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1、建築施工中混凝土裂縫控制技術的探討摘要：在建築施工過程當中，如果混凝土構件出現瞭裂縫， 就會影響建築物結構的整體抵抗能力，即使出現的裂縫不會使混 凝土構建的破壞或建築物的倒塌，那也會影響到建築物的外觀， 如果裂縫達到一定的限度時，也會導致鋼筋的銹蝕，本文介紹瞭 在建築施工過程中，混凝土裂縫控制技術的幾種方法，以及裂縫 的處理措施,對於學習建築施工方面知識有一定的參考關鍵詞:混凝土結構裂縫的認識，常見的裂縫分類，裂縫的控 制措施一、混凝土結構裂縫的認識目前，在大多數土木工程建築中都以混凝土結構站主導地位, 由於外界因素的抨擊，混凝土結構不可避免會出現裂縫，而裂縫 就是混凝土結構物承載能力、耐久性
2、以及防水性降低的主要因素混凝土是由一種非均質的脆性材料制作而成的，抗拉能力很 差，風幹過後成型的混凝土構建中由於施工變形等原因會存在著 許多微小的細孔和小裂縫，細小的裂縫通常是無害的，但是，日積 月累，溫差的變化，再加上承載力的增大，這些細小的裂縫就慢慢 發展成為宏觀裂縫，宏觀的裂縫的存在和發展會使鋼筋銹蝕，降 低構件的承載力和耐久性，從而影響到建築物的壽命二、常見的裂縫分類近些年來，我國交通事業迅猛發展，各地也興建起瞭大量的混凝土橋梁，在橋梁的建造和使用當中，有關因出現裂縫而導致 工程質量問題甚至橋梁垮塌的報道到處可見，混凝土開裂已成為“常發病”和“多發病”，經常困擾著橋梁工程技術人員。如果
3、 采取一定的措施,就會克制不必要的裂縫發生，盡量避免工程中 出現危害較大的裂縫，實際上，混凝土裂縫的成因復雜繁多，甚至 多種因素相互影響，但每一個裂縫都有產生一種或幾種的原因， 混凝土橋梁裂縫的種類可分為以下幾種：1 荷載引起的裂縫在常規的靜、動荷載下，以及次應力下產生的裂縫，稱為混凝 土橋梁荷載裂縫，也可分為直接應力裂縫和次應力裂縫兩種。裂 縫產生的原因有：(1) 計算好階段，結構計算的時候不計算或部分漏算；計算模 型不合理;結構受力假設與實際不符合;荷載少算或漏算；內力與 配筋計算錯誤;結構安全系數不夠。鋼筋設置偏少或佈置錯誤；結構剛度不足;構造處理不當；設計紙描述的不夠清楚(2) 施工階
4、段，不加限制的隨意擺放施工機具、材料；不瞭解結構的受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計好的 紙進行施工，中途擅自修改施工順序，改變結構的受力模式；不對結構做機器震動下的疲勞強度驗算等(3) 在使用階段，通過重型車輛的路過、船舶的接觸和撞擊;發生大風、大雪、地震、爆炸災害的時候，也容易裂縫次應力裂縫是指由於重荷引起的此生應力産生的裂縫。原因有以下幾種:(1) 在設計外荷載作用下，由於結構物超出瞭同常規計算有出入或計算不考慮，從而引起某些部位次應力的結構開裂(2) 結構橋梁結構中經常需要開鑿、開洞、設置牛腿等，通常很難用精確的示進行模擬計算，一般根據設置受力鋼筋。實驗證明，受力構件挖空後
5、，力流將產生繞行的狀態，然後在孔洞附近 集合,産生巨大的應力集中。在長跨預應力連續梁中，經常在跨內 根據截面內力需要截斷鋼束，設置錨頭，然而在錨固定。斷面附近經常可以看到裂縫。因此，若處理的不夠妥當，在這些結構的轉角 處或構件形狀變化時、受力鋼筋截斷處容易出現裂縫實際工程中，次應力裂縫是産生重荷裂縫的最常見表現，次應力裂縫多屬於張拉、劈裂、剪切性質。次應力裂縫也是由於重 荷一起的，僅僅是通過常規不計算來完善施工，但隨著社會的進 步，現在次應力裂縫可以做到合理的驗算，然而，在設計方面，應 多避免結構的突變，當不能即使解決問題的時候,應做好局部的 處理2、溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮的性質
