裂缝防治技术论文(通用9篇)
许多钢筋混凝土结构的破坏都是从裂缝开始的,必须十分重视裂缝的成因、预防和处理,尤其是要避免和控制有害贯穿性裂缝的出现,以确保建筑物的安全性、适用性、耐久性,最大程度地保证人们的生命和财产安全。
一、混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形、基础不均匀沉降等。大致可分为三类:温差过大引起的温度裂缝;荷载过大引起的变形裂缝;混凝土干缩引起的变形裂缝。
(一)、温度裂缝 温度裂缝一般是由于大气温度变化、周围环境温度太高或者大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成。有关研究表明,当混凝土内外温差10℃时,冷缩值为0.01%,如果混凝土内外温差20℃~30℃时,其冷缩值为0.02%~0.03%,而混凝土的极限拉伸值只有0.01%~0.02%,所以当其大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。
混凝土硬化期间水泥释放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
(二)、荷载裂缝 荷载裂缝是建筑物在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在构件的受拉区域、受剪区域或者振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计不合理、施工方法错误、承载能力不足、地基沉降不均匀等。
(三)、干缩裂缝 干缩裂缝一般是由于材料缺陷引起的。研究表明,水泥加水后变成水泥硬化体,绝对体积减小,毛细孔缝中水溢出产生毛细压力,使得混凝土产生毛细收缩,由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1%~0.2%,混凝土的干缩值为0.04%~0.06%,而混凝土的极限拉伸值只有0.01%~0.02%,所以当其大于混凝土的极限拉伸值由此产生混凝土裂缝。
例1:地下室外墙混凝土裂缝形成的原因及防治
地下室外墙混凝土在施工阶段常常会出现不同程度、不同数量的开裂,裂缝多为竖向裂缝。裂缝的主要原因是混凝土在干燥收缩时受到钢筋、边界约束后拉裂而产生的。
混凝土干燥收缩是指置于饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形。同时影响混凝土干燥的因素还有:水灰比、水化程度、养护温度、含水量、水泥含量、构件厚度、体积和表面积之比、相对温度、干燥速率、干燥时间等。而地下室外墙混凝土拆模后,虽然进行了浇水养护,但由于受到现场条件的限制,不可能做到恒温湿养护,而只能采用浇水养护,因此必然导致外墙混凝土的干燥及收缩,同时由于地下室外墙混凝土体积和表面积之比较小,从而导致干燥速度快,时间短。
地下室混凝土开裂通常发生在浇筑后15天内,裂缝主要集中的墙高12处向上下扩展,根部及顶部几乎没有,沿墙长每2~3m一道。当然,地下室形状、设计构造、外墙长度、配筋及施工条件等都有一定的关系。
二、混凝土裂缝的预防:
(一)、温度裂缝的预防:
①制定合适的允许温差。温度裂缝的主要原因是各种温差太大,为了防止裂缝发生,必须规定各种温差,包括内外温差、内部温差(如果基层是旧混凝土或岩石地基时,应严格控制内部温差,以防产生贯穿裂缝。内部温差允许值一般采用12~⒛℃。)和温度陡降的允许值(温度陡降会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度‘这种温度应力形成较快,徐变的影响较小,所以,温度陡降的允许值应比内外温差小得多ˇ通常采用的温度陡降的允许值是to℃。)在一般的大体积钢筋混凝土结构工程中,如基础的约束不大,内外温差可控制在不超过25℃。
②合理选用原材料。尽量选用低热或中热水泥α日矿渣水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土,或在混凝土中掺适量粉煤灰,或利用混凝土的后期强度谶期90~IS()d)降低水泥用量,以减少水化热。选用级配良好的骨料,并严格控制砂、石的含泥量,采用低水灰比,加强振捣,以提高混凝土的密实性和抗拉强度。采用改善骨料级配,用干硬性的混凝土掺混合料、加引气剂或者塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。在混凝土中掺缓凝剂,减缓浇筑速度,以利于散热。在设计允许的情况下,可掺少于混凝土25%体积的毛石^以吸收热量并节约混凝土。
③避开炎热天气浇筑大体积混凝土。必须在热天浇筑时,可采用冰水或深井凉水拌制混凝土,或设置简易遮阳装置并对骨料进行喷水预冷却,以降低混凝土搅拌和浇筑的温度c气温高拌和混凝土的时候,加水或者用水将集料冷却以降低混凝土的浇灌温度。气温高浇灌混凝土时减少浇灌厚度以及每次的浇灌体积,利用浇灌层面散热。分层浇筑混凝土,每层厚度不大于20cm,以加快热量散发,并使温度分布较均匀,同时也便于振捣密实。在大体积混凝土内,应适当预留一些孔道,埋设水管通冷水或冰气降温。
④大型设备基础,采取分块、分层间隔浇筑(间隔时间为5~7d,分块厚度为110~115cm),以利于水化热散发和减少约束作用,或每隔20~30m留一条15~l10mm宽的临时间断缝,40d后再利用干硬性细石混凝土浇筑,以减少温度收缩应力。
⑤冬季施工应加强养护。在寒冷季节,混凝土表面应采取保温措施,以防寒潮袭击。对薄壁结构,要适当延长拆模时间,使之缓慢降温。拆模时,块体中间和表面的温差不大于⒛℃,以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模,要及时回填土。施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或者薄壁结构,在寒冷季节一定要采取保温措施。蒸汽养护构件时,控制升温速度不大于25℃/h,降温速度不大于⒛℃/h,并缓慢揭盖,及时脱模,避免引起大的温度应力。
⑥在岩石地基或厚大混凝土垫层上,浇筑大体积混凝土,可在岩石地基或混凝土垫层上,浇沥青胶,并撒铺5mm厚的砂子或铺2层沥青油毡纸,以消除或减少约束作用。
⑦规定合理的拆模时间。气温骤降时进行表面保温、以免混凝土表面产生急剧的温度梯度。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦比气温高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险⊙但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫、海绵等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。
⑧加筋预防。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当混凝土内应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm'。因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。
(二)、混凝土干缩裂缝的预防: ①混凝土的水泥用量、水灰比、砂率不能过大,应严格控制砂石含量,避免使用过量粉砂。混凝土应振捣密实,并应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,以提高混凝七的抗拉强度,减少收缩量。
②加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件覆盖草帘、草袋,避免曝晒,定期适当洒水⊙薄壁构件应在阴冷地方堆放并覆盖,避免过大湿度变化。
③浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿透。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。在气温高、湿度低、风速大的气候下施工时,浇注混凝土后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润。大面积混凝
