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混凝土地面产生裂缝的原因分析及处理措施!
浏览: 发布日期:2018-06-07

混凝土结构破坏倒塌的工程质量事故,绝大多数是从裂缝的扩展开始的;其实,只要仔细观察不难发现,普通的钢筋混凝土结构又一般都是带裂缝受力工作的,假如借助仪器,甚至还可以发现裂缝是时刻发生变化的,随着裂缝的发展变化,结构构件的耐久性和适用性会不同程度的降低,严重的甚至会导致结构构件的破坏;所以研究裂缝的形态、分析裂缝产生的原因和裂缝对结构功能的影响并加以控制是一个十分重要的。

 

一、混凝土裂缝种类:

外荷载引起的裂缝: 外荷载作用下产生的结构裂缝一般具有很强的规律性 ,通过计算分析就可以读出正确的结论。如:矩形楼板板面裂缝成环状,沿框架梁分布,板底裂缝成十字或米字集中于跨中;转角阳台或挑檐板裂缝位于板面起始于墙板交界以角点为中心成米字形向外延伸。受力裂缝,其裂缝与荷载有关,预示结构承载力可能不足或存在严重问题。

温度收缩裂缝:温度收缩裂缝是一种建筑最常见的裂缝,主要是由于结构的温度变形及材料的收缩变形受阻及应力超标所致。现浇板收缩裂缝主要集中在房屋的中部和房屋四周阳角处,裂缝成枣核状止于梁边。房屋四周阳角处的房间在离开阳角1米左右,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋未端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝。其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板砼的自由变形,因此在温差和砼收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的未端结束处)首先开裂,产生45度左右的斜角裂缝。虽然楼地面斜角裂缝对结构安全使用没有影响,但在有水的情况下会发生渗漏,影响正常使用。

地基不均匀沉降产生的裂缝:由于地基沉降不均匀使上部结构产生附加应力,导致楼板裂缝。不均匀沉降产生的裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉降情况有关。

使用商品混凝土引起的收缩裂缝:商品混凝土由于采用泵送,混凝土的流动性要好,因此一般商品混凝土的坍落度都较大,水灰比较大,如保证水灰比则要增加水泥用量,这样就使混凝土在硬化阶段出现收缩裂缝。裂缝的产生大多在砼浇筑初期,即浇捣后4~6小时左右,裂缝形状不规则且长短不一,互不连贯,产生裂缝部分大多为水泥浮浆层和砂浆层。有于砼坍落度偏大,表面经过振捣形成一层水泥含量较多,收缩性较大的水泥浮浆层及砂浆层一方面由于砼初凝时表面游离水分蒸发过快产生急剧的体积收缩,而此时砼早期强度较低(面层为砂浆层 强度更低),不能抵抗这种变形应力而导致砼表面开裂,另一方面由于面层浮浆或砂浆的收缩值比基层砼大许多,而造成变形值不同导致面层开裂。

预埋管线引起的楼板裂缝:预埋线管处沿管线方向出现表面裂缝;局部出现呈发散状或龟裂状的不规则裂缝。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,应按要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。

 

施工原因引起混凝土楼板裂缝:养护不到位,强制性规范要求混凝土养护要覆盖并浇水,现在大多数不覆盖,浇水也不能保证经常性湿润;施工速度过快,上荷早,特别是砖混住宅楼板,前一天浇筑完楼板,第二天即上砖、走车,造成早期混凝土受损;拆模过早或模板支撑系统刚度不够;施工时楼板混凝土盖筋被踩弯、踩倒,保护层过厚,承载力下降。点这免费下载施工技术资料

二、混凝土裂缝产生的原因:

1、钢筋混凝土现浇板裂缝原因的分析

通常情况下,现浇板裂缝一般表现为:不规则、不连贯表面微裂缝;表面龟裂、纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。究其原因,主要有施工、设计及混凝土原材料等方面的原因,以下将逐一具体分析。

1.1混凝土原材料质量方面

1.1.1水泥凝结或膨胀不正常,如水泥安定性不稳定,水泥中含有生石灰或氧化镁,这些成分在和水化合后产生体积膨胀,产生裂缝。

1.1.2如果骨料中含泥量过多,则随着混凝土的干燥,会产生不规则的网状裂缝。

1.1.3碱-骨料反应:蛋白质、安山岩、玄武岩、辉绿岩、千枚岩等碱性骨料有可能与碱性很强的水泥起化学反应,生成有膨胀能力的碱-硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏,产生裂缝。

1.1.4水灰比、坍落度过大,或使用过量粉砂混凝土强度值对水灰比变化十分敏感,基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外渗混合材料外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝,泵送混凝土为了满足泵送条件,坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。