6、，當外部環境與內部環境發生變 化時，混凝土也將會發生變形，當變形受到控制的時候，將會在結 構內產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即將產生溫度裂縫, 在一些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到或超出活載應力，溫度 裂縫與其它裂縫相比較，最大的區別就是,溫度裂縫隨溫度的變化而擴張或合攏，其中引起溫度變化的原因有：(1) 年溫差：一年春夏秋冬四季變化無常，相對而言，變化比 較緩慢，年溫差對橋梁結構的影響主要是橋位的縱向位移，一般 可通過橋面的伸縮縫、支座位移或設置柔性墩等構造措施相協調, 當結構的位移受到限制時，就會引起溫度裂縫，一般情況下，我國 通常以一月和七月的平均溫度來作為變化幅度。考慮到混凝土的
7、 特性，年溫差內力計算時混凝土彈性模量應考慮折減(2) 日照：橋墩側面由於受到太陽的暴曬後，明顯溫度髙於其它部位，由於受到自身約束的作用，導致局部拉應力較大，出現裂(3) 驟然降溫：受冷空氣的侵襲、大暴雨的襲擊和日落等原因,會導致外面結構溫度突然下降，而內部的溫度變化相對比較緩慢, 所以形成瞭溫度差(4) 蒸汽養護或冬季施工時施工措施不當，混凝土驟冷驟熱,內外溫度不均，易出現裂縫3、地基變形引起的裂縫由於基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中産生更多的應力，超出瞭混凝土的抗拉能力，導致裂縫，基礎不均勻的原 因有:a勘察地質的時候不夠精確;b地基地質差異太大；C結構的重荷差異太大；d分期建造
8、的基礎；e地基凍脹；f橋梁基礎處於滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質，會造 成不均勻的沉降；g橋梁竣工後，原有的地基條件的變化；4、施工材料質量引起的裂縫混凝土當中的材料有水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑，然 而配置混凝土所采用的材料質量不合格，也會導致結構出現裂 縫。水泥出廠時強度不足，水泥受潮或過期，都會使混凝土裂縫, 還有常見的砂石粒徑太小、級配不良、空隙太大,將會導致水泥 和水用量加大，從而影響混凝土的結實度，使混凝土的收縮力加 大，如果使用規范之外的超細砂,後果會更嚴重5、施工工藝質量引起的裂縫若施工質量低劣，工藝不合理，容易産生多方面的裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現裂縫，裂縫產生的
9、寬度與原因有關, 常見的有：(1) 混凝土的保護層過厚，亂踩已綁紮的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，使構件的的髙度減小,形成垂直方向的裂縫(2) 混凝土振搗不均勻，出現麻面或空洞，慢慢蔓延，導致裂縫的出現(3) 混凝土流動性較低，澆築過快，硬化前混凝土沉實不足, 硬化後沉實過大，所以，在數小時後容易産生裂縫(4) 如果混凝土攪拌時間和運輸時間過長，就會使混凝土中 的水分蒸發流失,使之出現裂縫(5) 混凝土初期養護時也非常幹燥，使之表面出現不規則的 裂縫(6) 混凝土分層澆築時，可能有些地方沒有處理好，就會導致 裂縫的出現，(7) 混凝土早期受凍或局部脫落等，也會出現裂縫(8) 如果在
10、施工中，施工質量較差，也會直接影響到橋梁的質 量，所以，也是裂縫產生的原因之一三、裂縫在實際施工中的的控制措施青島海灣大橋設計基準期100年，質量要求高，作為大橋基 礎的承臺工程，其施工質量將直接影響大橋的使用壽命，承臺混 凝土采用海工耐久性混凝土，且為大體積混凝土，承臺裂縫控制 是技術質量工作的大課題，針對裂縫形成各種原因，本工程通過 優化海工耐久混凝土配合比，采取適當的工藝措施，消除和控制 承臺裂縫，有效地控制瞭承臺混凝土套箱裂縫的產生與發展。我 們主要從以下幾個方面采取綜合技術措施，取得瞭良好的效果1混凝土配合比的設計與優化做到科學設計,提高抗裂性， 全面考慮結構的受力模式及施工中出現的
