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探析水工混凝土裂缝成因及处理

2017-08-29 05:51

摘要：根据作者从事水利水电工程施工的经验,分析并总结了水工建筑施工中混凝土裂缝的几种类型、成因形式及危害,并提出了相关的预防措施及处理裂缝的相关建议和方法。

关键词：水工建筑 混凝土裂缝 成因 预防措施
　　
　　一、引言
　　在水利水电工程施工中,混凝土是工程中使用最普遍,用量广泛的一种混合材料。虽然使用率高,但混凝土均匀性差,离散性大,特别容易产生裂缝的特性,是长期困扰着工程技术人员的难题。作者根据自己多年的施工经验,总结了水工建筑物的混凝土裂缝主要有以下几种:
　　1.收缩裂缝。混凝土微观裂缝一般肉眼看不到,它是内部固有的一种裂缝,也是不连贯的。宽度在0.05mm以下这种混凝土本身固有的微观裂缝,在荷载不超过设计规定的情况下视为无害。但宏观裂缝则要认真分析判断其形式。宏观裂缝一般则认为是宽度大于0.05mm以上的裂缝。收缩裂缝:即在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。收缩裂缝多为规则的条状,很少交叉,常发生在结构的变截面处,往往与受力钢筋平行。这种裂缝多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等块体构件,危害较大,尤其是暴露在大气中的构筑物影响更大。如不加以防止,很可能会造成严重后果。
　　2.超载裂缝。即混凝土构件超载使用时,造成变形、受力不均等原因产生的裂缝,一般均发生在构件受力弯矩最大的部位,成条状,但分布不像收缩裂缝那样均匀,扩展方向也相反,一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。产生超载裂缝的原因,往往是在施工中构件上受到了不适当的施工荷载或者上部建筑物过早施工。
　　3.沉降裂缝。即因地基差异沉降或构件结合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝,多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直,或成30°～40°角方向发展,宽度因荷载大小而异,与沉降值成比例。沉降裂缝危害极大,并且很难处理。因此在设计上必须采取有效措施,在先期探测、施工和使用过程中斗要加强观测和巡视。

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　　4.温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
　　二、预防混凝土裂缝的方法
　　1.设计方面。在设计上要注意到那些容易开裂的部位,如深基与浅基、高低跨处等,应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节,在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且在浇筑方便的情况下,钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。
　2.施工方案与预防方面。采取良好的施工方案与预防措施,对控制混凝土裂缝着很大的关系。施工方案主要应确定一定的浇筑量,施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外,分层位置即水平施工缝设留位置也应加以注意。一般来说,应尽量留在变截面处,或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受拉区,确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工,则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。
　　3.施工质量方面。由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上,如果在施工阶段控制住了裂缝,则在使用阶段开裂的可能性也就小了。因此,施工阶段是裂缝预防的主要阶段,在施工阶段要注意以下几个问题:混凝土要有合适的配合比,选择合适的配合比,不仅要满足强度要求、施工要求,还要考虑从防止产生裂缝的需要出发。适当的选择好水灰比,在满足强度的原则下,尽可能减少水泥用量。钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固,以免施工中发生变形。钢筋上的污物和氧化层要清除,以免影响黏结力。浇筑和振捣操作要合理,特别是振捣操作技术往往不被人们所重视。振捣不足就无法保证混凝土应有的密实度,过分的振捣则对水泥混凝土均匀有害,要恰到好处。