造價(jià)工程師知識點(diǎn):鋼筋混凝土結構裂縫的成因與處理方法
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鋼筋混凝土結構裂縫的成因與處理方法
隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,鋼筋混凝土結構已經(jīng)普遍用于工業(yè)和民用建筑中。但多年來(lái),鋼筋混凝土結構的裂縫一直是施工中最為常見(jiàn)和難以克服的弊病,在某些情況下,裂縫會(huì )導致非常嚴重的后果,因此研究鋼筋混凝土結構的裂縫產(chǎn)生原因及控制具有重要的社會(huì )和經(jīng)濟意義。
1.鋼筋混凝土結構裂縫的危害
1.1對結構強度的危害
結構物裂縫發(fā)生后,其本身的剛性、剪力強拉力強度、抗彎強度會(huì )降低,裂縫嚴重時(shí)可能會(huì )使構材掉落而造成危害。
1.2對耐久性能的危害
裂縫對耐久性的影響,最主要的是加速混凝土中性化,使鋼筋腐蝕速度變快,并因漏水、滲水,造成發(fā)霉、滲斑而使得保護層剝落,而縮短結構物的使用年限。
1.3對氣密性能的危害
裂縫對于氣密性能的破壞,主要是針對需要高氣密性能的結構物而言的,如醫院、核電廠(chǎng),或一些疫苗培植性能的結構物。一旦發(fā)生裂縫,就會(huì )造成氣密性降低,造成輻射線(xiàn)或疫苗菌類(lèi)外泄,影響到人們的安全。
2.鋼筋混凝土結構裂縫的類(lèi)型及成因
2.1溫度裂縫
內約束裂縫
由于混凝土內外溫差過(guò)大而引起的。例如,混凝土養護期間受寒流侵襲,使混凝土表面急劇降溫超過(guò)7一100°C就有可能引起混凝土表面裂縫,但其裂縫深度一般只有30mm左右,表層以下仍保持結構完整性。
2.2沉陷裂縫
裂縫多為深進(jìn)或貫穿性的,其位置與沉陷方向一致。較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度與沉降值成正比。裂縫產(chǎn)生的原因是結構構件落在未經(jīng)處理的回填土或松軟地基上?;炷翝补嗪?,因地基侵水引起不均勻沉降而導致裂縫。特別是平臥生產(chǎn)的鋼筋混凝土構件(如薄腹梁),由于側向剛度差,配筋少,最易引起弦、腹桿或梁的側面產(chǎn)生裂縫。另外因模板剛度不足,模板支撐間距過(guò)大或支撐底部松動(dòng)以及過(guò)早拆模,也常導致此類(lèi)沉降裂縫出現。
2.3由材料所引起的裂縫
堿骨料反應是指混凝土拌和后會(huì )產(chǎn)生一些堿性離子,這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應并吸收周?chē)h(huán)境中的水而體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開(kāi)裂。這種裂縫一般出現在混凝土結構使用期間,一旦出現很難補救。另外,由材料質(zhì)量原因引起的裂縫較常見(jiàn)的是水泥,粗細骨料質(zhì)量不好,這種情況造成的后果是結構承載能力降低,剛度很差,空氣穩定性很弱,隱患容易惡化等。
2.4其它施工裂縫
(l)滑模施工、構件制作脫模、運輸、堆放、吊裝中,有時(shí)會(huì )產(chǎn)生各種裂縫;
(2)后張預應力構件和預制空心板抽芯過(guò)早或過(guò)晚,會(huì )使混凝土塌落或拉裂;
(3)構件吊裝時(shí)吊點(diǎn)不正確;
(4)構件堆放時(shí)支撐墊木不在同一直線(xiàn)上,或懸挑過(guò)長(cháng),構件運輸時(shí)劇烈震動(dòng)和沖擊;
