混凝土结构工程施工裂缝分析及加固措施探讨

摘要：预应力混凝土是一门新技术，它是在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对混凝土施加预压力，这种压力通常称为预应力。提高了构件的抗裂度和刚度。但是在混凝土施工过程中施工工艺总是存在很多问题，使得施工质量有所影响。本文分析了施工中收缩与温度裂缝产生的原因及由于荷载变化产生裂缝的原因，并提出加固施工中所遇到的加固施工方案。

关键词：混凝土结构；裂缝；工程施工；方案

中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：

前言:

混凝土结构工程的裂缝问题是一个普遍性的技术问题。特别是现代混凝土施工普遍采用商品混凝土及泵送施工，外加剂、掺和料等在混凝土中的广泛使用，导致混凝土裂缝普遍存在。在分析裂缝产生的原因时，不能忽视在施工过程中由于施工管理不善、操作不当、材料使用不符合要求等而引起混凝土裂缝的原因。

一、施工中收缩与温度裂缝产生的原因分析

1.收缩裂缝的原因分析

混凝土凝固时一些水与水泥颗粒结合，体积减少称为凝缩，另一些水分蒸发，体积减小称为干缩。凝缩与干缩总称为收缩。由收缩引起的混凝土变形受到约束作用的限制产生的裂缝为收缩裂缝。施工中收缩裂缝产生的原因：（1）混凝土未完全硬化前产生的收缩裂缝。一般发生在初、终凝结前后。主要是初期养护不好，表面游离水分蒸发过快，混凝土体积收缩，此时混凝土强度很低，混凝土的抗拉强度不能抵抗这种应力变形而产生裂缝。（2）由养护不当产生的收缩裂缝。产生的原因是经风吹日晒，表面干燥过快，干缩较大，并存在差异收缩受内部混凝土约束，其表面产生拉应力而开裂。（3）混凝土收缩引起不均匀下沉形成的裂缝。因快速浇灌混凝土，混凝土沉降不均匀而产生裂缝。收缩下沉裂缝产生的原因主要是混凝土级配不好或水灰比过大，捣实不够等施工方法不当造成的。（4）施工方法不当引起混凝土收缩裂缝。拌合料搅拌不匀产生，混凝土内砂、石、水泥分布不均。

2.温度裂缝产生的原因分析

混凝土凝固过程中，内外温差形成过大时，构件或结构产生膨胀或收缩，由于该变形受到内外约束的限制而形成的裂缝，称为温度裂缝。温度裂缝产生的原因：（1）大体积混凝土由于水泥水化热产生的温度裂缝。（2）预制构件采用蒸汽养护或冬季施工措施不当产生的裂缝。（3）因焊接措施不当，引起的温度裂缝。（4）屋顶保温不够或施工中长期屋面不作保温层。（5）梁柱现浇结构，因急骤升温或干燥产生大量的网状细微裂缝，与此同时梁柱上几乎出现等间距的粗裂缝，有时局部脱落。（6）使用环境温度不当。（7）伸缩缝间距超过规范要求。

