關(guān)于大體積混凝土裂縫的探討

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摘要： 施工當(dāng)中難免遇到裂縫的 問題 ，一般人們首先想到的是結(jié)構(gòu)問題，但也不全是這樣。有時(shí)裂縫只是建筑表面的現(xiàn)象，它并不會 影響 結(jié)構(gòu)的安全。本文主要介紹裂縫的產(chǎn)生及防治。 

    關(guān)鍵詞： 大體積混凝土 裂縫 建筑裂縫 分析        一、     裂縫簡述：      施工當(dāng)中難免遇到裂縫的問題，一般人們首先想到的是結(jié)構(gòu)問題，但也不全是這樣。有時(shí)裂縫只是建筑表面的現(xiàn)象，它并不會影響結(jié)構(gòu)的安全。      二、     裂縫的形成：      （一）     墻體裂縫：     1、     沉降裂縫：     由于地基的不均勻沉降，使磚砌墻體表面產(chǎn)生一些不同性質(zhì)的裂縫。由于磚混結(jié)構(gòu)一般性裂縫（除嚴(yán)重開裂外）不危及結(jié)構(gòu)安全和使用，往往容易被人們忽視，致使這類裂縫屢次發(fā)生，形成隱患。當(dāng)?shù)卣鸺捌渌奢d作用下，容易引起提前破壞，所以應(yīng)采取有效措施減少和防止裂縫的產(chǎn)生。     1）     現(xiàn)象：     a、     斜裂縫一般發(fā)生在縱墻的兩端，多數(shù)裂縫通過窗口的兩個(gè)對角，裂縫向沉降較大的方向傾斜，并由下向上 發(fā)展 。由于橫墻剛度較大（門窗洞口較少），一般不會產(chǎn)生較大的相對變形，所以很少出現(xiàn)這類裂縫。裂縫多在墻體下部，向上逐漸減少，寬度下大上小，常常在房屋建成后不久就出現(xiàn)，其數(shù)量及寬度隨時(shí)間而逐漸發(fā)展。     b、     窗間墻水平裂縫。一般在窗間墻的上下對角處成對出現(xiàn)，沉降大的一邊裂縫在下，沉降小的一邊裂縫在上。     c、     豎向裂縫發(fā)生在縱墻中央的頂部和底層窗臺處，裂縫上寬下窄。當(dāng)縱墻頂層有鋼筋混凝土圈梁時(shí)，頂層中央頂部豎向裂縫則較少。     2）     原因分析：     a、     斜裂縫主要發(fā)生在軟弱土地基上，由于地基不均勻下沉，使墻體承受較大的剪切力，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度較差，施工質(zhì)量和材料強(qiáng)度不能滿足要求時(shí)，導(dǎo)致墻體開裂。     b、     窗間墻水平裂縫產(chǎn)生的原因是在沉降單元上部受到阻力，使窗間墻受到較大的水平剪力，而發(fā)生上下位置的水平裂縫。     c、     房屋低層窗臺下豎直裂縫，是由于窗間墻承受荷載后，窗臺墻起反梁作用，特別是較寬大的窗口或窗間墻承受較大的集中荷載情況下，窗臺墻因反向變形過大而開裂，由于凍脹作用而在窗臺處發(fā)生裂縫。     3）     預(yù)防措施：     a、     合理設(shè)置沉降縫。凡不同荷載（高差懸殊的房屋）、長度過大、平面形狀較為復(fù)雜，同一建筑物地基處理 方法 不同和有部分地下室的房屋，都應(yīng)從基礎(chǔ)開始分成若干部分，設(shè)置沉降縫，使其各自沉降，以減少或防止裂縫產(chǎn)生。沉降縫應(yīng)有足夠的寬度，操作中應(yīng)防止?jié)仓α簳r(shí)將斷開處澆在一起，或磚頭、砂漿等雜物落入縫內(nèi)，以免房屋不能自由沉降而發(fā)生墻體拉裂現(xiàn)象。     b、     加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度，提高墻體抗剪強(qiáng)度。由于上部結(jié)構(gòu)剛度較強(qiáng)，可以適當(dāng)調(diào)整地基的不均勻下沉。所以應(yīng)在基礎(chǔ)頂面及各樓層門窗口上部設(shè)置圈梁，減少澆水潤濕、改善砂漿各易性、提高砂漿飽滿度和磚層間的粘結(jié)（提高灰縫的砂漿飽滿度可以大大提高墻體的抗剪強(qiáng)度）。在施工臨時(shí)時(shí)間斷處盡量留置斜槎。當(dāng)留置直槎時(shí)，應(yīng)加拉接筋。     c、     加強(qiáng)地基探槽工作。對于較復(fù)雜的地基，在基槽開挖后應(yīng)進(jìn)行普遍釬探，等探出的軟弱部位進(jìn)行加固處理后，方可進(jìn)行基礎(chǔ)施工。     d、     寬大窗口下部應(yīng)考慮設(shè)混凝土梁以適應(yīng)窗臺反梁作用的變形，防止窗臺處產(chǎn)生豎直裂縫。為避免多層房屋底層窗臺下出現(xiàn)裂縫，除了加強(qiáng)基礎(chǔ)整體性外，也可以采取通長配筋的方法來加強(qiáng)。窗臺部位也不宜使用過多的半磚砌筑。     4）     治理方法：     對于墻體產(chǎn)生裂縫首先應(yīng)作好觀察工作，注意裂縫開展 規(guī)律 。