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混凝土衬砌施工裂缝的种类及预防措施

时间:2024-03-29 14:43:32 春莲 措施 我要投稿
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混凝土衬砌施工裂缝的种类及预防措施

  在当下这个社会中,措施在生活中的使用越来越广泛,措施是管理学的名词,通常是指针对问题的解决办法、方式、方案、途径,可以分为非常措施、应变措施、预防措施、强制措施、安全措施。措施到底怎么拟定才合适呢?下面是小编整理的混凝土衬砌施工裂缝的种类及预防措施,仅供参考,大家一起来看看吧。

混凝土衬砌施工裂缝的种类及预防措施

  1、 引言

  渠道混凝土衬砌在施工过程和使用过程中会经常出现裂缝,它不仅影响渠道的美观,也会影响渠道使用性能和使用寿命。本文根据实践经验分析了衬砌混凝土裂缝产生的原因,并提出了防治措施。

  2、 裂缝产生的原因

  混凝土是一种以砂石骨料、水泥、水及其他外加材料按适当比例配合,经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。造成渠道衬砌混凝土裂缝的原因很多,主要有坡基的不均匀沉降,衬砌混凝土的温度应力、干缩、材料、配合比及施工方法等。

  沉陷裂缝是由于地基土质不均、开挖坡基扰动或浸水造成的地基不均匀沉降所致。在挖渠时对坡基原状土的扰动致使坡基土密实度达不到要求,且回填难度较大,均匀性差,难以承受衬砌混凝土的压力,造成混凝土板沉陷扭曲、移位甚至坍塌。此类裂缝多为贯穿性裂缝,较大的沉陷裂缝有一定的错位。

  温度应力裂缝的成因较为复杂,基本的成因是混凝土浇筑后,水泥与水反应产生水化热,使得混凝土板内部温度不断升高,而外界气温不断变化,相邻部位的混凝土由于温度和温降的不同而造成温差,由此产生温度应力,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就产生温度应力裂缝。

  干缩裂缝主要是混凝土表面失水或者自身收缩的原因而形成的裂缝。另外烈日暴晒,混凝土收缩值大以及现场养护措施不到位,也会致使混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。

  在现场浇捣混凝土时,振捣方法不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。

  3、 根据实践经验着重谈一下渠道衬砌混凝土裂缝防治措施

  3.1严格控制渠道土方的填筑质量

  预防沉降裂缝必须做好渠道基础的处理,遇到不符合设计要求的软弱地基必须经处理达到要求后方可进行下一道工序的施工。

  在回填土之前,一定要清除带有树根、杂草、垃圾、废渣等不适合填筑的杂土,严格控制土块粒径。要注意回填土料的含水量,在其较低时,要在取土区周围修筑围堰,洒水车对土料场进行灌水,充分调节土料的含水率,试验检测人员应反复对土料的含水率进行检测,采取全断面采掘的方式挖料来增强土料的均匀性,利用反铲将土料拌制均匀后再装车拉运至渠道填筑施工现场。在渠道填筑面将土料摊铺均匀后,对土料含水率要再次进行检测,确保土料达到最优含水率要求。

  在回填土时一定要按规定的施工方法和工艺进行接缝处理,杜绝欠压、漏压、超压。相邻施工段的作业面均衡上升,如不可避免出现高差时,以斜坡面相接。如结合面土料含水量较低时,要进行撒水刨毛处理。

  按碾压试验和根据现场施工条件修订后确定的碾压参数控制铺料厚度、加水量、碾压遍数。按规定的取样频率和试验项目进行现场取样检查,及时对实验数据进行整理和统计分析,用质量管理图进行质量管理,提高质量管理水平。如填土出现“弹簧”、层间光面、层间中空,松土层或剪力破坏现象时,应根据情况认真处理。

  由于气候等原因停工的填筑工作面应加以保护,复工时必须仔细清理,经验收合格后,方准填土,并作记录备查。在雨季时,填筑土料应根据施工条件采取必要的措施,防止施工过程中含水量的增加,保证填筑质量。碾压时应注意保持填筑面平整,以防雨水下渗和避免积水。雨后填筑面应晾晒或加以处理,并经检验合格后,方可继续施工。

