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二級建造師公路工程知識:現澆混凝土板裂縫的類(lèi)型及成因

2015-07-13 15:23  來(lái)源:建設工程教育網(wǎng)整理  字體:  打印 收藏

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  混凝土裂縫按形成原因可分為外荷載作用引起的結構性裂縫和受變形變化引起的變形裂縫兩大類(lèi)。前者是結構受外荷載作用引起,通過(guò)合理的結構選型及配筋,基本能避免產(chǎn)生結構性裂縫;后者主要由于材料本身性質(zhì),構造措施不足,施工管理不善和溫差變化、不均勻沉降等多種原因引起?;炷灵_(kāi)裂多數裂縫屬這種裂縫。而裂縫發(fā)生的部位最常見(jiàn)是在樓板的陽(yáng)角,多種原因引起?;炷灵_(kāi)裂多數裂縫屬這種裂縫。而裂縫發(fā)生的部位最常見(jiàn)是在樓板的陽(yáng)角,其主要原因是混凝土的收縮特性和溫差的作用。同時(shí),由于樓板陽(yáng)角受到四周剛度較大的構件(梁體或剪力墻)的約束,限制了混凝土樓板的自由變形,因而在溫差和混凝土收縮變化時(shí),樓板陽(yáng)角處容易產(chǎn)生裂縫。常見(jiàn)的混凝土樓板裂縫的類(lèi)型及成因主要有以下幾種情況:

  1.混凝土收縮變形引起的裂縫

  混凝土收縮裂縫根據其形成的時(shí)間分為硬化前、硬化中和硬化后裂縫;初凝和終凝階段是混凝土膠結硬化的重要過(guò)程,也是裂縫的多發(fā)期,其龜裂就是常見(jiàn)裂縫之一。同時(shí),混凝土因硬化而體積縮小,樓板四周受支座梁體的約束而不能自由伸展,當收縮引起板產(chǎn)生的約束力超過(guò)一定程度時(shí),早期混凝土強度極低又不足以抵抗,就會(huì )在板應力相對較集中的板角處開(kāi)裂,其走向與板的對角線(xiàn)相垂直。引起裂縫的原因包括:混凝土水泥用量、含水量、水灰比、坍落度等過(guò)大,骨料級配差;振搗不實(shí)或混凝土澆筑后氣溫高未及時(shí)養護或養護不到位,風(fēng)吹日曬后表面水分蒸發(fā)過(guò)快而急劇收縮開(kāi)裂等。一般商品混凝土的收縮量要比現場(chǎng)攪拌混凝土大?,F澆混凝土樓板未能連續澆灌而設置施工縫后,新舊混凝土間形成接縫,如處理不當,也容易因收縮而發(fā)生裂縫。

  2.環(huán)境溫度變化引起的裂縫

  混凝土線(xiàn)膨脹系數約為10×10-6/℃,即溫度每升高或降低10℃,混凝土會(huì )產(chǎn)生0.01%的線(xiàn)膨脹或收縮,即熱脹冷縮變形。環(huán)境溫度變化影響了樓板及梁的變形與開(kāi)裂,一般板的厚度遠小于梁高,板全截面隨氣溫的變化而變化,而梁的截面高則大于板厚,溫差變形則大大滯后于板,特別是急冷急熱后尤為明顯。如氣溫驟降或曝曬后突受雨淋冷卻時(shí),板收縮量突然變大而梁則大大滯后,使板收縮時(shí)受梁的限制產(chǎn)生拉應力而開(kāi)裂,板長(cháng)度越大,越易出現垂直于板長(cháng)邊的貫穿裂縫。而當氣溫急劇升高時(shí),板發(fā)生膨脹,而梁變形滯后則限制板的膨脹,使梁受拉,致梁側產(chǎn)生豎向裂縫,有時(shí)包圍梁腹截面。梁裂縫也可常見(jiàn)于屋面板隔熱差而板下通風(fēng)良好,夏季時(shí)板面溫度極高而板下溫度較低這種大溫差情況。

  3.不均勻沉降引起的裂縫

  由于沉降縫或伸縮縫的設置,往往給建筑物處理及使用帶來(lái)麻煩,較容易引起滲漏,所以一些建筑物沒(méi)有設置必要的變形縫。當基礎沉降不均勻時(shí),特別是對沉降相當敏感的框架結構,容易在不均勻沉降的相鄰柱位處產(chǎn)生沉降裂縫,同時(shí)墻體也會(huì )在相應部位開(kāi)裂。另外,轉角角柱處也是不均勻沉降開(kāi)裂的多發(fā)區。

  4.應力集中引起的裂縫

  主要出現在轉角處或結構剛度突變的地方。當平面布局凹凸較多時(shí),轉角也較多,轉角處由于剛度突變形成薄弱部位,當受到混凝土收縮、溫度變化或少許沉降差影響時(shí),易產(chǎn)生集中剪拉應力而開(kāi)裂。切角裂縫一般不會(huì )引起墻體開(kāi)裂。

  5.預埋管線(xiàn)引起的線(xiàn)管裂縫

  一些地區習慣于將PVC電線(xiàn)管預埋于樓板結構中,且線(xiàn)管多層交差重疊,施工時(shí)為方便線(xiàn)管固定,將其綁扎在板底鋼筋上,造成混凝土澆灌后鋼筋與混凝土失去有效的結合,該處板的有效厚度大大減少,形成樓板的抗拉、抗彎薄弱點(diǎn)。在秋冬季節氣溫變化大、空氣干燥、濕度低等多種不利因素影響下,混凝土收縮加劇,導致樓板產(chǎn)生較大的內拉應力,于是在電線(xiàn)管預埋處的薄弱位置發(fā)生開(kāi)裂,使內拉應力得以釋放。通常裂縫位于PVC線(xiàn)管處,縫寬約0.2~1.2mm,且貫通板厚。

  6.荷載作用下引起的結構性裂縫

  主要是結構受外荷載或自重作用下,材料承載力不足或不起作用,板受拉或剪切破壞而產(chǎn)生的裂縫。這種裂縫除結構設計不合理外,施工管理不善,支座處負筋下沉或板厚不足是導致結構裂縫的主要原因。當負鋼筋下陷嚴重時(shí),鋼筋無(wú)法發(fā)揮抗拉作用;或是板厚嚴重不足時(shí),則會(huì )導致結構抗力下降,結構抗力不足以抵抗拉應力或剪切應力而開(kāi)裂,裂縫通常位于梁側且平行于板長(cháng)邊,嚴重時(shí)也可環(huán)繞四周梁側。此時(shí)板面將出現破壞性裂縫。

責任編輯:紅豆

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