對于非地震區(qū)一般性裂縫，如若干年后不再發(fā)展，則可以認(rèn)為不影響結(jié)構(gòu)安全使用，局部寬縫處，用砂漿堵抹即可。對于影響安全使用的結(jié)構(gòu)裂縫，應(yīng)進(jìn)行加固處理。對于因墻體原材料強(qiáng)度不夠而發(fā)生的裂縫，墻面可敷貼鋼筋網(wǎng)片，并配置穿墻壁拉筋加以固定，然后灌細(xì)石混凝土或分層抹水泥砂漿進(jìn)行加固。墻體裂縫的加固方法，應(yīng)結(jié)合裂縫性質(zhì)和嚴(yán)重程度，由設(shè)計(jì)部門提出。     2、     溫度裂縫：     1）     現(xiàn)象：     a、     八字縫出現(xiàn)在頂層縱墻的兩端（一般在 1-2個(gè)開間的范圍內(nèi)），嚴(yán)重時(shí)可發(fā)展至房屋1/3長度內(nèi)，有時(shí)在橫墻上也可能發(fā)生。裂縫寬度一般中間大，兩端小，當(dāng)外縱墻兩端有窗時(shí)，裂縫沿窗口對角方向裂開。    b、     水平裂縫。一般發(fā)生在平屋頂屋檐下或頂層圈梁 2-3皮磚的灰縫位置。裂縫一般沿外墻頂部斷續(xù)分布，兩端較中間嚴(yán)重，在轉(zhuǎn)角處，縱、橫墻水平還不夠相交而形成包角裂縫。    2）     原因分析：     a、     八字裂縫一般發(fā)生在平屋頂房屋頂層縱墻面上，這種裂縫往往在夏季屋頂圈梁、挑檐混凝土澆筑后，而保溫層未施工前，由于混凝土和磚砌體兩種材料線脹系數(shù)不同，在較大溫差情況下，縱墻因不能自由縮短而在兩端產(chǎn)生八字斜裂。無保溫屋蓋的房屋，經(jīng)過冬、夏氣溫的變化也容易產(chǎn)生八字裂縫。     b、     檐口下水平裂縫、包角裂縫以及在較長的多層房屋樓梯間處的豎直裂縫，產(chǎn)生的原因與上達(dá)原因相同。     3）     預(yù)防措施：     a、     合理安排屋面保溫層施工。由于屋面結(jié)構(gòu)施工完畢至作好保溫層，中間有一段時(shí)間間隔，因此屋面施工應(yīng)盡量避開高溫季節(jié)。屋面挑檐可采取分塊預(yù)制或留置伸縮縫，以減少混凝土伸縮對墻體的影響。     4）     治理方法：     與沉降裂縫治理相同。     3、     其它裂縫：     1）     現(xiàn)象：     a、     在較長的多層房屋樓梯間處，樓梯休息平臺與樓板鄰接部位發(fā)生的豎直裂縫。     b、     大梁底部的墻體（窗間墻），產(chǎn)生局部豎直裂縫。     2）     原因分析：     大梁下面墻局部豎直裂縫，主要由于未設(shè)梁墊或梁墊面積不足，磚墻局部承受荷載過大所引起的。此外，與磚和砂漿標(biāo)號偏低、施工質(zhì)量差也有關(guān)。     3）     預(yù)防措施：     a、     有大梁集中荷載作用于的窗間墻，應(yīng)有一定的寬度，梁下較小的窗間墻，施工中應(yīng)避免留腳手眼。     b、     有些墻裂縫具有地區(qū)性特點(diǎn)，應(yīng)同設(shè)計(jì)與施工部門，結(jié)合本地區(qū)氣候、環(huán)境和結(jié)構(gòu)形式、施工方法等，進(jìn)行綜合調(diào)查分析，然后采取措施，加以解決。     4）     治理方法：     與沉降裂縫治理相同。     （二）     混凝土裂縫：     對有些結(jié)構(gòu)按其所處條件的不同，允許存在一定寬度的裂縫。但施工中仍盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫，使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量。     裂縫按產(chǎn)生的原因有：由外荷載（包括施工和使用階段的靜荷載、動荷載）引起的裂縫；由變形（包括溫度、濕度變形、不均勻沉降等）引起的裂縫；由施工操作（如制作、脫模、養(yǎng)護(hù)、堆放、運(yùn)輸、吊裝等）引起的裂縫。     按裂縫的方向、形狀有：水平裂縫，垂直裂縫，橫向裂縫，縱向裂縫，斜向裂縫以及放射狀裂縫等。按裂縫深度有：貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。      1、     塑性裂縫：     1）     現(xiàn)象：     裂縫在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)，形狀很不規(guī)則且長短不一，互不連貫，類似干燥的泥漿面。大多在混凝土澆筑初期（一般在澆筑后 4小時(shí)左右），當(dāng)混凝土本身與外界氣溫相差懸殊，或本身溫度長時(shí)間過高（40℃以上），而氣候很干燥的情況下出現(xiàn)。塑性裂縫又稱龜裂，屬于干縮裂縫，出現(xiàn)普遍。    