1.2施工质量方面

1.2.1混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥的混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。

1.2.2混凝土浇捣后过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。点这免费下载施工技术资料

1.2.3施工工艺不当引起:在施工过程中由于施工工艺不当,致使支座处负筋下陷,保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使板上部沿梁支座处产生裂缝。楼板的弹性变形及支座处的负弯矩施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂;大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。

1.2.4后浇带施工不慎而造成的板面裂缝:为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留好施工缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡槎;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。

1.2.5楼面垫层铺设的暗装水管、电线套管铺设不当,如水管、电线套管铺设不够牢靠、集中铺设、上下交叠铺设致使水管、电线套管上皮在垫层厚度1/3以内,保护层厚度不足都可能造成板面沿管线长度方向产生裂缝。

1.2.6混凝土的收缩(温度裂缝):众所周知,混凝土引起收缩的原因,在硬化初期主要是由于水泥的水化作用,形成一种新的水泥结晶体,这种结晶体化合物较原材料体积小,因而引起混凝土体积的收缩,即所谓的凝缩,后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。而且,如果混凝土处在一个温度变化较大的环境下,将会使其收缩更为加剧。如施工发生的夏季炎热气温下,石子表面温度升高,使石子体积膨胀,拌制成混凝土后,石子受冷收缩,使混凝土表面出现发丝裂缝;混凝土浇捣后未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充,因而在硬化过程中,现浇板受到支座的约束,势必产生温度应力而出现裂缝,这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位,即板角处。另外,室内外温差变化较大,也要引起一定的裂缝。

1.2.7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5-7天左右一层,最快时甚至不足5天一层。因此在楼层混凝土浇筑完毕后不足24小时的养护时间,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。除了大开间的混凝土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,形成永久性裂缝。

三、裂缝的预防措施

1 结构设计控制措施

1.1、严格控制混凝土施工配合比。根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确配合比。严格控制水灰和水泥用量。选择级配良好的石子,减小、空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。值得注意的是近十几年来,我国一些城市为实现文明施工,提高设备利用率,节约能源,都采用商品混凝土。因此加强对商品混凝土进行塌落度的检查是保证施工质量的重要因素。

1.2、在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。

1.3、混凝土楼板浇筑完毕后,表面刮抹应限制到最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后,对板面应及时用材料覆盖、保温,认真养护,防止强风和烈日曝晒。

1.4、严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上传、上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。

1.5 工程裂缝产生的主要原因是混凝土的变形。如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等,此类因变形引起的裂缝几乎占到全部裂缝的80%以上。在变形作用下,结构抗力取决于混凝土的抗拉性能,当抗拉应力超过设计强度时,应验算裂缝间距,再根据裂缝间距验算裂缝宽度。

1.6 现浇板板厚宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于110mm(厨房、浴厕、阳台板最小厚度不小于90mm)。有交叉管线时板厚不宜小于120mm。

1.7 楼板宜采用热轧带肋钢筋以增加其握裹力,不宜采用光圆钢筋。分布钢筋与构造钢筋宜采用变形钢筋来增加与现浇混凝土的握裹力,对控制楼板裂缝的效果较好。

1.8 设计时注意构造钢筋的布置十分重要,它对构造抗裂影响很大。对连续板不宜采用分离式配筋,应采用上、下两层连续式配筋;洞口处配加强筋;对混凝土梁的腰部增配构造筋,其直径为8mm~14mm,间距约200mm。

1.9 屋面层阳角处、东西单元房间和跨度≥3.9m时,应设置双层双向钢筋,阳角处钢筋间距不宜大于100mm,跨度≥3.9m的楼板钢筋间距不宜大于150mm。跨度<3.9m的现浇楼板上面负弯矩钢筋应一隔一拉通。外墙转角处应设置放射钢筋,配筋范围应大于板跨的1/3,且长度不小于2.0m,每一转角处放射钢筋数量不少于7根,钢筋间距不宜大于100mm。点这免费下载施工技术资料

1.10 现浇楼板的混凝土强度等级不宜大于C30,特殊情况须采用高强度等级混凝土或高强度等级水泥时,要考虑采用低水化热的水泥和加强浇水养护,便于混凝土凝固时的水化热释放。

1.11 在预埋PVC电线管时,必须有一定的措施,PVC管要有支架固定,严禁两根管线交叉叠放,确须交叉时应采用专门设计的塑料接线盒,以防止塑料管在管线交叉对混凝土厚度削弱过多。在预埋电线管上部应配置钢筋网片,(4@100mm宽度600mm)。若用铁管作为预埋管时,宜采用内壁涂塑黑铁管,一方面既能保证黑铁管(不镀锌钢管)与混凝土的粘结力,同时也有利于穿线和不影响混凝土的计算高度。