  3.2严格控制渠道土方的开挖质量

  渠道开挖前,要进行精确测量放样,在渠道开挖时要采用挖掘机倒退法进行分段开挖,且不得超挖。

  为了保证开挖后的边坡和渠底平整,在二次机械精修时应在挖掘机斗牙处焊接一块钢板。开挖时要预留20cm的保护层以免扰动渠道的土基。人工开挖保护层时,要按给定的高程和边坡线进行开挖。及时把挖掉的土进行清理,随开挖随转运,不要将多余的土长时间堆放在工作面上。在渠底和边坡修整时,根据设计高程,挂线施工,万一出现局部超挖现象,则利用修整的土料洒水夯实回填,经检验合格后方可进行下道工序施工。

  3.3材料选择和混凝土配合比控制

  在拌制混凝土时一定要选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。在配合比设计中应尽量控制好水灰比,同时掺加合适的减水剂。配合比设计中砂率、水灰比选择不当会造成混凝土和易性差,导致混凝土离析、泌水、保水性不良,增加收缩值。

  配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的施工工艺及浇注后的混凝土板的质量,合理选择好混凝土的设计坍落度,塌落度变大,收缩值会增加。针对现场的砂、石原材料质量情况应及时调整施工配合比,尽量避免衬砌混凝土裂缝的产生。另外在施工中必须要严格按着混凝土的施工配合比施工。

  3.4混凝土的施工方法及温度控制

  在混凝土浇筑前,一定要在坡面洒水、但注意要适量。铺设土工膜时,要根据当地气温变化幅度和产品说明书预留出温度变化引起的伸缩量。铺设后的土工膜应自然松弛与支持层贴实,不得有悬空,以不影响混凝土的厚度而造成混凝土板的开裂。

  渠道浇筑采用跳仓法浇筑,先底板后边坡,以避免坡面上的混凝土板产生滑动。对于衬砌混凝土板裂缝的产生,实际上振捣也是很重要的,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振。混凝土板在初凝后,要合理增加抹面次数以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

  混凝土的浇筑温度和最高温升均应满足规范规定,尽量缩短混凝土运输及等待卸料时间,混凝土运输工具要采取隔热遮阳措施以减少混凝土运送过程中的温升,入仓后及时进行平仓振捣,加快覆盖速度,缩短混凝土的暴露时间。

  采取措施降低混凝土的入仓温度。在夏季应事先对混凝土骨料、水泥采取预冷防热措施、搭设凉棚避免阳光直晒,另外降低施工用水温度。在浇筑时间和施工组织上合理安排,春、秋季多浇,夏季不宜在上午浇筑,以免在混凝土升温恰值气温最高时而加剧。渠道的重要地段尽量安排在低温季节、低温时段浇筑,以降低混凝土入仓温度,避免出现温度裂缝。

  3.5混凝土养护问题

  加强混凝土的养护工作是预防混凝土表面裂缝的重要环节,在衬砌混凝土浇筑完毕后,应按施工技术方案及时采取有效的养护措施,并应符合下列规定:根据施工条件采用洒水养护。应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。

  混凝土浇水养护的时间:对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7d;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,不得少于14d;浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态;混凝土养护用水应与拌制用水相同。

  采用塑料布覆盖养护的混凝土,其敞露的全部表面应覆盖严密,并应保持塑料布内有凝结水。

  在衬砌混凝土未达到规定的强度前不得拆模,而且不得踩踏混凝土和在其上堆放施工器具及材料。

  4、 结束语

  渠道衬砌混凝土产生裂缝的原因很多,有时是多种因素共同作用的结果。经过多年的实践经验得之,控制裂缝必须要从渠道基础的回填开挖及混凝土材料的选择、配比、浇注和养护等多方面入手。在混凝土衬砌的施工过程中,只要认真采取以上所述混凝土裂缝的各种防治措施,对混凝土裂缝进行认真研究、科学对待,渠道衬砌混凝土裂缝就能够得到良好的控制。

  隧道中产生的裂缝一方面是由设计原因造成的,另一方面是由于施工管理不当造成的。它是结构内部受到与设计状态不同的应力的反映,同时也与施工过程中由于人为的因素改变了洞室的受力状态有很大关系。