11、可能性，選用可靠的， 安全系數高的材料。本工程采用海工耐久混凝土，承臺處於水位 變動區，混凝土設計強度等級C40,氯離子擴散系數W2. 5 X 10-12/s，混凝土中要求摻加阻銹劑;墩身處於浪濺區, 混凝土強度等級C40,氯離子擴散系數1.5XlO-120/so並且 通過對不同原材料、不同配合比進行比對，選擇水化熱引起的溫 度峰值較小的配合比，進而控制套箱裂縫的開展。並決定在保證 滿足混凝土強度、氯離子擴散系數要求的前提下，在原膠凝材料 中摻入粉煤灰，同時適當減少膠凝材料中水泥用量，以達到有效 減少混凝土水化熱的目的。土水化熱的目的。通過反復試驗，將膠凝材料用量由原來的435kg調整到 40
12、5kg,實際大量使用的優化後的混凝土配合比見表在實際施工中，還根據不同季節的特點對配合比進行適當的 調整。混凝土配合比的優化，粉煤灰的摻入和膠凝材料用量的降 低,對於大體積混凝土裂縫的控制起到瞭重要的作用2. 加強養護。考慮到海工耐久性混凝土膠凝材料摻入大量 的礦粉、粉煤灰後，水化時間較長，又采用瞭減水率高達25%30% 的高效減水劑，混凝土本身水灰比較小，為瞭滿足混凝土二次水 化的要求，必須加強混凝土的養護,加強混凝土開始養護時間的 控制。通過絕熱升溫實驗得知，混凝土澆註24小時左右,混凝土 溫度達到峰值，在此時期內混凝土溫度上升較快，混凝土初凝後 對底層混凝土進行蓄水養護，頂層混凝土采用土
13、工佈覆蓋，蓄水 進行養護，養護時間不少於14天3. 循環水降溫。為降低混凝土內部因水化熱引起內部溫度 升高，降低混凝土內外溫差，采取瞭冷卻循環水降溫措施。承臺混 凝土是分兩層澆築的，第一層混凝土厚1.3m埋設一層循環水管， 第二層混凝土厚度1.7m埋設兩層循環水管，循環水管間距90cm, 層距75cm,循環水管采用33. 5mm薄壁鋼管。混凝土終凝前即開始進行通水降溫，循環水降溫時間不少於7天，循環水每隔12 小時調整一次通水方向，便於混凝土內部水化熱均勻散發為提高冷卻水循環降溫的效果，將循環水管直徑由33.5mm改為48mm,同時對循環水管的佈置方式進行調整,使上層水管至 混凝土表面的距離調
14、整為50cm,水管間距由90cm向中心逐漸調 整為60cm佈置，以增加混凝土中心區域循環水管佈置的密度，進 而加強混凝土內部溫度的散發4. 混凝土冷水拌和。在永和”號混凝土拌和船上安裝瞭 冷水機組,冷水機組可以將拌和用水溫度降低2CTC,船艙內的拌 和用水通過冷水機組降溫後儲存到水罐內，混凝土拌和采用冷水 拌和，降低混凝土的出機溫度和入模溫度，在施工過程中對混凝 土的入模溫度進行測定，使入模溫度控制在28*以下5承臺結構混凝土分兩次進行澆註。承臺結構直徑12m,高 3m,采用混凝土套箱工藝施工的承臺，結構混凝土分兩次進行澆 註，第一次澆註1. 3m,第二次澆註1. 7m,從而減少瞭混凝土一次
15、澆註的體積，有利於混凝土水化熱溫度梯度和峰值的降低6保證混凝土的澆築質量。混凝土澆註分層下灰，盡量減小 分層厚度，適當延長混凝土的澆註時間，合理控制混凝土佈料位 置，由四周逐漸向中間下灰，混凝土分層振搗密實,保證混凝土的 澆築質量通過一系列防治和控制裂縫的技術措施，隨著施工工藝的不 斷改進和完善，承臺混凝土的質量得到瞭保證,效果十分理想。采 用鋼套箱工藝施工的37個承臺結構混凝土一次澆註成型，一次 澆註量達380m3,均無裂縫產生四、結語根據目前看來，混凝土裂縫控制方面還需要進一步的探索和 提髙，隨著建築事業的不斷進步，新型的建築材料也不斷的流向 市場，對於裂縫的控制與解決方法將會有更大的拓展空間參考文獻1 徐國明混凝土結構綁紮箍筋長度J.建築結構,2005,(10).2 王東海水工混凝土建築物裂縫產生原因與處理方法J. 山西建築,2007, (16).3 夏俊海潮濕環境現澆混凝土裂縫的處理措施J.建築 工人,2005, (6)10