④对于预制钢筋混凝土构件,可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布封闭处理。
⑤现浇混凝土时,也可适当加人膨胀剂补偿收缩。
⑥可在混凝土中掺加聚丙烯晴纤维材料。纤维掺入后,对混凝土主要的阻裂作用体现在有效地阻止了混凝土中因塑性变形、干缩等原因引起的原生裂缝的产生和发展。
三、混凝土温度裂缝、收缩裂缝的处理方法
温度裂缝和收缩裂缝对钢筋产生的附加应力一般很小,对结构的承载力影响较小。但当裂缝宽度一旦超过一定限度时,就会造成钢筋锈蚀,影响结构构件的耐久性能。对于表面裂缝的处理,可在裂缝稳定后,采用涂刷2遍环氧胶泥、加贴玻璃纤维布、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,缝宽大于10mm或贯穿的裂缝,应根据裂缝可灌程度,用水泥灌浆或化学注浆等方法进行补缝处理。也可采取灌浆与表面封闭相结合,恢复原有性能。对于宽度大于10mm的裂缝,由于水泥水化后期生成的氢氧化钙、硫铝酸钙等物质,使裂缝自行愈合,一般可不进行处理。
五、混凝土其他类型裂缝的综合预防处理
1、在结构设计时合理布置伸缩缝、沉降缝的位置。
2、在板角增加辐射筋∩
3、加强原材料的控制。
4、对混凝土的施工工艺严加控制。
5、正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。
例:泵送混凝土施工裂缝的成因和防治
泵送混凝土不仅应能改善混凝土的施工性能,对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工,而且应能减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性。但是某些工程表明,泵送混凝土强度不足、凝结异常时有发生,特别是裂缝普遍存在,在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性。
水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥放出50.2J的热量,如果以水泥用量350~550kg/m3来计算,每m3混凝土将放出17500~27500KJ的热量,从而使混凝土内部温度升高,在浇筑温度的基础上,通常升高35℃左右。如果按着我国施工验收规范规定浇筑温度为28℃则可使混凝土内部温度达到65℃左右。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣。硅酸盐水泥,在掺加泵送剂或粉煤灰时,也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有,可充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。根椐大量试验研究和工程实践表明,每m3混凝土的水泥用量增减10kg,其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1℃。
混凝土中掺入一定数量优质的粉煤杰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315mm以下的细集料达到占15%的要求,从而改善了可泵性。同时,依照大体积混凝土所具有的强度特点,初期处于较高温度条件下,强度增长较块、较高,但是后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后,其中的活性Al2O3、SiO2与水泥水化析出的CaO作用,形成新的水化产物,填充孔隙、增加密实度,从而改善了混凝土的后期强度。但是应当值得注意的是,掺加粉煤灰混凝土的早期抗拉强度和极限变形略有降低。因此,对早期抗裂要求较高的混凝土,粉煤灰掺量不宜太多,宜在10~15%以内。
掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数,即掺加20%粉煤灰的水泥混凝土,其温升和水化热约为未掺粉粉煤灰的水泥混凝土的80%,可见掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。
掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的泵送剂,可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。由于其减水作用和分期作用,在降低用水量和提高强度的同时,还可以降低水化热,推迟放热峰出现的时间,因而减少温度裂缝。
例如,在泵送混产土中,掺入占水泥重量0.25%的木质素磺酸钙减水剂,不仅能使混凝土的泵送性能改善,而且可以减少拌合水和水泥用量,从而降低水化热,延迟了水化热释放速度,推迟放热峰。因此,不但减少了温度应力,而且使初凝和终凝时间延缓3~8h,降低了大体积混凝土施工中出现冷缝的可能性。
选用质量优良的粗细集料,根椐结构最小断面尺寸和泵送管道内径,选择合理的最大粒径,尽可能选用较大的粒径。例如5~40mm粒径可比5~25mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6~8kg/m3,降低水泥用量15kg/m3,因而减少泌水、收缩和水化热;
使用权用级配良好的中砂为宜。实践证明,采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂,可减少用水量20~25kg/m3,可降低水泥用量28~35kg/m3,因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。
六、混凝土裂缝的修复
地下室外墙混凝土如发生裂缝应及时修复,修补的材料主要有环氧树脂及改性环氧树脂。修补的方法有表面处理法、灌浆法和填充法。
1、表面处理法是针对缝宽<0.2mm的微细裂缝,采用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏及渗透性防水剂等,涂刷于裂缝表面。处理时先用钢丝刷将混凝土表面刷毛,清除表面附着污物,用水冲洗干净,干燥后先用环氧胶嵌补混凝土表面缺损,然后进行涂刷。
2、高压灌浆法适用于缝度>0.3mm,深度较深或贯通的裂缝修补。采用空气压缩机将树脂浆液、聚合物水泥浆灌入裂缝深部,达到恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。
一、施工中应采取的主要技术措施
楼面裂缝的发生除以阳角45度斜角裂缝为主外, 其他还有较常见的两类:一类是预理线管及线管集散处, 另一类为施工中周转材料临时较集中和较频繁的吊装卸料堆放区域。现从施工角度进行综合分析, 并分类采取以下几项主要技术措施:
1、重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施
钢筋在楼面砼板中的抗拉受力, 起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用, 而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。在实际施工中, 楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。但当垫块间距放大到1.5m时, 钢筋网的合理保护层厚度就无法保障, 所以纵横向的垫块间距限制在lm左右。与此相反, 楼面上层钢筋网的有效保护, 一直是施工中的较难解决的问题。其原因为:
(1) 板的上层钢筋一般较细较软, 受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠;
(2) 钢筋离楼层模板的高度较大, 无法受到模板的依托保护;
(3) 各工种交叉作业, 造成施工人员众多、行走十分频繁, 无处落脚后难免被大量踩踏;
(4) 上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大, 甚至不设 (仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和离式配筋的拐脚支撑) 。上述四种原因中, 后二种原因在施工中必须大大加以改进, 对于最后一个原因, 根据大量的施工实践, 建议楼面双层双向钢筋 (包括分离式配置的负弯矩短筋) 必须设置钢筋小撑马, 其纵横向间距不应大于700mm (即每平方米不得少于2只) , 特别是对于Ф8一类细小钢筋, 小撑马的间距应控制在600mm以内 (即每平方米不得少于3只) , 才能取得较好的效果。