(5)地面施工中,過(guò)多的抹壓觸動(dòng),常使表面出現龜裂。
3.混凝土結構裂縫的預防措施
3.1混凝土配料、攪拌及澆筑
(1)配合比設計應盡量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應準確,攪拌時(shí)間應保證;
(2)澆筑分層應合理,振搗應均勻、適度,不得隨意留置施工縫。
3.2設計方面
(1)建筑平面造型在滿(mǎn)足使用要求的前提下,力求簡(jiǎn)單;控制建筑物的長(cháng)高比,增強整體剛度和調整不均勻沉降的能力;
(2)正確設置沉降縫、變形縫,位置和寬度選擇要適當,構造要合理;
(3)磚混結構底層窗臺下應采用加筋砌體,洞口較寬的窗臺下宜設置鋼筋混凝土梁,以防止窗臺因地基沉降產(chǎn)生豎向裂縫;構件配筋要合理,間距要適當。斷面較大的梁應設置腰筋。大跨度、較厚的現澆板,上面中心部位宜配置構造鋼筋。主梁在集中應力處,宜加設抗剪鋼筋。
3.3材料方面
(1)水泥:根據工程條件不同盡量選用水化熱較低、強度較高的水泥,嚴禁使用安定性不合格的水泥;
(2)骨料應選用粒徑適當、級配合理、無(wú)堿性反應、有害物質(zhì)及含泥量符合規定的砂、石材料;
(3)外摻料宜摻入適量粉煤灰和減水劑等外加劑,超長(cháng)建筑物或構筑物可加入微膨脹劑,以改善混凝土工作性能,降低水泥用量和用水量,減少收縮。
3.4施工方面
(1)加強地基的檢查與驗收,復雜地基,應做補充勘探。異常地基處理必須謹慎,盡可能使其處理后的承載力與本工程正常地基承載力相同或相近;
(2)合理設置后澆帶,較長(cháng)的墻、板、基礎等結構和主樓與裙房之間等高低層錯落處,均應設置后澆帶。具體要求可由設計單位確定;
(3)加強混凝土的早期養護,并適當延長(cháng)養護時(shí)間,當柱、墻等構件澆水養護有困難或不能保證其表面濕潤時(shí),應采用覆蓋保溫材料等做法,以減少混凝土的收縮變形;
(4)大體積混凝土施工,應做好溫度測控工作,采取有效的降溫措施,保證構件內外溫差不超過(guò)規定(25℃);
(5)鋼筋綁扎位置要正確,保護層厚度準確,鋼筋表面應潔凈,鋼筋代換必須考慮對構件抗裂性能的影響。
4.混凝土裂縫的處理
針對已發(fā)生的裂縫,比較常用和成熟的施工方法有以下四種:
4.1表面處理法
表面處理法是對混凝土構件表面較淺的裂縫用水泥砂漿或環(huán)氧樹(shù)脂表面涂刷處理。這些表面裂縫一般都很細很淺,裂縫深度尚未達到鋼筋表面,一般用高標號的砂漿進(jìn)行表面涂抹即可。如果表面裂縫貫通底部,出現漏水的情況,可通過(guò)在構件表面貼補防水片等方法來(lái)解決。
4.2填充密實(shí)法
填充密實(shí)法是對中等寬度裂縫的處理,將裂縫處鑿成凹槽再填充相應材料修補。當裂縫寬度小于0.3mm時(shí),可采用專(zhuān)用的混凝土封堵材料來(lái)填充裂縫。
4.3壓力灌漿法
壓力灌漿法又稱(chēng)注漿法,它不僅修補面層而且能通過(guò)壓力將注射用膠注到混凝土的內部裂縫處,對裂縫進(jìn)行粘結封閉和補強加固,此種方法處理效果好,應用范圍廣。
4.4結構補強法
因外部因素造成的較大裂縫,嚴重影響使用,如不及時(shí)采取措施,會(huì )危及整個(gè)建筑物的安全。例如外荷載超出設計的承載力、地震、爆炸、火災等因素引起的裂縫,或由于鋼筋銹蝕造成的構件承載力不足等原因引起的裂縫,通常采取結構補強法。
綜上可以看出混凝土結構裂縫產(chǎn)生原因繁多,但實(shí)踐證明采取上述措施能有效預防鋼筋混凝土結構裂縫,能取得較好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益,期望本文能為建筑業(yè)同行提供有益的借鑒。