  1、隧道衬砌混凝土裂缝类型

  收缩裂缝,温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。

  1.1干缩裂缝

  收缩裂缝是因为混凝土收缩所引起的裂缝。在收缩种类中,分塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因。混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的约束,变形产生应力,当应力值超过混凝土的抗拉强度时,就会出现干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的,走向没有规律。影响混凝土干缩裂缝的因素主要有:水泥品种、用量及水灰比,骨料的大小和级配,外加剂品种和掺量。

  1.2温度裂缝

  温度裂缝是因为混凝土具有热胀冷缩性。水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部和表面间形成温度梯度而产生应力.当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。

  1.3荷载变形裂缝

  荷载变形裂缝是因为支护背后存在空间或排水不畅形成水压,基础产生不均匀沉降,模板台车没有加固好,过早脱模,混凝土受到较大的外力撞击等容易产生变形裂缝。仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净.混凝土浇筑后,基底产生不均匀沉降;模板台车或堵头板没有固定牢固,以及过早脱模,或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。荷载变形裂缝在隧道衬砌混凝土病害中占有的比例逐年增大,已经引起了广大工程技术人员的重视。

  1.4施工缝(接茬缝)

  施工缝是施工中停电、机械故障等原因迫使混凝土中断时间超时,在继续浇筑引起的缝;再一个就是原材料不台格、配合比不合理、和易性不好、振捣不密实,钢筋保护层厚度不够等引起的混凝土裂缝。

  2、形成裂缝的原因

  隧道裂缝产生原因分析;混凝土裂缝形成的原因非常复杂,往往是多种不利因素综合作用的结果。据有关统计,施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右,材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右,设计不当引起的裂缝可能占5%。

  2.1建设、监理单位工作随意性大

  由于多方面的原因,勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作,隧道围岩类别评价及结构设计缺乏科学依据,带有一定的盲目性。个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺,任意变更设计。少数工程由业主的内部人员组成监理机构,监理工作失去了独立性,但随着建设市场的规范,这些问题会逐渐得到解决。

  2.2结构设计计算与实际不符,后期变形应力在设计中未能反映

  在现在的隧道设计中,一般根据情况将隧道的设计分为浅埋隧道和深埋隧道两种情况。浅埋情况下以洞顶上所有覆土压力作为设计荷载;深埋隧道的设计考虑坍落拱效应,只计部分围岩压力。在荷载的计算中采用的是经过调查或试验得到的土的物理力学参数。这样的设计模式存在以下几个方面的问题:

  第一,人为确定的隧道洞室的荷载模式与实际的洞室受力状况有很大的区别,把受力复杂的地下工程简单的采用类似受力明确的框架进行计算,忽略了土质围岩的特殊性,而这些特殊性恰恰是引起地下洞室日后病害的主要原因。

  第二,设计中采用的许多土层的物理、力学指标在洞室开挖后都会发生变化,但设计计算的过程却无法反映出以后这方面的变化,以定态的参数设计的结构去适应动态的应力变化,是对结构受力的过程不全面的反映,同时也是对土层中洞室开挖后的应力变化过程认识不透彻的表现。结构设计中长期以来忽略了地下水的影响,在隧道的设计中仅仅是考虑在有水的情况下将围岩级别予以降低,在没有水的情况下则对水的因素不加考虑。先说有水时的情况,对土质隧道来说,地下水对工程的影响体现在以下方面,其一影响了土的物理力学指标,这点可从围岩级别的降低上得到部分的反映,其二影响了土层中洞室开挖后的席力状杰,十质围岩中有7k时。洞室开挖后将破坏腺来日可赋存环境及水力路径,在洞室完成后会重新形成新的水力路径,在这个过程中,由于水的影响,必然导致洞室周围土压力状态与设计时有很大的不同,而提高围岩级别却不能反映出这种影响,故从根本上说,设计时对土质围岩中水的因素是没有考虑的。在勘察未见地下水的情况下,修成的洞室却往往存在漏水的情况,这说明土质围岩中的水力路径会随着洞室的开挖而变化,从而使开挖时干燥的洞室在运营后数年出现漏水的现象。

  2.3施工工艺现场操作不规范

  隧道开挖成形差衬砌混凝土厚度严重不均匀,欠挖和超挖支护侵入衬砌限界,造成衬砌混凝土厚度不足,个别隧道衬砌混凝土背后存有脱空现象。

  未开展监控量测工作,仅凭经验来确定二次衬砌的施工时间,安全可靠性差,造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。