2）     原因分析：     a、     混凝土澆筑后，表面沒有及時(shí)覆蓋，受風(fēng)吹日曬，表面游離水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇的體積收縮，而此時(shí)混凝土早期強(qiáng)度很低，不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。     b、     使用收縮率較大的水泥，水泥用量過多，或使用過量的粉砂。     c、     混凝土水灰比過大，模板過于干燥。     3）     預(yù)防措施：     a、     配制混凝土?xí)r，應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率；同時(shí)，要振搗密實(shí)，以減少收縮量，提高混凝土抗裂度。     b、     澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕潤。     c、     混凝土澆筑后，對裸露表面應(yīng)及時(shí)用潮濕材料覆蓋，認(rèn)真養(yǎng)護(hù)。     d、     在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的天氣施工，混凝土澆筑后，應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，使其保持濕潤；大面積混凝土宜澆完一段，養(yǎng)護(hù)一段。此外，要加強(qiáng)表面的抹壓和養(yǎng)護(hù)工作。     e、     混凝土養(yǎng)護(hù)可采用表面噴氯偏乳液養(yǎng)護(hù)劑，或覆蓋濕草袋、塑料布等方法；當(dāng)表面發(fā)現(xiàn)微細(xì)裂縫時(shí)，應(yīng)及時(shí)抹壓，再覆蓋養(yǎng)護(hù)。     f、     設(shè)擋風(fēng)設(shè)施。     4）     治理方法：     a、     此類裂縫對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響不大，但傳統(tǒng)使鋼筋銹蝕，可在表面抹一層薄砂漿進(jìn)行處理。對于預(yù)制構(gòu)件，可在裂縫表面涂環(huán)氧膠泥或粘貼環(huán)氧玻璃布進(jìn)行封閉處理。     2、     干縮裂縫：     1）     現(xiàn)象：     裂縫為表面性，寬度較細(xì)。其走向縱橫交錯(cuò)，沒有規(guī)律。較薄的梁、板類構(gòu)件（或桁架桿件），多沿短向分布；整體性結(jié)構(gòu)多發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處；平面裂縫多延伸到變截面部位或塊體邊緣，大體積混凝土在平面部位較為多見，但側(cè)面也常出現(xiàn)，并隨濕度和溫度變化而逐漸發(fā)展。     2）     原因分析：     a、     混凝土成型后，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，受到風(fēng)吹日曬，表面水分散失快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化很小，收縮也小，因而表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，出現(xiàn)拉應(yīng)力，引起混凝土表面開裂，或者構(gòu)件水分蒸發(fā)，產(chǎn)生體積收縮受到地基或墊層的約束，而出現(xiàn)干縮裂縫。     b、     混凝土構(gòu)件長期露天堆放，表面濕度經(jīng)常發(fā)生劇烈變化。     c、     采用含泥量大的粉砂配制混凝土。     d、     混凝土經(jīng)過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層。     e、     后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件露天生產(chǎn)后長久為張拉等。     3）     預(yù)防措施：     a、     混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大；嚴(yán)格控制砂石含泥量，避免使用過量粉砂；混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，并注意對板面進(jìn)行抹壓，可在混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行二次抹壓，以提高混凝土抗拉強(qiáng)度，減少收縮量。     b、     加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。長期露天堆放的預(yù)制構(gòu)件，可覆蓋草簾、草袋，避免曝曬，并定期適當(dāng)灑水，保持濕潤。