混凝土结构常见裂缝原因及处理方法

时间:2022-10-09 12:55:51

混凝土结构常见裂缝原因及处理方法

摘要:裂缝是建筑结构中比较普遍的现象。裂缝不但会导致建筑物漏水,影响建筑混凝土结构的刚度、整体性、稳定性、耐久性和承载力,甚至造成建筑物坍塌。鉴于此,本文就常见的若干问题及引发裂缝原因进行分析归纳,同时提出相应的预防措施。

关键词:裂缝 成因 预防措施

在钢筋混凝土构件中混凝土结构裂缝时有发生。实践表明,通过设计手段、施工措施等,建筑混凝土结构裂缝可以克服。

1 常见混凝土裂缝原因分析

在施工和使用过程中,很多因素都可能导致建筑混凝土结构开裂,采用了不合理的施工方式,结构温、湿度发生变化,结构受荷以及地基的不均匀沉降等因素都可能引发结构裂缝。具体来讲,引发混凝土结构裂缝的因素包括设计构造、地基变形、施工、结构受荷和温度变化。

1.1 设计结构 混凝土结构施工若采用了不合理的机构设计,开洞、留槽或结构构件断面突变等因素会使应力集中。利用不科学的方法处理构造,现浇主梁在搁次梁处若未设置附加的吊筋或箍筋,结构缝设计不合理等,都会造成混凝土开裂。

1.2 地基变形 造成钢筋混凝土开裂的主要原因是建筑工程基础沉降不均匀,具体引起建筑工程基础沉降不均匀的原因如下:①在土质差别大或软弱地基上建房。②对建筑物基础的深浅把握不好。③房屋相邻部分的结构刚度、高度和荷重存在较大的差别。④建筑物平面形式复杂、长度过大、立面变化过大等原因。

地基变化形成的裂缝,其形状、大小、方向与地基变形情况有关,这是由于地基变形产生了很大的应力,致使混凝土结构出现很多贯穿性的裂缝,危害较大。

1.3 施工方面 不合理的工艺流程是引起钢筋混凝土裂缝的另一要素。具体分析情况如下:①采用劣质砂、石、水泥而引发混凝土裂缝。若不能保证用于施工的建筑材料的质量,就容易产生“豆腐渣工程”,所以,在建筑材料的采购上,施工单位一定要严格把关,确保工程质量。②混凝土是人造混合材料,我们可以从成型后的混凝土结构的密实度及均匀程度来判断混合料的质量如何。因此,混合料的搅拌、运输、浇筑、振捣等工序中存在的缺陷、疏漏,都可能直接引发混凝土结构裂缝。③导致混凝土裂缝的重要原因通常是水分蒸发、水泥结合以及混凝土干缩。混凝土养护,特别是早期阶段性的养护对混凝土质量而言非常重要。如果早期混凝土表面过于干燥会拉大结构内外温差,致使混凝土开裂。④模板结构设计不合理,漏浆、漏水、支撑刚度不足、地基沉陷、提早拆模等都可能引发混凝土结构裂缝。施工时,钢筋外表污染,混凝土保护层过大、过小,浇筑过程中与钢筋发生碰撞造成结构位移等,这都可能造成结构开裂。

1.4 结构受荷 钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用载荷作用下往往出现不同程度的裂缝是最常见的。结构承受了30-40%的设计荷载时,普通钢筋混凝土构件,就有可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,在普通情况下钢筋混凝土构件是可以带裂缝工作的(这类裂缝也叫做无害裂缝),一般裂缝的最大宽度不得超过0.2-0.3mm,这是因为构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。施工单位一定要妥善处理超过安全标准的结构裂缝,以免其酿成大的事故。

1.5 温湿度变化 温、湿度裂缝一般会引起混凝土结构温差裂缝和收缩裂缝。比如普通混凝土在空气中硬结,当温度发生变化时,体积便会有所收缩,因而在构件内产生拉应力,当早期混凝土强度较低时,收缩值达到最大。所以,若构件早期养护不良,非常容易产生收缩裂缝。