  混凝土生产时原材料计量误差大,尤其外加剂的掺加随意性大,没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量,造成混凝土水灰比增大,在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。

  采用整体式钢模台车施工,混凝土浇注时振捣不实或漏浆,造成混凝土密度不均匀。

  盲目追求施工进度,脱模时间过早,养生条件又不完善,使混凝土过早承受荷载,破坏了混凝土内部受力结构。

  夏季施工时砂、石料露天堆放,无降温措施,混凝土人模时温度过高;冬季施工保温措施不得力。

  施工过程中未严格按新奥法要求施工,使衬砌产生裂缝。虽然新奥法设计有其不足之处,但从现阶段的理论和实际来看,新奥法理论仍是目前地下洞室设计和施工的最好的指导理论。但在大量的土质隧道施工过程中,新奥法并未被正确完整的贯彻,大多数工程的施工并未按新奥法的要求进行动态的设计和施工管理。尤其在施工的过程中没有认真的对待量测环节,当然也就不能以量测资料指导设计和施工。有的工程在最关键的收敛稳定的判别上也往往以人眼观察代替量测,这些对新奥法的断章取义或认识不清最终导致了各种各样的工程事故的发生,也导致了最终的工程质量问题。

  2.4原材料质量差,配合比设计不合理

  水泥品种选择不当,安定性不足,不同批次的水泥混用,碎石、砂继配差,含泥量超标,碎石中石粉含量大,针、片状过多,影响了水泥与骨料的结合。进行配合比设计忽略水泥用量增多对混凝土品质的影响,错误地认为水泥用量越多混凝土强度越高。此外,如果对掺合物合外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导.往往也达不到预期效果。

  2.5施工管理方面不善,工程质量不高

  施工过程的管理未严格按国家的有关规范规程办理,具体表现在混凝士配合比达不到强度

  要求,施工振捣不密实导致衬砌中有蜂窝使混凝土强度降低;坍方处理不当衬砌背后留有孔洞;超挖回填不密实、欠挖不修整导致的衬砌受力与设计不符;背弃新奥法思想,在初衬变形未收敛的情况下施做二衬;拆模时间过早导致衬砌早期强度不足;冬季施工管理不善导致混凝土达不到强度要求;施工用水管理不善,导致基底被水浸泡,使衬砌产生不均匀沉降等。

  3、混凝土裂缝治理

  混凝土作为多组材料组成的脆性材料,裂缝的存在是客观的。作为施工单位应加强衬砌混凝土的施工管理,避免或减少混凝土裂缝的产生。对于出现的裂缝,应认真分析原因,分清是有害裂缝还是无害裂缝,并对有害裂缝进行处理,防止裂缝继续发展,影响衬砌结构的稳定。

  3.1细微裂缝

  隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝,这种裂缝是稳定的,一般可自愈不会影响结构的使用合耐久性。从美观考虑,可先清洗干净裂缝表面,然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍,最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面,使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。可以用环氧树脂浆液补救。配比是;

  环氧树脂:501稀释剂:二甲苯:乙二胺=1:0.2:o.35:o.08;水泥:细沙:水=1:2:o.35;水泥:自水泥:107胶=:5:3:l

  施工时应经试验确定,混凝土表面要与其它周围衬砌混凝土颜色一致。

  3.2贯通性裂缝

  贯通性裂缝的危害较大,必须采取有效的处理方法。沿裂缝方向凿成宽5厘米、深3厘米的v形槽,在槽内骑缝每隔0.5米钻一孔,孔深为衬砌厚度的1/2或2/3,一般不少于15厘米,并不得穿透衬砌以防跑浆。用清水冲洗千净槽内的杂物及粉尘,在孔内插入φ10的压浆管,利用环氧树脂水泥砂浆锚固,用灰刀将砂浆压实抹平。环氧树脂砂浆配比,环氧树脂:水泥;细纱:乙二胺:二丁酯=1:1:63.2:0.1:0.12。其中乙二胺是固化剂,二丁酯是稀释剂。待环氧树脂砂浆有一定的强度后,以o.15mpa-0.2mpa压力压入水泥一水玻璃浆液或环氧树脂浆液。压浆结束后在0.2mpa压力下压水检查压浆效果,裂缝表面用刮抹料和调色料处理。