对于第3条原因, 可采取下列综合措施加以解决:
一是尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间, 在板底钢筋绑扎后, 线管予埋和模板封镶收头应及时穿插并争取全面完成, 做到不留或少留尾巴, 以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量;在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设 (或铺设) 临时的简易通道, 以供必要的施工人员通行;
二是加强教育和管理, 使全体操作人员充分重视保护板面上层负筋的正确位置, 必须行走时, 应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行, 不得随意踩踏中间架空部位钢筋;
三是安排足够数量的钢筋工 (一般应不少于3~4人或以上) 在砼浇筑前及浇筑中跟踪及时进行整修, 特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易发生处 (四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间处) 应重点整修;
四是砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域, 应铺设临时性活动挑板, 扩大接触面, 分散应力, 尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
2、预埋线管处的裂缝防治
预埋线管, 特别是多根线管的集散处是截面砼受到较多削弱, 从而引起应力集中, 容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预理线管的直径较小, 并且房屋的开间宽度也较小, 同时线管的敷设走向又不重于 (即垂直于) 砼的收缩和受拉方向时, 一般不会发生楼面裂缝。反之, 当预埋线管的直径较大, 开间宽度也较大, 并且线管的敷设走向又重合于 (即垂直于) 砼的收缩和受拉力向时, 就很容易发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集散处, 应按技术导则3的第4条要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。根据经验, 增设的抗裂短钢筋采用Ф6—Ф8, 间距≤150, 两端的锚固长度应不小于300mm, 线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越, 交叉布线处可按技术导则3的第4条采用线盒, 同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布, 尽量避免紧密平行排列, 以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多, 使集散口的砼截面大量削弱时, 宜按予留孔洞构造要求在四周增设上下各2Ф12的井字形抗裂构造钢筋。
3、材料吊卸区域的楼面裂缝防治
目前在主体结构的施工过程中, 普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5—7d左右一层, 最快时甚至不足5d一层。因此当楼层砼浇筑完毕后不足24h的养护时间, 就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动, 这就给大开间部位的房间雪上加霜。除了大开间的砼总收缩值较小开间要大的不利因素外, 更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成, 就难于闭合, 形成水久性裂缝, 这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。对这类裂缝的综合防治措施如下:
一是主体结构的施工速度不能强求过快, 楼层砼浇筑完后的必要养护 (一般不宜≤24h) 必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6—7d一层为宜, 以确保楼面砼获得最起码的养护时间。
二是科学安排楼层施工作业计划, 在楼层砼浇筑完毕的24h以前, 可限于做测量、定位、弹线等准备工作, 最多只允许暗柱钢筋焊接工作, 不允许吊卸大宗材料, 避免冲击振动。24h以后, 可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动, 做到轻卸、轻放, 以控制和减小冲击振动力。第3d方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工。在模板安装时, 吊运 (或传递) 上来的材料应做到尽量分散就位, 不得过多地集中堆放, 以减少楼面荷重和振动。
三是对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位 (一般约40m2左右) 的模板支撑架在搭设前, 就预先考虑采用加密立杆 (立杆的纵、横向间距均不宜大于800mm) 和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施, 以增强刚度, 减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载, 并应在该区域的新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力, 进一步防止裂缝的发生。
四是加强对楼面砼的养护。砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要, 特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。但实际施工中, 由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业, 因此楼面砼往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。为此, 施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护, 并建议采用喷养护液进行养护, 达到降低成本和提高工效, 并可避免或减少对施工的影响。
二、对裂缝的弥补处理
在采取了上述综合性防治措施后, 由于各种原因仍可能有少量的楼面裂缝发生。当这些楼面裂缝发生后, 应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作, 然后再进行装修。根据笔者的施工经验, 住宅楼地面上部的粉刷找平层较厚, 可以通过在找平层中增设钢丝网、钢板网或抗裂短钢筋进行加强, 并且上部常被木地板等装饰层所遮盖, 问题相对较小。但板底则粉刷层较薄, 并且通常无吊顶遮盖, 更易暴露裂缝, 影响美观并引起投诉, 所以板底更应妥善处理。板底袭缝宜委托专业加固单位采用复合增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理。复合增强纤维的粘贴宽度以350—400mm为宜, 既能起到良好的抗拉裂补强作用, 又不影响粉刷和装饰效果, 是目前较理想的裂缝弥补措施。
摘要:全现浇钢筋混凝土楼屋面板的裂缝, 是目前较难克服的质量通病之一。文章从施工的角度, 阐述了楼面裂缝的原因及综合防治措施。
关键词:桥梁;薄壁墩;裂缝防治
中图分类号:U445.57文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)29-0024-02
随着高速公路的发展,桥梁的跨径越来越大,尤其在有深切峡谷的地区桥墩也多采用高大的空心薄壁桥墩,一些桥墩高达100m以上,且为柔性墩。由于桥墩高度高,截面尺寸大,施工中易受外界环境影响。因此,面对如此高度的空心薄壁墩,如何高质量完成其建设任务,避免和减少墩身混凝土裂缝的出现,成为设计和施工人员所必须考虑的问题之一。