2 预防措施

2.1 材料选用方面 水泥:最好选用水化热较低的水泥,严禁选用安全性不合格的水泥。

粗骨料:最好选用表面粗糙、质地坚硬的石料;孔隙率

小,级配良好,无碱性反应;粘土含量及有害物质不超过规定。

细骨料:最好选用孔隙较小,颗粒较粗、含泥量较低的中砂。

外掺料:最好选用减水剂等外加剂,以降低用水量,减少收缩,改善混凝土工作性能。

2.2 混凝土的制备 混凝土的制备就是按混凝土的配合比,把砂、石、水泥、矿物、外加剂掺合料和水通过搅拌方式使其成为均质的混凝土。进入施工现场的水泥一定要检查其品种、出厂日期、级别、包装或散装仓号,同时复验其强度及安全性能。

2.2.1 混凝土配合比。混凝土配合比设计要按实际采用的原材料进行,适配、试验应按普通混凝土拌合物性能试验方法的标准进行,从而达到混凝土强度、坍落度、耐久性及工作性能等施工规范。水泥及水灰用量要严格控制,砂率、孔隙率不宜过大,为减少混凝土的收缩量,提高抗裂强度,必须确保石子级配优良。

2.2.2 混凝土搅拌。在搅拌阶段,首先选用合适的选择搅拌机械,然后采用合理的工艺流程,搅拌时间、一次投料量、投料顺序等。一次投料量,根据搅拌机型号确定进料容量,搅拌机不要超载,以确保拌合物均匀。根据搅拌机型号和相关配合比来确定拌合时的一次投料量。搅拌过程中,按照各组成材料的一次投料量,以重量为依据投料。另外,投料顺序也会对搅拌机生产率和混凝土质量造成影响。施工时一般按这样的顺序投料:二次加水法和一次投料法、二次投料法。

2.3 模板工程 为了避免模板各杆件间的变形不同而引起混凝土裂缝,模板构造要合理。避免施工荷载(尤其是动荷载)作用下,模板变形过度造成开裂,支架和模板要有足够的刚度。拆模时间不能过早,合理掌握拆模时间,确保早龄期混凝土开裂或不损坏。但也不能太晚,尽可能别错过混凝土水化热峰值。

2.4 混凝土浇筑 在开始竖向结构混凝土浇筑施工前,首先将与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆填入底部。浇筑时注意避免结构出现离析现象。如果浇筑高度已达到3米,则要通过振动溜管或串筒溜管使混凝土下落。浇筑混凝土时,施工人员要实时检查预埋件和预留孔洞、模板、支架和钢筋,如构建存在位移或变形等情况,要尽快采取措施加以纠正。

2.5 混凝土的捣实 混凝土的振捣分为机械振捣和人工振捣。采用机械振实混凝土,早期强度高,可以提高生产率,加快模板的周转,并能获得高质量的混凝土,应尽量采用。人工振捣是利用插钎或捣棍等用人力对混凝土机型插、夯,使之成型。只有在采用塑性混凝土,而且工程量不大或缺少机械时才采用人工振捣。

2.6 基础的处理

2.6.1 加强地基的检测与验收工作,及时通知勘察及设计单位在基坑开挖后到场验收,对较复杂的地基,在基坑开挖后设计方应要求勘探补钻探,若探出有不利地质情况时,必须先对其进行加固处理,并应验收后,才能进行下一步施工。

2.6.2 开挖基槽时,要注意不干扰其原结构。安排合理施工顺序。相邻建筑物距离较近时,为避免基坑开挖破坏已建基础的地基,一般应先施工较深基础。

2.6.3 若房屋建在土质差别较大的地基上,或房屋相邻部分的荷重、高度和结构刚度等有明显差别时,需在差别部位设置沉降缝,将其区分成刚度较好长度变化较小的若干单元,可以减少由于基础不均匀沉降引起的应力,以防产生裂缝。

2.6.4 禁止采用较弱土层做持力层,若不能避免,可采用筏式基础或调整上部结构刚度,以减少建筑的沉降。

3 结论

在混凝土结构施工中,裂缝属于普遍出现的质量问题之一。裂缝会对建筑物的抗渗能力和使用功能造成影响,同时会加速钢筋锈蚀和混凝土碳化,对建筑物的承载能力和耐久性产生不利影响,因此,施工单位必须认真看待这一破坏现象,并坚持预防为主、防治结合的原则,采取合理的措施加以整治,确保建筑物和构件的安全和稳定工作。

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