  3.3密集裂缝

  衬砌背后有空洞或衬砌厚度不足引起的密集裂缝,必须进行防水和地层加固处理。沿裂缝两侧每隔1.2米~1.5米交错布点.凿成10厘米x10厘米大小深5厘米地方槽,用风动凿岩机钻孔,孔深3米,安装wdt 25中空注浆锚杆,注入水泥砂浆,水灰比l:1施工时由上往下遂级注浆,注浆压力以0.4mpa-0.6 mpa为宜。注浆结束后,另凿新孔在0.6mpaa-1.0mpa压力下压入纯水泥浆检查注浆效果,当达到规定压力而压不进时,认为注浆已满,注浆24小时后安装锚杆垫板,用环氧树脂砂浆抹平方槽,表面用刮抹料和调色料处理。

  4、如何预防混凝土裂缝

  4.1做好前期工作

  提高设计精度,加强工程前期地质工作,为设计提供详细地工程地质,水文地质勘探资料,提高设计质量。

  4.2加强土质围岩中洞室开挖后初期稳定与长期受力变化特点的研究

  弄清各类地下结构在土层中的受力特点,研究土质围岩中地下洞室长期应力的变化情况及各种不同情况下土中应力的相应变化。着重研究在新奥法后阶段土层中应力的变化情况,明确在各种不同的地质条件下,土的物理力学参数随时间的变化情况。以此指导设计。

  4.3严格混凝土施工工艺

  a.提高钻眼技术水平,优化钻爆参数,提高光面爆破效果,加强隧道开挖断面检测,严格控制超欠挖,为衬砌施工创造良好的条件。

  b.二次衬砌施作时间,应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。当围岩变形较大、流变特性明显,需提前进行二次衬砌时,必须对初期支护或衬砌结构进行加强。

  c.混凝土的拌合

  严格按施工配料单计量,定期检查校正计量装置。加强砂石料含水率检测,及时调整拌合用水量,保证混凝土的和易性。

  控制混凝土的人模温度。夏季施工时,当气温高于3zc时,砂石料、搅拌机应搭设遮阳棚,用冷水冲洗碎石降温。尽量安排在夜间浇筑混凝土。

  d.混凝土的灌注

  混凝土在运输和泵送过程中严禁鲁力水。

  适当放慢灌注速度,两侧边墙对称分层灌注,到墙、拱交界处停lh-1.5h,待边墙混凝土下沉稳定后,再灌注拱部混凝土。

  混凝土灌注过程中必须振捣,提高混凝土的密实度和均质性,减少内部微裂缝和气孔,提高抗裂性。

  e.混凝土的脱模、养护

  混凝土拆模的强度必须符合设计和规范要求,严禁为赶工期或提高模板周转量提前拆模,拆模时注意保护混凝土。拆模后应及时养生,而传统的洒水养护方法,既给隧道内的文明施工增加了难度,洒水又不均匀,使混凝土的早期强度得不到保证。因此,建议使用喷涂混凝土养护液的方法进行养护。

  4.4把好材料进场关,严格控制原材料质量

  水泥:施工现场多使用普通硅酸盐水泥,但应尽量减少单位水泥用量,不同品牌,不同规格,不同批次的水泥不能混用。

  碎石:严格按混凝土配合比设计的规格选用碎石标准,严格控制碎石的含泥量、针片状含量。

  砂:采用继配良好的中砂,细度模数应为23.3╠3.0,粒径小于0.315mm的颗粒含量所占比例宜为15-20%,严格控制含泥量在3%以内,为方便混凝土的运输和浇注。

  水:最好选用饮用水。当采用其他水时,应按国家现行标准执行,p h应大干4。水灰比越大混凝土的干燥收缩越大。严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的主要措施之一。施工中水灰比的范围一般控制在0.45~o.55之间,塌落度控制在(1 2士2)cm之间。

  外加剂:高效减水剂能够有效减少用水量,降低水化热,延缓水化热释放速度,从而减少温度裂缝,但掺量过多会引起混凝土的膨胀和开裂,施工时必须慎重选用外加剂的品种和用量。

  掺合料:

