孔。（2） 自上而下分段灌浆：这种灌浆法是施工前在结构上一次性打出注浆孔，灌浆时是先将下部灌满后再逐渐将上部灌满。（3） 自上而下分段灌浆法：自上而下分段灌浆法是从上向下逐段进行钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔底的灌浆方法。（4） 综合灌浆法：综合灌浆法是在钻孔的某些段采用自上而下分段灌浆，另一段则采用自下而上分段灌浆的方法。（5） 孔口封闭灌浆法：孔口封闭灌浆法是指通过在钻孔的孔口安装注浆管，采用从上到下逐级灌注分的方法，每段的灌注过程中都需要用孔口密封器进行灌注的方法。在一般的结构中，当灌浆孔所处的基岩段长度小于5m时通常采用一次灌注的方式；当基岩长度大于5m时，为了优化灌注效果，

38、一般采用自 上 而 下 分 段 灌 浆 法 、 自 下 而 上 分 段 灌 浆 法 或者综 合 灌 浆 法 或 孔 口 封 闭 灌 浆 法 等。 第4章 案例分析第4.1节 某水电站大坝裂缝预防分析4.1.1工程概况 某水电站的设计平面图如4.1所示，大坝处于热带季风性气候区域，夏季气温经常在45以上，为了满足工期要求，大坝必须在夏季主体混凝土浇筑完成。该工程施工还有两个有利条件：（1）与大坝直接接触的河水是由雪山融化而来，融化水的温度较低，即使是在夏季，水温也在10以下。（2）大坝所在地带昼夜温差较大，在白天温度高，但是在夜间温度却比较低。在该水电站整体工程中，由于温度引起的结构主体裂缝非常

39、容易，并且裂缝分布比较全面，出现在结构的外表面、结构深层以及贯穿整体结构等。图4.1 水电站平面图4.1.2预防措施（1）优化混凝土配合比工程施工进行前，通过大量的配合比实验计算，得出结论，采用优 质 级 粉 煤 灰以及外加剂设计出能够满足抗寒要求的混凝土，并且通过大量的实验数据合理计算出结构外表面混凝土粉煤灰的掺和量为 54 %，结构内部混凝土的粉煤灰掺量更高达到64 % ，按照这种配比调配混凝土会大大降低结构浇筑过程中释放水化热的量，轻易有效的控制大坝整体的温度变化。（2）降低原材料温度为了使结构放出更少的水化热，需要使用的水泥必须是出厂后存放30天以上的产品，在混凝土的拌合过程中，需对搅

40、拌罐周围进行遮阳处理，必要时要使用冷水进行喷淋降温，对于骨料同样应该做防晒或者喷淋降温等。由于与大坝接触的河水温度不高，因此在施工的过程中应该及时更换施工用水。浇筑的过程中应该采用风冷措施，确保水化热高效释放。（3）减少水泥用量降低混凝土水化热优先选取低热水泥，对粉煤灰的选取同样需要使用需水量较少的A级优质粉煤灰，通过粉煤灰的使用可以减少水泥单位使用量4 kg左右。另外，可以通过优化混凝土配合比的方法，通过优化砂率的配合比来加大粉煤灰的掺入量，通过详细计算以及工程要求来算，位于工程基础部分的混凝土粉煤灰掺量为30%，位于工程内部的混凝土粉煤灰掺量为40%，位于接触水面区的混凝土粉煤灰掺量为25

41、%，按这种办法施工，平均每立方米能够节省水泥用量达到10kg左右这就达到了减少水化热释放的效果。另外，通过减水剂的添加使用，不但改善了混凝土的和易性等性能更将水化热释放的峰值时间延后。（4）严格控制混凝土浇筑温度粗细骨料的堆放尽量成大堆，高度尽量要高，最好要到十米以上，并且最大限度的避免阳光直射，尽量保证骨料的堆放温度在30 以 下，骨料贮存量要大最好能够达到5天的浇筑用量。砂的含水率应该尽可能的控制在5%之下，砂的含水率低才能最大限度的保证冰的掺入量。在搅拌时应该控制水泥入罐前的温度在60 之下，对于混凝土的运输车辆，应该做好遮阳处理，最大限度降低其温度。（5）合理安排施工浇筑过程尽量选择在

42、低温时期。工程的基础浇筑工作尽量选择在晚间进行。要设置专门的强度检测人员负责强度的检测，并且要保证浇筑的连续性，安排好各个混凝土罐车的开行方案，确保混凝土第一时间完成浇筑。4.1.3取得的效果在确保工程浇筑的混凝土面层质量达标的前提下，做混凝土试块强度抗压强度试验。具体措施步骤如下：对比试验中混凝土所选取的标号为C25，试验一共分成4个组进行，每3块试件分为一个组。（1） 制作标准达标的试件对所制作的试件进行养护，使其强度达标将表面打磨干净，涂抹上砂浆再次对试件进行养护检测试件强度，得出数值比较分析数据值（2） 试件使用同一标准，采用同一批次商品混凝土，试件尺寸选择标准尺寸为150mm*150