薄壁構(gòu)件則應(yīng)在陰涼地方堆放并覆蓋，避免發(fā)生過大濕度變化。     3、     干縮裂縫：      1）     現(xiàn)象：     表面溫度裂縫走向無一定 規(guī)律 性；梁板式或長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯(cuò)。深進(jìn)的和貫穿的溫度裂縫，一般與短邊方向平行或接近于平行，裂縫沿全長分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，一般在 0.5mm以下。裂縫寬度沿全長沒有太大的變化。溫度裂縫多發(fā)生在施工期間，縫寬受溫度變化 影響 較明顯，冬季較寬，夏季較細(xì)。沿?cái)嗝娓叨?，裂縫大多呈上寬下窗狀，但個(gè)別也有下寬上窄情況，遇上下邊緣區(qū)配筋較多的結(jié)構(gòu)，在時(shí)也出現(xiàn)中間寬兩端窄的梭形裂縫。    2）     原因 分析 ：     a、     表面溫度裂縫，多由于溫度較大。混凝土結(jié)構(gòu)，特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑后，在硬化期間放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。當(dāng)溫度產(chǎn)生非均勻的降溫時(shí)（如施工中注意不夠，過早拆除模板；冬季施工，過早除掉保溫層，或受到寒潮襲擊），將導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮，此時(shí)表面胺到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力（內(nèi)部降溫慢，受自約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力），而混凝土早期抗拉強(qiáng)度和彈性模量很低，因而出現(xiàn)裂縫（這種裂縫又稱為內(nèi)約束裂縫）。但這種溫差僅在表面處較大，離開表面就很快減弱。因此，裂縫只在接近表面較淺的范圍出現(xiàn)，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。     b、     深進(jìn)的和貫穿 的濁裂縫多由于結(jié)構(gòu)降溫差較大，受到外界的約束而引起的。當(dāng)大體積混凝土基礎(chǔ)、墻體澆灌在堅(jiān)硬地基（特別是巖石地基）或厚大的老混凝土墊層上時(shí)，沒有采取隔離層等放松約束的措施，如果混凝土澆灌時(shí)溫度很高，加上水泥水化熱的混凝土冷卻收縮，全部或部分地受到地基、混凝土墊層或其他外部結(jié)構(gòu)的約束，將傳統(tǒng)在混凝土澆筑后 2-3個(gè)月或更長時(shí)間出現(xiàn)，裂縫較深，有時(shí)是貫穿性的，將破壞結(jié)構(gòu)的整體性?；A(chǔ)工程長期不回填，受風(fēng)吹日曬或寒潮襲擊作用；框架結(jié)構(gòu)的梁、墻板、基礎(chǔ)梁，由于與剛度較大的柱、基礎(chǔ)連接，或預(yù)制構(gòu)件澆筑在臺座伸縮縫處，因溫度變形受到約束，降溫時(shí)也常出現(xiàn)這類裂縫。采用蒸氣養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件，混凝土降溫制度控制不嚴(yán)，降溫過速，或養(yǎng)生窯坑急劇揭蓋，使混凝土表面劇烈降溫，而受到肋部或胎模的約束，常導(dǎo)致構(gòu)件表面或肋部出現(xiàn)裂縫。    3）     預(yù)防措施：     a、     盡量選用低熱或中熱水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中摻適量粉煤灰；或利用混凝土的后期強(qiáng)度，降低水泥用量，以減少水化熱量。     b、     選用良好級配的骨料，并嚴(yán)格控制砂、石子含泥量，降低水灰比，加強(qiáng)振搗，以提高混凝土的密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度。     c、     在混凝土中摻加緩凝劑，減緩澆筑速度，以利于散熱，或摻木鈣、減水劑，以改善和易性，減少水泥用量。     d、     避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土；必須在熱天澆筑時(shí)，可采用冰水或深井涼水拌制混凝土，或設(shè)置簡易遮陽裝置，并對骨料進(jìn)行噴水預(yù)冷卻，以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。     e、     分層澆筑混凝土，每層厚度不大于 30厘米，以加快熱量散發(fā)，并使溫度分布均勻，同時(shí)也便于振搗密實(shí)。    f、     大體積混凝土適當(dāng)預(yù)留一些孔道，采取通冷水或冷氣降溫。     