  推广掺加粉煤灰和膨胀剂的双掺技术,等量替代水泥,以减少水泥用量。对强度等级c25以下的混凝土,粉煤灰掺量一般为水泥用量的10%-15%.膨胀剂掺量为水泥用量的8%-12%,具体掺量需经试验确定。

  a.粉煤灰比表面积小,需水量低,不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值,还可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性。在水泥中掺人原状或磨细粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥的水化热,推迟水化热峰值的出现,减少绝热条件下的温升,有利于控制温度裂缝的产生。粉煤灰的掺加在水工大体积混凝土施工中应用比较广泛,由于认识、技术上的原因,目前在山岭隧道施工中应用较少。

  b.掺加适量的膨胀剂可以补偿混凝土的收缩,增加密实度,提高混凝土防渗抗裂能力。

  4.5加强施工管理。保证工程质量

  在洞室开挖管理、混凝土质量管理、量测控制管理、施工工序等方面加强管理,杜绝塌方事故的发生,以严格的管理制度保证工程质量

  5、结论

  隧道混凝土衬砌的裂缝是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,裂缝不仅影响了美观,还给工程质量留下了隐患。能够针对裂缝产生的原因,提出裂缝的预防和治理方法,对提高混凝土衬砌施工水平有很大的借鉴意义。同时通过对裂缝问题的解决更能使隧道衬砌长期发挥作用,保证正常的运营安全。所以这就要求我们不断地积累经验,完善管理制度,提高隧道衬砌施工技术水平以治理和预防衬砌裂缝,这样才能更好地服务于隧道工程建设,造福于人民。

  混凝土裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究,区别对待,保证建筑物和构件的安全。

  一、塑性收缩裂缝

  塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝多在新浇筑并暴露于空气中在结构件表面出现,一般长20-30cm,较长的裂缝可达2-3m,宽1-5mm,类似干燥的泥浆面。大多在干热或大风天气,混凝土本身与外界气温相差悬殊,本身温度长时间过高,而气候很干燥的情况下出现。

  主要预防措施

  1.配制混凝土时,应严格控制水灰比和水泥用量,减小空隙率和砂率,同时要捣固密实,以减少收缩量,提高混凝土抗裂度;

  2.配制混凝土前,将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分,混凝土浇筑后,对表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护,防止强风吹袭和烈日曝晒;

  3.在气温高或风速大的天气施工,混凝土浇筑后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润,大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。

  4.混凝土养护可采用养护剂,或覆盖湿草袋,塑料布等方法,当表面发现微细裂缝时,应及时抹压,再覆盖养护;

  5.出现裂缝后,如混凝土仍保持塑性,可采取及时压抹一遍或重新振捣的办法来处理裂缝,再加强覆盖养护。如混凝土硬化,可向裂缝内装入干水泥粉,或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理。

  二、干缩裂缝

  干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右,主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。

  主要预防措施

  1.混凝土水泥用量,水灰比和砂率不能过大,有条件的掺加合适的减水剂。严格控制砂石含泥量,避免使用过量粉砂;

  2.混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后,终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度;

  三、温度裂缝

  温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。通常宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄,高温膨胀引起的一般中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。

  主要预防措施

  1混凝土浇筑后表面及时喷水养护,夏季应适当延长养护时间,以提高抗裂能为,冬期应适当延长保温和脱模时间,使缓慢降温,以防温度骤变温差过大引起裂缝,同时避开炎热天气浇筑大体积混凝土;

  2.分层浇筑振捣密实或掺加抗裂防渗剂,以提高混凝土抗拉强度,加强混凝土的养护和保温,预留温度收缩缝;

  3.水泥应降低早期水化速率及水化热,具体为降低C3A,碱含量,控制水泥细度及颗粒级配,合理掺加混合材,降低出厂水泥温度,控制水泥稳定性;

  四、沉降裂缝

  此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,裂缝宽度受温度变化的影响较小,地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。

  主要预防措施

  1.对松软土,填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固;

  2.保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀;

  3.防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡,模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序,在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

  塑性收缩裂缝

  塑性收缩裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构、构件表面出现,且长短不一,互不连贯,裂缝较,类似于干燥的泥浆面。大多在混凝土初凝后(一般在浇筑后4h左右),当外界气温高,风速大,气候很干燥的情况下出现。

  产生原因:

  1、混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种变形应为而导致开裂;

  2、使用收缩率较大的水泥或水泥用量过多,或使用过量的粉砂;