1裂缝产生的原因
混凝土的裂缝问题一直是工程界最为关心的课题之一,因为它的出现牵涉钢筋的腐蚀及结构功能的丧失和结构外观的破损,针对空心薄壁高桥墩分析裂缝可能产生的原因,大致分设计原因和混凝土自身原因。
1.1设计原因
依据传统设计规范按结构承载强度进行配筋,其受力裂缝和收缩裂缝多可同时得到控制;只是受力配筋兼顾收缩配筋,未对收缩配筋做充分考虑,一旦超出一定范围,则仍有可能出现收缩裂缝,在出现裂缝的空心墩中,都曾出现过竖向收缩裂缝,起因之一就是构造(收缩)配筋不足。以往空心墩的结构设计,习惯上注重按承载强度进行受力配筋,而对因温度、湿度引起的收缩变形问题,则往往考虑不足;空心墩结构形式一般为底部混凝土体积较大,且为梯形渐变结构形式。因此,桥墩混凝土凝结固化时内部水化热及水化热温差梯度较大,而养护时,内部通常采取灌水养护,外壁采用洒水养护,容易造成由于内外温度和湿度不一而引起混凝土收缩不均,进而导致收缩裂缝。
1.2混凝土自身原因
混凝土自身原因产生的裂缝类型很多,归纳起来有:干缩、温度、施工因素、化学作用等。国际预应力混凝土学会认为,凡是混凝土一次浇注的最小尺寸大于0.6m,且水泥用量大于400kg/m3。应当考虑水化散热慢或其他降温措施;国家建筑部门认为混凝土结构物实体最小尺寸大于或等于1m的大体积混凝土中,水化热量的散失与最小尺寸平方成反比,所以内部散热十分缓慢。一道厚1.5m、两侧暴露在较冷的空气中的混凝土墙,散失95%的水化热量需要1周时间;如果墙厚达15m,散失95%的水化热,则需要2年时间。因此,如果控制混凝土内部温度升高和温度变化速度,就可能减少或避免出现裂缝,基于这点建设者充分考虑混凝土及其组成材料的特性,从水泥品种、成分、单位体积水泥用量、骨料、拌和水量、外加剂等方面综合考虑。并多次调试混凝土配比,并以配合比和施工环节降低水泥水化热,从而达到减少或避免大体积混凝土出现裂缝的目的。
2裂缝的防治
2.1结构设计
2.1.1合理配制钢筋数量
混凝土裂缝分散性很大,难以正确计算,对其也缺乏统一认识,因此,在混凝土结构钢筋设计中往往是基于对裂缝机理分析,并结合经验而在配筋构造E进行限制,以满足一般情况下裂缝控制的需要。如:某大桥空心薄壁墩,其墩底部为1050cm、800cm、105m(长宽高)的矩形薄壁混凝土结构,底部以上30m为薄壁梯形渐变段,然后是壁厚均等的薄壁区段,类似这种高大空心墩是依靠其结构形状、质量和强度来承受荷载的,因此为保证混凝土结构性能满足设计条件和耐久性,设计者从结构受力、结构构造以及外部因素影响等多方面进行充分论证,并结合分析研究外地类似大桥空心墩设计及裂缝产生的原因,而改变以往传统的设计思路,增加了新的可靠性设计元素,为避免或减少混凝土裂缝提供了设计保障。
(1)确保最小钢筋面积。由于墩底受压,因此横向湿缩缝不会出现,而多是因受压或湿缩而引起的竖向裂缝。横向箍筋正是为满足这种要求布设的,但其数量应能保证钢筋应力即使在因混凝土开裂而增大后仍不超越屈服强度,能使裂缝充分分散,数量多而宽度小,从而避免出现“非控制性”的不可容许的少数宽缝。
(2)保证钢筋最大间距。除控制最小钢筋面积之外,还要控制空心墩中的箍筋间距。箍筋间距可以影响裂缝距离,设计中依次在传统空心墩设计的基础上,增加箍筋数量,减小钢筋间距。
(3)保证钢筋直径。一般情况下可以代替控制荷载裂缝时的钢筋最大间距,对于由约束收缩(干缩、湿缩)引起的裂缝必须限制钢筋直径。
(4)建议增设混凝土防裂网,该钢筋网与混凝土共同作用受力,改善混凝土工作性能,以避免或分散混凝土裂缝。
2.1.2合理选择混凝土标号
在能满足结构强度的同时,降低墩身混凝土设计标号,以减少水泥用量,并与承台混凝土设计标号一致,减少温差收缩不一致引起的内部应力以及约束应力引起的约束裂缝。
2.2混凝土原材料及配合比混凝土的水化热大小与水泥成分、单位体积、水泥用量、骨料、拌和水量密切相关。但水泥成分、骨料性质、用水量究竟对水化热有多大影响,还没有一个定量的概念。因此应尽量选用低水化热水泥,但不同品牌的水泥产生的热量是不相同的;粉煤灰的掺入可以减少水泥用量,降低水化热产生的总量;弹性模量较低的粗骨料,有利于混凝土抗拉性能的发挥;适当的外加剂可以改善混凝土工作性能,降低用水量。因此,在混凝土混合料中,掺和外加剂,降低水灰比,是降低水泥水化热的有效措施。
2.2.1混凝土原材料
(1)水泥。水泥除其发热量和使用量是决定混凝土裂缝的重要原因外,其干缩性也是决定混凝土干缩裂缝的重要原因。不同的水泥。甚至是同一品种、同一强度的水泥,只是由于生产厂家不同,其发热值、干缩值都有可能相差很大。
(2)细集料。要求级配良好、质地坚硬、颗粒洁净、细度模数在2.3~3.1之间,不要用黏性的砂。特别控制砂的含泥量2%,因此,桥墩施工全部应选用质量稳定、性能良好的中砂。
(3)粗集料。带有棱角、有麻面的碎石较有利于提高混凝土的抗拉伸性能(比如光圆卵石),粗骨料岩石种类也可对混凝土的干缩性和冷缩性发生重要影响。
(4)外加剂。合理、科学地使用外加剂,可以使混凝土的和易性得到很大改善,有助于混凝土的浇筑均匀和振捣密实,因此,既能提高混凝土的均匀性和密实性,也可提高混凝土的抗拉性和抗裂性,而混凝土的水泥用量和拌和水量又可相应减少。采用缓凝高效减水剂,一可以减少水用量,二可以减少水泥用量,从而达到降低水热的目的,其加入量为0.01%,保证初凝时间在2h~3h之间,既保证了在浇筑上层混凝土时,下层混凝土不至于初凝,且能延缓混凝土内部温度峰值的出现。
(5)掺加粉煤灰。在配合比中,加入一定比例的粉煤灰,取代
等量水泥。削减水化热的高温峰值,具体比例以实际检测值为准,粉煤灰应满足Ⅱ级粉煤灰要求,且应对其进行检测,其主要技术指标应符合国家标准。
2.2.2配合比
粗细骨料占混凝土体积很大部分,本身虽收缩不多,但却可抑制水泥收缩,从而减少混凝土的干缩,有以下经验式:
ε≈εso(I-V2)2
式中:εso:水泥石的干缩;
Va:骨料容积%。
因此,增大骨料粒径尺寸不仅可影响拌和水量(从而影响收缩),在抑制混凝土收缩上十分有效。
含水量对混凝土干缩的影响程度显著大于水泥量和水灰比对其的影响精度,而混凝土拌水量受控于混凝土的坍落度、含砂率、温度以及骨料的颗粒级配、洁净程度等因素,因此,在确保混凝土浇筑均匀、振捣密度的前提下,采用较少的拌和水量、较小的水灰比、较好的骨料级配及较小的坍落度和低的拌和温度等措施,以减低混凝土的干缩性。空心薄壁墩混凝土配合比应满足设计标号、泵送工艺性、低水化热、缓凝等要求。
2.3温度控制
空心薄壁高桥墩在浇筑期间,如果正值高温期,每天平均气温都在30℃左右时,由于混凝土内水化热是在浇筑温度的基础上积聚的,外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也愈高,如浇筑混凝土时,外界气温为16℃-18℃,而混凝土的实际温度为12~C,则混凝土浇筑时温度会增加至16℃。浇筑温度的增加,导致新浇筑混凝土的整体温度升高了。另外混凝土的温度愈高,水泥的水化反应愈快,当混凝土浇筑时气温为14℃,第一个24h内水泥产生7d全部水化热的43%,浇筑时气温为30℃时,在第一个24h内。水泥产生7d全部水化热的62.5%,混凝土达到最高温度的时间缩短了,不利于降低混凝土的最高温度,因此针对以上混凝土特点,为减少混凝土水化热,建议采用以下措施来降低混凝土的浇筑温度。
(1)调整混凝土浇筑时间。避免中午气温峰值时浇筑混凝土,应采取夜间施工。
(2)降低骨料温度。在集料堆上搭设凉棚,避免太阳直射;同时。喷洒冷水以冷却碎石,使碎石温度从30℃~35℃降低到30℃以内。
(3)降低拌和温度。在浇筑空心墩底部混凝土体积较大处时,建议采用加冰屑拌和,冰的吸热量大约是水泥和集料的4.5倍,采用冰屑冷却水拌和,可以有效地降低混凝土混合料的浇筑温度。
(4)避免吸取外热。混凝土拌和前,提前用冷水冲洗拌和仓,以降低仓温,混凝土浇筑前,同样用冷水冲淋混凝土泵送管道,混凝土浇筑时,在模板外洒水冲淋。
3结束语
土工布防治裂缝技术在路面养护工程中的应用
介绍了土工布的`发展过程,研究了土工布在沥青路面养护罩面工程中的作用机理及施工注意要点,通过土工布在沥青路面养护罩面工程中的应用实例分析,证实了土工布防治裂缝技术在路面养护工程中的可行性与实用性.