2.12 后浇带处理

(1)后浇带应设置在对结构受力影响较小部位,一般应从梁、板的1/3跨部位通过或从纵横相交部位或门洞口的连梁处通过。后浇带间距不宜超过30m。(2)后浇带宽度为700mm~1000mm,板和墙钢筋搭接长度应不低于45d,且同一截面受力筋搭接不超过50%。梁、板主筋不宜断开,使其保持一定联系性。(3)后浇带浇筑时间不宜过早,以能将混凝土总降温及收缩变形完成一半以上时间为佳。从目前混凝土的收缩量来看,估计3~6月方能取得明显效果,最短不少于45天。后浇带浇筑时间应在主体封顶以后,方可有效地释放沉降的应力。

(4)后浇带中垃圾应清理干净,接缝应密实,新老混凝土界面用1:1水泥砂浆接浆。后浇带混凝土强度等级比原混凝土强度等级提高一级,且采用微膨胀混凝土,以防止新老混凝土界面产生裂缝。

(5)后浇带混凝土接缝宜设置企口缝,混凝土浇筑温度尽量与原老混凝土浇筑时温度一致。

(6)施工后浇带的施工应认真领会设计意图,制定施工方案,杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝,以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板,支柱拆除而导致梁板形成悬臂,造成变形。

四、裂缝的处理方法

1、表面修补法

适用于对承载能力没有影响的表面裂缝的处理,也适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。

1)表面涂抹水泥砂浆:将裂缝附近的混凝土表面凿毛,或沿裂缝凿成深15~20mm,宽150~200mm的凹槽,扫净并洒水湿润,先刷水泥净浆一层,然后用1:2的水泥砂浆分2~3层涂抹,总厚度控制在10~20mm左右,并用铁抹抹平压光。有防水要求时应用2mm厚水泥净浆及5mm厚1:2的水泥砂浆交替抹压4~5层,刚性防水层涂抹3~4小时后进行覆盖,洒水养护。在水泥砂浆中掺入占水泥重量1~3%的氯化铁防水剂,可起到促凝和提高防水性能的效果。为了使砂浆与混凝土表面结合良好,抹光后的砂浆面应覆盖塑料薄膜,并用支撑模板顶紧加压。

2)表面涂抹环氧胶泥:涂抹环氧胶泥前,先将裂缝附近80~100mm宽度范围内的灰尘、浮渣用压缩空气吹净,或用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并洗净,油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍,如表面潮湿,应用喷灯烘烤干燥、预热,以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好。若基层难以干燥,则用环氧煤焦油胶泥涂抹。涂抹时,用毛刷或刮板均匀蘸取胶泥,并涂刮在裂缝表面。

3)采用环氧粘贴玻璃布:玻璃布使用前应在碱水中煮沸30~60分钟,然后用清水漂净并晾干,以除去油脂,保证粘结。一般贴1~2层玻璃布。第二层玻璃布的周边应比下面一层宽10~12mm,以便压边。

4)表面涂刷油漆、沥青:涂刷前混凝土表面应干燥。

5)表面凿槽嵌补:沿混凝土裂缝凿一条深槽,槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等,表面作砂浆保护层。槽内混凝土面应修理平整并清洗干净,不平处用水泥砂浆填补,保持槽内干燥,否则应先导渗、烘干,待槽内干燥后再行嵌补。环氧煤焦油胶泥可在潮湿情况下填补,但不能有淌水现象。嵌补前先用素水泥浆或稀胶泥在基层刷一层,然后用抹子或刮刀将砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥嵌入槽内压实,最后用1:2水泥砂浆抹平压光。在侧面或顶面嵌填时,应使用封槽托板逐段嵌托并压紧,待凝固后再将托板去掉。点这免费下载施工技术资料

2、内部修补法

内部修补法是用压浆泵将胶结料压入裂缝中,由于其凝结、硬化而起到补缝作用,以恢复结构的整体性。这种方法适用于对结构整体性有影响,或有防水、防渗要求的裂缝修补。常用的灌浆材料有水泥和化学材料,可按裂缝的性质、宽度、施工条件等具体情况选用。一般对宽度大于0.5mm的裂缝,可采用水泥灌浆,对宽度小于0.5mm的裂缝,或较大的温度收缩裂缝,宜采用化学灌浆。