  3、混凝土水灰比过大,模板、垫层过于干燥,吸收水分太大等;

  4、浇筑在斜坡上的混凝土,由于重力作用有向下流动产生的裂纹。

  预防措施:

  配制混凝土时,应严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的砂,减小空隙率和砂率,同时要捣固密实,以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度;

  配制混凝土前,将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分,混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护,防止强风吹袭和烈日曝晒;

  在气温高、温度低或风速大的天气施工,混凝土浇筑后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润;

  大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。在炎热季节,要加强表面的抹压和养护工作。

  防治方法:

  如混凝土仍保持塑性,可采取及时压抹一遍或重新振捣的办法来消除,再加强覆盖养护;

  如混凝土巴硬化,可向裂缝内装入干水泥粉,或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理;

  对于预制构件,也可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理,以防钢筋锈蚀。

  沉降收缩裂缝

  沉降收缩裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上断续出现,或在理设件的附近周围出现。裂缝呈梭形,深度不大,一般到钢筋上表面为止。多在混凝土浇筑后发生,混凝土硬化即停止。

  原因分析:

  混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水份、空气,表面呈现泌水,而形成竖向体积缩小沉落,这种沉落受到钢筋、预理件、模板、大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻碍或约束,或混凝土本身各部位相互沉降量相差过大而造成裂缝。

  预防措施:

  振捣要充分,但避免过度;

  加强混凝土配制和施工操作控制,不使水灰比、砂率、坍落度过大;

  可先浇筑深部位,静停2-3h,待沉降稳定后,再与上部薄截面混凝土同时浇筑,以避免沉降过大导致裂缝。

  干燥收缩裂缝

  宽度较细,多在0.05-0.2mm之间。走向纵横交错,没有规律性,裂缝分布不均。

  原因分析:

  混凝土成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂;

  或者平卧长型构件水分蒸发,产生的体积收缩受到地基或垫层的约束,而出现干缩裂缝。

  预防措施:

  混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大;

  提高粗骨料含量,以降低干缩量;

  严格控制砂石含泥量,避免使用过量粉砂;

  混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后、终凝前,进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量;

  加强混凝土早期养护。

  温度裂缝

  表面温度裂缝走向无一定规律性,梁板类长度尺寸较大的结构件,裂缝多平行于短边;

  大面积结构裂缝常纵横交错,表面温度裂缝多发生在施工期间,较深的或贯穿的裂缝多发生在浇后2-3个月或更长时间,缝宽受温度变化影响交明显,冬期较宽,夏季较细。沿截面高度,裂缝大多呈上宽下窄状,但个别也有下宽上窄情况,遇顶部或底板配筋较多的结构,有时也有出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

  原因分析:

  表面温度裂缝,多由于温差较大引起的。混凝土结构构件,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大。当温度产生非均匀的降温差时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。但这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱,因此,裂缝只在接近表面较浅的范围出现,表面层以下结构仍保持完整。

  深进的和贯穿的温度裂缝多由于结构降温差较大,受到外界的约束而引起的,当大体积混凝土基础、墙体浇筑在坚硬地基或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇筑时温度很高,加上水泥水化热的温升很大,使混凝土的温度很高,当混凝土降温收缩,全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其它外部结构的约束,将会在混凝土内部出现很大的拉应力,产生降温收缩裂缝。这类裂缝较深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。

  预防措施:

  加强混凝土的养护和保温;

  分层浇筑振捣密实或掺加抗裂防渗剂,以提高混凝土抗拉强度;

  合理选取原材料和配合比,采用级配良好的石子,砂石含泥量控制在较低范围内;

  混凝土浇筑后裸露的表面及时喷水养护,夏季应适当延长养护时间,以提高抗裂能为,冬期应适当延长保温和脱模时间,使缓慢降温,以防温度骤变温差过大引起裂缝。

  避开炎热天气浇筑大体积混凝土。

  防治方法 :

  温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化、抗冻融(有抗冻要求的结构)、抗疲劳(对受动荷载构件)等方面有影响,故应采取措施治理。对表面裂缝,可采用涂两遍环氧胶混或贴环氧玻璃布,以及抹、喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理,对有整体性防水、防渗要求的结构,应根据裂缝可灌程度,采用灌水泥浆或化学浆液方法进行裂缝修补,或者灌浆与表面封闭同时采用。

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