作 者:张西棉 ZHANG Xi-mian 作者单位:陕西三秦路桥有限责任公司,陕西西安,710003刊 名:山西建筑英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE年,卷(期):200935(4)分类号:U418.6关键词:路面养护 裂缝 土工布 应用
沥青路面裂缝的形式按形状分:横向裂缝、纵向裂缝、龟状裂缝和网状裂缝:按有无荷载可分:荷载裂缝和非荷载裂缝;按路面有无沉陷分为:沉陷性、疲劳性裂缝和非沉陷性早期裂缝。
2沥青路面裂缝形成的原因
2.1设计原因
①路面结构设计不合理或厚度不足,路面强度无法满足行车要求或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小,以至沥青路面产生裂缝。
②地下管道设计深度不够,导致基层压实不平引起沥青路面的横向裂缝。
2.2材料因素
①沥青混合材料过细,其结合料过少(即石油必过低);炒制过火。
②沥青混合料中集料级配不佳,石料偏少。
③沥青材料配合比不正确。
④沥青原材料低温延性差或沥青混合料粘结力低,造成路面早期裂缝。
2.3气候因素
①路基或基层结构强度不足,路基局部下沉路面掰裂。
②半刚性基层在铺建时随着混合料水分的减少产生干缩应力,形成干缩裂缝。
③基层混合料的离析或辗压不密实及机械组合不合理,造成基层上部细粒料上浮,形成强度较弱的薄层,在行车荷载作用下,易产生龟状裂缝。
④半刚性基层养生不当直接影响干缩裂缝的产生。
⑤半刚性基层养生结束后,如果不及时洒铺封层或透层油,随着暴晒时间的增长产生干缩裂缝。
⑥施工填土未压实,路基产生不均匀沉陷,接缝处压实未达到要求,在行车作用下形成纵向裂缝。
⑦沥青混合料摊铺时间过长,其表面温度低,内部较热,用重型压路机碾压易引起路面表面切断。
⑧施工接缝处理不当、碾压方式不正确易产生横向裂缝。
2.4超载因素
①由于超载车辆引起累计轴次的增大,从而引起设计弯沉值减小。
②由于超载造成正常设计的路面基层或低基层抗拉强度不足,使其提前在层底产生拉裂。
③由于超载,加之车辆的振动冲击作用,可将路面压坏,即一次性破坏作用。
填充墙墙面裂缝防治措施:
1)蒸压(养)砖、混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块类的墙体材料至少养护28d后方可上墙砌筑;砌块应存放在专用防护棚内,有可靠的防潮、防雨淋措施;断裂、缺棱掉角等砌块不得使用。2)砌筑砂浆应采用预拌砂浆,分次砌筑,每次砌筑高度不应超过1.5m,日砌筑高度不宜大于2.8m。
3)填充墙与周边混凝土结构竖向衔接处,宜留15~20mm宽缝隙。待墙体砌筑完成后,采用掺加不大于水泥重量5%的膨胀剂的干硬性水泥砂浆二次嵌缝,并嵌填密实。
4)填充墙砌筑接近梁板底时,应留一定缝隙,至少间隔14d待沉降基本稳定后,再将其挤紧。当采用顶部“滚砖”补砌时,“滚砖”两端及中间宜采用预制三角形混凝土块进行补砌,滚砖斜度宜控制在60度左右;当采用细石混凝土填塞时,梁(板)底应预留30~50mm缝隙,用干硬性C20以上膨胀细石混凝土填塞,并用防腐木楔(间距不大于600mm)挤紧。
5)在填充墙上剔凿孔洞、槽时,应用专用机具,避免锤击、打凿。剔槽深度应保证线管管壁外表面距墙面基层不小于15mm,并用1:3水泥砂浆抹实。线管稠密部位,应采用细石混凝土填补。6)墙体临时洞口处上部应加设钢筋混凝土过梁,墙体两侧预留2Ф6拉结筋,间距500mm,补砌时应对连接处湿润、顶实。
7)消防箱、配电箱、水表箱、开关箱等预留洞上的过梁,应在其线管穿越的位置预留孔槽,不得事后剔凿。
8)不同基体材料交接处、剔槽部位、临时洞口两侧、表箱背面等应钉挂钢丝网。钢丝网与不同基体的搭接宽度每边不小于100mm。网孔尺寸不宜大于20mmх20mm,直径不宜小于1.2mm,钢丝网宜采用先成网后镀锌的后热镀锌电焊网。钢丝网应用钢钉或射钉加铁片固定,间距不大于300mm。
1 裂缝现象
按裂缝易发生部位分,混凝土楼板裂缝可分为房屋端部外墙角45°斜裂缝(板角裂缝);平行于现浇板负弯矩筋端头的水平裂缝;楼板跨度中间处的通胀裂缝;楼板全长中部的横向裂缝和现浇板中预埋水电线管部位裂缝。
按裂缝发生时间分,混凝土楼板裂缝可分为初凝时就出现的早期裂缝;制成一两个月后发生的中期裂缝;竣工后出现的晚期裂缝。裂缝宽度一般在0.2 mm以下,有的混凝土板上下贯通,有的只在板面下一定深度发生。泵送混凝土所产生的收缩和现浇结构超静定引起的约束应力,会造成现浇楼板普遍开裂。
2 裂缝成因分析
2.1 泵送混凝土材料
(1)坍落度大。泵送混凝土坍落度规定为100 mm以上,通长为140~180 mm,而塑性混凝土坍落度通常仅为30~50 mm,相差4~7倍。在施工过程中,进入现场的商品混凝土坍落度由于运输过程出现经时损失,为恢复其可泵性,现场难以准确加注填充剂,导致施工坍落度与理论配合比坍落度存在偏差,易造成混凝土早期收缩裂缝。
(2)砂率大。泵送混凝土砂率规定为35%~45%,而塑性混凝土为30%~36%。
(3)粉剂含量高。按规程规定泵送混凝土中水泥等胶凝材料用量不宜小于300 kg/m3。由于成本等因素,搅拌站掺和粉煤灰往往大于规定值。