43、mm，每组对比三块，分别编为A、B、C三种编号。（3） 确保试验在室温下进行，试件保存在室内。（4） 养护完成，即养护28天后，选取试件A进行抗压强度试验。选取试件C将其表面进行打磨处理，处理完成后在其表面涂覆15mm聚合砂浆。（5） 在试件C完全完成养护之后，与试件进行抗压试验。将试件C抹聚合物砂浆面为受压面。表4.1 几组试件的比较A试件标养强度（MPa）B试件标养强度（MPa）C试件标养强度（MPa）C组分别与 A、B试件相比强度提高百分比（%）第一组32.134.242.137/28第二组34.336.343.444/31第三组37.139.241.829/22第四组30.131.84

44、0.735/28第五组28.934.342.246/23通过表4.1的数据结果我们不难看出，变电站主体工程表面覆盖聚合物砂浆贴层的试件较相对没有做处理的普通试件来说强度增加约为20%（C25混凝土的强度增加20%后，强度效果基本与C30混凝土强度效果相同）这满足了水电站工程的结构补强目的。第4.2节 案例二北京朝阳区一写字楼裂缝处理分析4.2.1工程概况 现有北京朝阳区一写字楼，写字楼为现浇钢筋混凝土剪力墙结构，写字楼地上有二十五层，地下有两层，主体混凝土强度设计使用C30标号混凝土，结构平面图见图。 图4.2 北京朝阳区一写字楼的墙体平面布置图经过整体的强度检测，发现了部分结构的局部混凝土强

45、度较低，不能满足整体强度的要求，在对这些构件做了精确的混凝土强度检测之后得到的数值为强度在22.1MPa-25.5MPa ,实际测量的抗压强度为25-29MPa之间。虽然结果稍稍高于养护结果，但是这些结构的实际强度却低于C30标准。通过对该工程进行全面计算，通过计算，得出结论，原设计的钢筋选取符合设计要求，墙、柱的轴压比也满足设计要求，当把砼强度降低标准为C25后，并不影响结构的耐久性，通过分析发现原结构的某些构件布筋为构造筋，比如墙的钢筋设计为8200双层双向、暗柱钢筋14，当然，一般工程中楼面梁在配筋设计时往往大于所采用的计算面积，这就造成了钢筋强度出现余量的情况，因此我们可以通过适当减小

46、锚固强度的方法来把钢筋强度的余量用掉，在本工程中，C20型砼与C25型砼锚固长度相差大概为4d，对结构整体承载来说影响不大，虽然通过计算能够满足强度要求，但是由于该工程层高达到二十五层，作为受承载力较强的首层来说，降低砼标号，存在潜在风险，不满足抗震要求，因此根据多方要求对首层混凝土强度进行补强，进而使整体能够满足整体强度要求。4.2.2处理方法工程中对于结构补强来说常见的处理方法通常有外包钢法、加大截面法、改变传力途径法等等，外包钢法主要在主体结构的构件部位使用，比如柱子的修复、梁的补强，腹杆的加固等等，这种修复方式类似于钢结构的防护，由于此种修复适合小构件的修复，由于其相对造价较高，因此该

47、工程的结点构件修复中并未被采用。加大截面法与改变传力途径法适合难度较大的工程采用，一般运用在相对较为复杂的工程中，需要有较高的施工技术水准，本工程为普通写字楼，结构相对不算复杂，因此加大截面法与改变传力途径法不适合被该工程采纳。另外能通过碳纤维布进行加固、通过粘钢片进行加固以及通过粘贴玻璃钢复合板进行加固等。碳纤维加固法在加固修复工程使用过程中由于具有较高的强度，因此其脆性较大，一旦发生破坏造成的影响也就很大，另外，碳纤维加固法对修复结构要求较高，需要满足结构内部钢筋与碳纤维的变形一致才能发挥优良效果；不同于碳纤维加固的方式，粘钢法加固对于结构的影响较小，采用高强度粘结剂，将钢板粘于钢筋混凝土需要补强部分的表面，以达到增加构件承载力的目的。但是采用粘钢法加固补强其效果会受到工艺影响较大。与粘钢法最大的区别在于所选的材料不同，但是玻璃钢复合材料板材用于具体工程加固补强时间不是很久，技术还不是很成熟，因此此工程不宜采用。通过各种补强加固方法的比较，该工程采用采用局部