g、     大型設(shè)備基礎(chǔ)采取分塊分層間隔澆筑（間隔時(shí)間 5~7天）分塊厚度1~1.5m，以利水化熱散發(fā)和減少約束作用；或每隔20~30m留一條0.5~1.0m寬的臨時(shí)間斷縫，40天后再用干硬性細(xì)石混凝土澆筑，以減少溫度收縮應(yīng)力。    h、     澆筑混凝土后，表面應(yīng)及時(shí)用草袋、鋸末、砂等覆蓋，并灑水養(yǎng)生。深搞基礎(chǔ)可采取灌水養(yǎng)護(hù)（或在混凝土表面四周砌一皮磚進(jìn)行灌水養(yǎng)護(hù)）。夏季應(yīng)適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，使之緩慢降溫。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)采取保溫措施，以防寒潮襲擊。拆模時(shí)，塊體中部和表面溫差不宜大于 20℃，以防止急劇冷卻造成表面裂縫。基礎(chǔ)混凝土拆模后要及時(shí)回填。    i、     在巖石地基或較厚大的混凝土墊層上澆筑大體積混凝土?xí)r，可在巖石地基或混凝土墊層上澆瀝青膠并撒鋪 5mm厚或鋪二層瀝青油氈紙，以消除或減少約束作用。    j、     蒸汽養(yǎng)護(hù)構(gòu)件時(shí)，控制升溫速度不大于 25℃/小時(shí)，降溫速度不大于20℃/小時(shí)，并緩慢揭蓋，及時(shí)脫模，避免引起過大的溫度應(yīng)力。    4）     治理 方法 ：     a、     溫度裂縫對鋼筋銹蝕、碳化、抗凍融（有抗凍要求的結(jié)構(gòu)）、抗疲勞（對受動荷載構(gòu)件）等方面有影響，故應(yīng)采取措施治理?？梢圆捎猛績杀榄h(huán)氧膠泥或貼環(huán)氧玻璃布，以及抹、噴水泥砂漿等方法進(jìn)行表面封閉處理，對有防水、抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)，縫寬大于 0.1mm的深進(jìn)或貫穿性裂縫，應(yīng)根據(jù)裂縫可灌程度，采用灌水泥漿或化學(xué)漿液（環(huán)氧、甲凝或丙凝漿液）方法進(jìn)行裂縫修補(bǔ)，或者灌漿與表面封閉同進(jìn)采用。寬度不大于0.1mm的裂縫，由于后期水泥生成氫氧化鈣、硫酸鋁鈣等類物質(zhì)，能使裂縫自行愈合，可不處理或只進(jìn)行表面處理即可。    4、     不均勻沉陷裂縫：     1）     現(xiàn)象：     不均勻沉陷裂縫多屬貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，有的在上部，有的在下部，一般與地面垂直或呈 30°~45°角方向 發(fā)展 。較大的不均勻沉陷裂縫，往往上下或左右有一定的差距，裂縫寬度受溫度變化影響較小，因荷載大小而異，且與不均勻沉降值成比例。    2）     原因分析：     a、     結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面的地基未經(jīng)夯實(shí)和必要的加固處理，混凝土澆筑后，地基因沒水引起不均勻沉降。     b、     平臥生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件（如屋架、梁等），由于側(cè)向剛度較差，在弦、腹桿件或梁的側(cè)面常出現(xiàn)裂縫。     c、     模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動，以及過早拆模，也常導(dǎo)致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn)。     3）     預(yù)防措施：     a、     對松軟土、填土地基應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。     b、     避免直接在松軟土或填土上制作預(yù)制構(gòu)件，或經(jīng)壓夯實(shí)處理后作預(yù)制場地。     c、     模板應(yīng)支撐牢固，保證有足夠強(qiáng)度和剛度，并使地基受力均勻。拆模時(shí)間不能達(dá)早，應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行。     d、     構(gòu)件制作場地周圍應(yīng)作好排水措施，并注意防止水管漏水或養(yǎng)護(hù)水浸泡地基。     4）     治理方法：     不均勻沉陷裂縫對結(jié)構(gòu)的承載能力和整體性有較大的影響，因此，應(yīng)根據(jù)裂縫的嚴(yán)重程度，會同設(shè)計(jì)等有關(guān)部門對結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚恚ㄈ缭O(shè)鋼筋混凝土圍套、加鋼套箍等）。