(4)骨料用量少且粒径小。为了便于泵送,混凝土中的粗骨料往往较少且粒径小,一般为5~20 mm,而塑性混凝土骨料粒径为20~40 mm。
(5)按水泥新标准要求提高水泥细度。水泥越细比表面积越大,强度和活性越高,混凝土自身收缩越大。
上述因素的综合作用造成商品泵送混凝土收缩较大,使材料因素成为楼板产生裂缝的主要因素之一。
2.2 施工因素
目前的主体结构施工,质量与工期之间存在较大矛盾。在进度要求下,一旦楼层混凝土浇筑完成,不超过ld即在楼板上进行放线、柱钢筋焊接绑扎、材料吊运、材料堆载、上人作业等施工活动,此时混凝土正处于凝结硬化初期,抗拉强度极低,施工局部堆料过多,材料吊卸时的集中冲击振动荷载,会引起楼板弹性振动,在薄弱部位产生裂缝,并难以闭合。尤其在高层住宅建筑主体快速施工的工程中比较常见。
2.3 气温环境
混凝土楼板是在不同气候条件下施工的。炎热、大风天气,突下暴雨的降温,都会使混凝土收缩加剧,导致混凝土裂缝的出现。
2.4 混凝土养护
混凝土楼板初期硬化阶段,因板厚较薄,水分散发较快,如不及时养护,则易使混凝土楼板发生早期裂缝。多数裂缝都是由于养护不到位造成的。
3 防治措施
为提高建筑技术水平,增强防裂意识,消除商品泵送混凝土裂缝,需在材料选用及施工过程中严把质量关,最大限度地避免裂缝产生。为此可采取如下防治措施。
3.1 合理选材
(1)选用矿渣硅酸盐水泥,降低混凝土水化热。
(2)粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距和泵送管径要求。粗骨料必须是连续级配,控制其针片状含量小于10%,以提高可泵性。
(3)细骨料级配合理,优先选用中砂,杜绝石粉用量,细度模数应大于2.3,降低用水量,减少混凝土收缩性。
(4)掺入减水剂,减少拌和水用量,可在相同水灰比的情况下减少水泥用量,降低水化热。
(5)掺入一定比例的粉煤灰或其他活性掺和料,以增加混凝土和易性,减少泌水离析现象,降低水化热,提高混凝土强度和耐久性。
总之,严格控制原材料质量,科学设计混凝土配合比,在保证顺利浇筑和泵送的前提下,坍落度不宜太大,且要稳定,这是避免商品混凝土楼板出现裂缝的重要措施之一。
3.2 科学施工
(1)根据工程结构特点,做好施工准备工作,编制施工技术方案,充分考虑混凝土施工顺序、浇筑位置、振捣方法、移动距离、表面抹压和施工缝留置及处理等因素。
(2)订购商品混凝土时,应严格要求混凝土的品质,并确保混凝土适应施工和工程不同部位、性质的要求。对进入现场的商品混凝土,应严格核查其坍落度,以使混凝土坍落度控制在拟定的配合比范围内,不准随意加水,严禁使用坍落度超标的混凝土。为保证混凝土楼板质量,还应核查商品混凝土的供货小票、等级强度、送货地点、出厂时间、到场时间、送货车号等,以便追溯、存查。
(3)控制混凝土楼板底模、支架的承载力和稳定性,使其满足承受各种可能的施工荷载,防止现浇模板变形、下沉和位移,严格制定拆模的混凝土相应强度条件,并严格控制作业时间。混凝土浇筑后,强度未达到1.2 N/mm2,不得在其上踩踏或安装模板及支架,不得进行堆载等施工作业。
(4)浇筑混凝土时,应铺设操作平台,防止施工操作人员直接踩踏板的负弯矩钢筋。下层钢筋应垫好保护层垫块,加强浇筑过程中的钢筋看护,及时复位踩踏错位的钢筋,确保钢筋保护层的厚度和受力的设计位置。
(5)采用二次抹压技术,即在混凝土初凝前,对表面进行二次抹压,使混凝土表面组织重新排列,降低水化热,消除表面泌水和干缩,增加楼板密实度。进行二次抹压时应正确掌握混凝土初凝时间,过早无效果,过晚则会扰动已基本成型并具有初始强度的混凝土,对混凝土强度造成损害。
(6)遇夏季炎热,烈日暴晒,大风、暴雨等天气,应调整混凝土浇筑时间,减少气温对混凝土收缩的影响。
(7)混凝土浇筑和二次抹压后,应立即覆盖塑料薄膜封闭表面,使混凝土在潮湿状态下硬化,淋水养护时间不应少于7 d。养护是防止混凝土裂缝的重要措施。
(8)板内预埋PVC线管的位置应在混凝土的中层,并对PVC线管进行绑扎固定,还应在其上下放置钢丝网,以防止出现裂缝。
(9)合理安排进度,科学施工。施工进度安排应满足施工技术间歇时间,不能盲目追赶进度。
4 裂缝处理
关键词桥梁施工;混凝土结构;裂缝防治
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0116-01
混凝土結构在桥梁建设中有着重要作用,任何一项桥梁工程施工都离不开混凝土结构的支撑,但诸多因素导致了桥梁施工中混凝土裂缝的产生,随着裂缝的变化,有可能会引发桥梁坍塌的危险。因此,减少混凝土裂缝的产生,及时治理裂缝问题,已经成为建设单位、监理部门及施工企业需要解决的重要问题。文章对桥梁施工中混凝土裂缝的防治措施进行了分析和探讨,希望能为工程施工提供一些建议。
1混凝土裂缝形成的原因
1)温度变化引起的裂缝。混凝土本身具有热胀冷缩的性质,如果外界环境或者混凝土结构内部发生了温度变化,则容易出现混凝土变形,当这种变形遭到约束,就会在结构内产生拉力,如果这种拉力超过了混凝土本身的抗拉能力,就会产生裂缝。例如,在一些大跨度的桥梁中,这种拉力甚至可以超出桥梁本身的活载拉力。温度裂缝会随着温度的变化而变化,因为它也具备热胀冷缩的性质。