1)水泥灌浆:一般用于大体积混凝土结构的修补,主要施工程序是钻孔、冲洗、止浆、堵漏、埋管、试水、灌浆。钻孔采用风钻或打眼机进行,孔距l~1.5m,除浅孔采用骑缝孔外,—般钻孔轴线与裂缝呈30~45度斜角,孔深应穿过裂缝面0.5m以上,当有两排或两排以上的孔时,宜交错或呈梅花形布置,但应注意防止沿裂缝钻孔。冲洗在每条裂缝钻孔完毕后进行,其顺序按竖向排列自上而下逐孔冲洗。止浆及堵漏待缝面冲洗干净后,在裂缝表面用1:2的水泥砂浆或用环氧胶泥涂抹。埋管(一般用直径19~38mm的钢管作灌浆管,钢管上部加工丝扣)安装前应在外壁裹上旧棉絮并用麻丝缠紧,然后旋入孔中,孔口管壁周围的孔隙用旧棉絮或其它材料塞紧,并用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵,防止冒浆或灌浆管从孔口脱出。试水是用0.098~0.196MPa压力水作渗水试验,采取灌浆孔压水、排气孔排水的方法,检查裂缝和管路畅通情况,然后关闭排气孔,检查止浆堵漏效果,并湿润缝面以利于粘结。灌浆应采用425号以上的普通水泥,细度要求经6400孔/cm2的标准筛过筛,筛余量在2%以下,可使用2:1、1:1、0.5:1等几种水灰比的水泥净浆或1:0.54:0.3(即水泥:粉煤灰:水)的水泥粉煤灰浆,灌浆压力一般为0.294~0.491MPa,压浆完毕时浆孔内应充满灰浆,并填入湿净砂,用棒捣实,每条裂缝应按压浆顺序依次进行,当出现大量渗漏情况时,应立即停泵堵漏,然后继续压浆。

2)化学灌浆:化学灌浆能控制凝结时间,有较高粘结强度和一定的弹性,恢复结构整体性效果较好,适用于各种情况下的裂缝修补及堵漏、防渗处理。灌浆材料应根据裂缝性质、裂缝宽度和干燥情况选用。常用的灌浆材料有环氧树脂浆液(能修补缝宽0.2mm以下的干燥裂缝)、甲凝(能灌0.03~0.1mm的干燥细微裂缝)、丙凝(用于堵水、止漏及渗水裂缝的修补,能灌0.1mm以下的细裂缝)等。环氧树脂浆液具有粘结强度高、施工操作方便、成本低等优点,应用最广。灌浆操作主要工序是表面处理(布置灌浆嘴和试气)、灌浆、封孔,一般采取骑缝直接用灌浆嘴施灌,不用另外钻孔。配制环氧浆液时,应根据气温控制材料温度和浆液的初凝时间(1小时左右)。灌浆时,操作人员要戴上防毒口罩,以防中毒。

3、结构加固法

钢筋混凝土结构的加固,应在结构评定的基础上进行,加固的目的有结构强度加固、稳定性加固、刚度加固、抗裂性能加固四种。这四种加固之间既有联系又有区别,最常遇到的是结构强度加固(即结构补强)。结构加固可分为不改变结构受力图形和改变结构受力图形的两种方法,亦可分为非预应力加固和预应力加固两类。对结构或构件存在的强度(拉、压、弯、剪、扭、疲劳)、刚度(挠曲)、裂缝(由受力、温度、沉降、安装引起的)、稳定(由倾斜、偏歪、长细比过小、支撑不妥引起的)、沉降(由不均匀荷重或不均匀地基、淤泥层、大孔土地基、回填土等引起的)、使用(净空尺寸不够、吊车卡轨、振动、钢筋锈蚀,结构腐蚀)等方面的问题,要区分局部性还是全局性的,关键部位还是次要部位的,在分析了问题产生的主要原因后,分别根据处理的原则和界限,视工程具体情况和条件,有针对性地采取适当加固方法。

五、裂缝控制设计原则与措施

钢筋混凝土结构的裂缝是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害与无害的界限由结构使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。综合技术措施包括:合理选择结构形式,降低结构约束程度,对与水平构件梁、板、墙等采用中低强度级混凝土,加强构造配筋,如板顶部的受压区连续配筋,板的阳角及阴角配置放射筋,增加梁的腰筋间距200mm。优选有利于抗拉性能的混凝土级配,尽力减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径,降低含泥量及杂质含量。

 

选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。采取保温保湿的养护技术,尽量利用混凝土后期强度(60天)。对于超长结构可采取跳仓浇灌或后浇带方法施工。对于复杂的结构难免出现少量裂缝影响正常使用和耐久性.裂缝分为表面裂缝,浅层裂缝,纵深裂缝(深层裂缝),贯穿裂缝等。少量有害裂缝采用近代化学灌浆技术处理,满足设计使用和耐久性要求,不应因此降低工程质量评定标准。

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