二、施工中由于荷载变化引起的裂缝原因分析

2.1支模板不妥引起的混凝土裂缝

（1）模板及支模架下沉引起混凝土裂缝。由于构件混凝土未达到一定的强度，过早地承担了自重等附加荷载，引起开裂。

（2）如果是木模板，含水率不合适，潮胀干缩对混凝土质量产生很大的影响。

（3）混凝土未达到一定强度前，过早受荷受振动而开裂，如在混凝土未达到一定强度时就在其上面走动等。

（4）支模时未经计算或计算不正确引起的模板变形。

（5）施工超载，即施工荷载大于竣工后使用的荷载。

2.2施工中钢筋设置不当引起的混凝土裂缝

（1）受力钢筋位置不正确引起的混凝土开裂。由于钢筋位置的不准，改变了受力状况，必能引起混凝土的裂缝，甚至折断。

（2）受力筋的搭接不当，净间距不足引起的混凝土裂缝。

（3）受力钢筋如梁筋伸入支座的根数和锚固长度不够，节点受力时，钢筋不起作用，引起混凝土开裂。

2.3混凝土强度等级不足使构件或结构产生裂缝

混凝土强度等级不足使构件或结构的抗拉、抗剪、抗弯强度大大下降，在原设计荷载作用下，必能出现裂缝。原因有配合比问题；操作上计量不准；养护问题等。

2.4施工超载引起的裂缝

主要原因有：

（1）施工中楼板、梁上堆积的施工机具，材料重量太大，超过其承载能力。

（2）吊装施工时，屋面上的机械重量布置不合理。

（3）运输车载的过大的集中荷载。

三、加固施工方案

3.1 良好的施工性是加固工程方案必须考虑的条件之一

加固工程方案的优劣，首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性，但是，由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度，而造成施工工期长，劳动用工大，安全系数低的弊端，结果将影响到加固质量。例如，某厂房冬季施工，掺加不合格防冻剂，超标的氯离子破坏了钢筋钝化膜，致使十架大梁产生严重裂缝，需要进行加固，原施工设计方案之一是采取简易修补法，即，将大梁裂缝处出现的酥松混凝土凿除，露出钢筋后，将锈蚀的钢筋周圈进行除锈后，用环氧砂浆进行封闭，达到加固目的；方案之二是采取加大截面加固法，即，通过增大构件的截面和配筋，用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性，并达到修补裂缝的目的。

3.2几种典型加固方法的工程施工要求

3.2.1 外包钢加固法

要把表面处理包括加固结合面和钢板贴合面处理作为加固施工过程中的关键，对于干式加固施工，为了使角钢能紧贴构件表面，混凝土表面必须打磨平整，无杂物和尘土；当采用湿式加固施工时，应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上细砂水泥浆或配制环氧树脂化学灌浆料，对钢板进行除锈，混凝土进行除尘并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面，进行粘、灌。

3.2.2 预应力加固法

采用预应力拉杆加固时，在安装前必须对拉杆事先进行调直校整，拉杆尺寸和安装位置必须准确，张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验，保证拉杆传力正确可靠，避免张拉过程中断裂或滑动，造成安全和质量事故；采用预应力撑杆加固时，要注意撑杆末端处角钢（及其垫板）与混凝土构件之间的嵌入深度传力焊缝的质量检验，检验合格后，将撑杆两端用螺拴临时固定，然后用环氧砂浆或高强度水泥砂浆进行填灌，加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。

3.2.3 改变结构传力途径加固法

增设支点若采用湿式连接，在接点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面，应进行凿毛，清除浮渣，洒水湿润，一般以微膨胀混凝土浇筑为宜。若采用型钢套箍干式连接，型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆座浆，待型钢套箍与支柱焊牢后，再用较干硬砂浆将全部接触缝隙塞紧填实；对于楔块顶升法，顶升完毕后，应将所有楔块焊连，再用环氧砂浆封闭。

3.3 混凝土构件外部粘钢加固法

此法施工较为简单，但首先需要着重注意混凝土和钢板的表面处理，对于旧、脏严重的混凝土构件的粘合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物后用水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2～3mm厚表层，露出新面和平整，将粉尘清除干净；对于混凝土表面较好的，则可直接对粘合面进行打磨，去掉1～2mm厚表层，使之平整，清去粉尘，再用丙酮擦拭表面即可；钢板表面处理应根据其绣蚀情况，可用喷砂、砂布、砂轮机打磨，使钢板出现金属光泽，打磨纹路尽量与受力方向垂直，然后用丙酮擦试干净。其次要注意对胶粘剂的选择。第三要注意在配胶、粘贴过程中的细节，胶粘剂要严格按照说明书要求的比例配制，尤其是要掌握好固化剂的用量，搅拌要均匀，同时在粘贴时要保证粘贴面的饱满、密实。最后要注意在固化阶段不能对钢板有任何扰动。

四、结语

裂缝的控制应防患于未然，针对裂缝的成因，采取相应的措施预防有害裂缝的产生。实践证明，只要各施工人员紧密配合，采取科学的控制措施就可以取得良好的抗裂效果。

参考文献：

[1] 论混凝土结构工程施工工艺存在的问题及施工对策，工程建筑，2010.