2)荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下所产生的裂缝叫荷载裂缝,主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝两种。直接应力裂缝就是有外部的荷载直接造成的;次应力裂缝是以外界荷载为依托而产生的。
3)混凝土收缩引起的裂缝。在工程施工中,最常见的裂缝就是伸缩裂缝。混凝土收缩裂缝主要有塑性收缩和缩水收缩,这两种裂缝也是导致混凝土结构出现变形和体积变化的主要原因,除此之外,还有自生收缩和炭化收缩。实践证明,造成混凝土收缩裂缝的主要因素有:水泥材料的品种与质量,骨料品种,混凝土的养护情况,以及外界环境的影响等。
4)地基变形引起的裂缝。如果混凝土结构出现竖向不均匀的沉降或水平方向位移,桥梁各部分结构就会出现变形,这让结构内部产生多余的预应力,如果这时的预应力超过了混凝土的抗拉力,就会造成混凝土裂缝,而这些裂缝更多的出现在构造比较薄弱的部位。
5)施工材料质量引起的裂缝。混凝土原材料的质量是桥梁施工质量管理的关键,同时,它对混凝土的裂缝产生也有较大的影响。混凝土原材料由水泥、砂、骨科、拌合用水及外加剂等组成,如果水泥质量不合格、受潮或过期则会导致混凝土强度不足,引起开裂。砂石骨科粒径小、级配差、空隙大,那水泥和用水量都会增加,也会影响到混凝土的强度,导致其过分的收缩,出现收缩裂缝。砂石中有机质和轻物质过多,则会延长混凝土的凝固时间,让混凝土长期受到外界环境的影响,影响其强度,尤其是早期强度。
2混凝土裂缝的防治措施
1)设计方面。设计中应尽量避免结构断面而突然引发的应力集中,如果混凝土结构方面有所限制,就应采用加强措施,及时采用补偿收缩混凝土技术,同时提高对钢筋稳定性的重视,尤其是对薄壁结构,必须严格控制构造钢筋的直径和数量。
2)材料方面。根据桥梁工程的施工要求,科学的选择混凝土原料,严格控制水泥的品种、强度,避免使用早高强的水泥,选用级配优良的砂、石原材料,含泥量要符合施工要求,使用的掺合料和混凝土外加剂都必须能明显降低水泥用量、降低水化热,同时能提高混凝土的强度和降低混凝土造价成本。制定混凝土的配合比前,设计人员必须先到施工现场考察,根据施工的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,科学的设计出混凝土的坍塌度,再根据现场的砂、石原材料的质量及时调整配合比,并帮助现场施工人员做好质量管理工作。
3)加强混凝土的早期养护。做好混凝土的保温工作对减少混凝土裂缝有积极作用,从温度对混凝土的影响方面看,在温度应力下,施工人员必须保证混凝土满足以下要求:预防混凝土内外温差和外部结构产生梯度;预防混凝土温度过低,在施工期间,应保证混凝土的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;预防老混凝土面的温度过低,这样可以减少新老混凝土之间的约束。养护的主要目的是为了在适合的温度和湿度环境下,保证混凝土不受温度、湿度的影响而变形,避免混凝土出现冷缩和干缩,其实是为了促进混凝土的水化作用,确保混凝土能达到应有的强度。温度和湿度在养护过程中是有直接联系的,混凝土的保温工作也是在满足其保湿要求。实际上,新浇混凝土中所含水分已经可以满足水泥的水化作用,可由于外界空气和气温的影响,混凝土结构会因蒸发而损失水分,从而推迟水泥的水化,混凝土表面最容易遭到这种不良影响,所以,混凝土浇筑完成后的几天内是养护的最佳时期,施工人员必须将混凝土的早期养护工作看成是工作重点。
3危害性裂缝修补技术
1)表面封闭修补法。①填缝及表面抹灰:这种方法能起到美化外观和延长使用寿命的作用,但对桥梁的整体结构性能影响不大。②凿槽嵌补:先沿着混凝土裂缝凿一条深槽,断面可以为V形或梯形,做好槽内的清洗工作,在槽内加入各种粘结材料,如环氧砂浆、沥青、甲基丙烯酸脂类化学补强剂等,填补裂缝。③表面喷浆修补:先将裂缝表面凿毛,再在裂缝处喷射一层强度高、密度高的水泥砂浆,以保护裂缝口,预防其扩大再发展。
2)表面粘贴修补法。将玻璃布,钢板或碳纤维布料贴在桥梁结构的裂缝处,这样可以封闭裂缝,有效提高结构的强度和耐久性,尤其对危害性裂缝有积极作用。主要施工工艺是先将裂缝表面凿毛,去除上面的油脂和灰尘残渣,做好表面清洁工作,在粘贴面上均匀的涂刷环氧基液粘结剂,最后压平贴实。如果使用玻璃布,可以多层粘贴,对于碳纤维布,则要用粘结液浸透后再贴到桥梁裂缝处。从现有的工程实践来看,碳纤维布的强度大,粘贴牢固,质量轻,有较好的透水作用,操作简单,在桥梁危害裂缝的修补中占主要地位。
3)混凝土置换法。对于严重的混凝土损害,施工单位一般会采取混凝土置换法。将已经损坏的混凝土去除,再换上新的混凝土材料或其它材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
4结束语
公路桥梁的混凝土裂缝是让施工单位头痛的恶疾,并时常困扰着技术人员和施工人员。但是,只要采取合理的措施,做好质量控制工作,很多裂缝是可以避免或减少的。因此,重视桥梁裂缝,及时处理桥梁裂缝,是保证桥梁安全使用,延长使用时效的关键。
参考文献
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[2]乔洪峰.公路桥梁混凝土裂缝原因及修补方法[J].山西建筑,2008,05:318-319.
由于绵阳长虹大道203小区为多年老房,在5、12地震或其他荷载作用下,受地基不均匀下沉和温度变化的影响,以及墙体局部受压承载力不足等原因,已经使砖墙表面产生一些不同性质的裂缝,并且墙面的防水层老化、破裂等没有起到防水的作用,导致外墙面多处反碱,甚至在雨天后有水渗到防水层内而无法及时排出导致水往裂缝渗漏。
砖混结构由于地基不均匀下沉或温度变化引起的一般性裂缝(除严重开裂外)不危及结构安全和使用,往往容易被人们忽视,致使这类裂缝屡有发生,形成隐患。对于墙体因局部受压承载力不足引起的裂缝,应该高度重视,一旦裂缝出现,有可能导致墙体的倒塌破坏,后果相当严重。故对此应引起有关部门的重视,采取措施,消除墙面的反碱渗漏和防止墙面裂缝的产生。
二、综合实施处理方案
一、墙面裂缝的处理方案
1.地基不均匀下沉引起墙体裂缝 1.现象
(1)斜裂缝一般发生在纵墙的两端,多数裂缝通过窗口的两个对角,裂缝向沉降较大的方向倾斜,并由下向上发展。横墙由于刚度较大(门窗洞口也少),一般不会产生太大的相对变形,故很少出现这类裂缝。裂缝多出现在底层墙体,向上逐渐减少,裂缝宽度下大上小,常常在房屋建成后不久就出现,其数量及宽度随时间而逐渐发展。
(2)窗间墙水平裂缝一般在窗间墙的上下对角处成对出现,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边裂缝在上。
(3)竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。当纵墙顶层有钢筋混凝土圈梁时,顶层中央顶部竖直裂缝则较少。
2.原因分析
(1)斜裂缝主要发生在软土地基上的墙体中,由于地基不均匀下沉,使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度较差,施工质量和材料强度不能满足要求时,导致墙体开裂。
(2)窗间墙水平裂缝产生的原因是,由于地基沉降量较大,沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力,而发生上下位置的水平裂缝。(3)房屋底层窗台下竖直裂缝,是由于窗间墙承受荷载后,窗台墙起着反梁作用,特别是较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下,建在软土地基上的房屋,窗台墙因反向变形过大而开裂,严重时还会挤坏窗口,影响窗扇开启。另外,地基如建在冻土层上,由于冻胀作用也可能在窗台处发生裂缝。
2.温度变化引起的墙体裂缝
1. 现象
(1)八字裂缝。出现在顶层纵墙的两端(一般在1~2开间的范围内),严重时可发展到房屋1/3长度内,有时在横墙上也可能发生。裂缝宽度一般中间大、两端小。当外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角方向裂开。(2)水平裂缝。一般发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁下2~3块砖的灰缝位置,裂缝一般沿外墙顶部断续分布,两端较中间严重,在转角处,往往形成纵、横墙相交而成的包角裂缝。
(3)竖向裂缝。对于一些长度较大的房屋,在纵墙中间部位可能出现竖向裂缝,裂缝宽度中间大、两端小。
(4)上述裂缝多出现在房屋建成后1~2年内,大多数裂缝经过夏季或冬季后出现。
2.原因分析
(1)八字裂缝一般发生在平屋顶房屋顶层纵墙面上,这种裂缝的产生,往往是在夏季屋顶圈梁、挑檐混凝土浇筑后,保温层未施工前,由于混凝土和砖砌体两种材料线胀系数的差异(前者比后者约大一倍),在较大温差情况下,纵墙因不能自由缩短而在两端产生八字裂缝。无保温屋盖的房屋,经过夏、冬季气温的变化,也容易产生八字裂缝。裂缝之所以发生在顶层,还由于顶层墙体承受的压应力较其他各层小,从而砌体抗剪强度比其他各层要低的缘故。
(2)据口下水平裂缝、包角裂缝以及在较长的多层房屋楼梯间处,楼梯休息平台与楼板邻接部位发生的竖直裂缝,以及纵墙上的竖直裂缝,产生的原因与上述原因相同。
2. 裂缝综合处理方法
(1)沉降裂缝发生后,沉降发展较为缓慢且有减弱趋势时,应在裂缝稳定后,对墙体修复;沉降发展较快且有加速趋势时,应立即采取临时支护措施,减小基础荷载,加固基础后修复墙体。基础加固常用的有加大基底面积法、桩基础托换法以及注浆法等改变土壤特性的方法,墙体裂缝一般采用水泥砂浆、树脂砂浆填缝或水泥灌浆封闭保护的方法处理 对于沉降差不大,且已不再发展的一般性细小裂缝,因不会影响结构的安全和使用,采取1:2砂浆堵抹即可。
(2)对于不均匀沉降仍在发展,裂缝较严重且在继续开展阶情况,应本着先加固地基后处理裂缝的原则进行。一般可采用桩基托换加固方法来加固,即沿基础两侧布置灌注桩,上设抬梁,将原基础圈梁托起,防止地基继续下沉。然后根据墙体裂缝的严重程度,分别采用灌浆充填法(1:2水泥砂浆);钢筋网片加固法(250mm×250mm∮4—6钢筋网,用穿墙拉筋固定于墙体两侧,上抹35mm厚M10水泥砂浆或C20细石混凝土);拆砖重砌法(拆去局部砖墙,用高于原强度等级一级的砂浆重新砌筑)进行处理
二、墙面防水处理方案
1.墙面渗水原因
(1)外墙面抹灰层有空鼓和裂缝存在,在雨天雨水飘到墙面后顺着抹灰层裂缝和空鼓位置往内渗漏。
(2)因墙砌体收缩造成砌体与结构梁之间产生裂缝,实际观察后控制室内大部分墙面渗水的位置在接口位置。
(3)墙砌体在砌筑时没有控制好施工质量,可能产生灰缝有透明缝、瞎缝和假缝等,导致雨水的渗漏。
2.墙面的处理方法
(1)查找墙面现有渗水点和外墙裂缝,局部凿除外墙抹灰层,在凿除前应用手持切割机将抹灰层切割开,防止凿除抹灰层时因震动产生新的空鼓开裂等。(2)凿除抹灰层后,清理干净基层,填补渗水灰缝,然后在砌体与结构梁之间,张铺一层钢丝网,防止修补后抹灰层再次开裂。
(3)修补抹灰层,抹灰层分两到三次修补完,并在修补砂浆中掺入一定计量的微膨胀剂,减少新旧抹灰层的接口裂缝。
(4)待抹灰层干燥后再做外墙面漆,最后待墙面漆干燥后,涂刷一到二层透明防水涂膜。
3.质量要求
(1)修补防水各部位达到不渗漏,不积水。(2)防水施工所用各类材料均应符合质量标准。(3)基层要求
①基层(找平层)表面平整度不应大于5 mm,表面无酥松、起砂、起皮现象。平面与突出物连接处或阴阳角等部位的找平层应抹成圆弧并达到规范规定要求。防水层作业前,基层应干净、干燥。②坡度应准确,排水系统应通畅。
(4)细部构造要求 属细部构造处理均应达到规范要求,不得出现渗漏现象。(5)防水层要求
①厚度必须达到标准、规范规定要求。
②防水层不应有裂纹、脱皮、起鼓、厚薄不匀或堆积、露胎以及皱皮等现象。
(6)密封处理要求 密封部位的材料应紧密粘结基层。密封处理必须达到规范要求,嵌填密实,表面光滑、平直。不出现开裂、翘边、鼓泡、龟裂等现象。(7)找平层防水要求
①所用材料应符合标准规定外,外加剂等均应符合有关标准要求。②找平层施工必须密实,其强度必须符合有关标准规定。③找平层的厚度应符合规范要求
三、施工安全注意事项
1、施工人员进入现场必须戴好安全帽。
2、施工人员施工时必须佩戴安全防护用具,并做好高空坠物、通道口防护、安全标志指示等安全防护措施。
3、做好现场安全用电防护措施和施工机械安全防护措施。
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