摘要:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常見裂縫原因分析主要源自于:1、材料方面、2、地基變形、設(shè)計(jì)方面、結(jié)構(gòu)荷載方面、溫度應(yīng)力裂縫、溫度變形裂縫、徐變裂縫、施工方面等問題。針對(duì)以上問題做出相關(guān)防止措施。
關(guān)鍵詞:砼結(jié)構(gòu)裂縫 成因 防止措施
一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常見裂縫原因分析混凝土抗壓強(qiáng)度較高而抗拉強(qiáng)度很低,約為其抗壓強(qiáng)度的十分之一。當(dāng)結(jié)構(gòu)受力或溫度、濕度發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。
1.材料方面:有些構(gòu)件裂縫是由材料質(zhì)量引發(fā)的,如水泥安定性差,倆種水 泥混用,砂、石含泥量大,骨料粒徑過小,外加劑質(zhì)量差或加入量過大等。
2.地基變形:當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻下沉?xí)r,在結(jié)構(gòu)內(nèi)部必然產(chǎn)生極大的應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過構(gòu)件抗力時(shí),將不可避免地出現(xiàn)裂縫,裂縫的形狀、方向、寬度決定于地基變形的情況。
3.設(shè)計(jì)方面:構(gòu)造處理不當(dāng),主次梁交合處未設(shè)加強(qiáng)箍筋或附加吊筋;大截面梁未設(shè)腰筋;構(gòu)件斷面突變或開洞、留槽引起應(yīng)力集中等因素,均可導(dǎo)致構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)。
4.結(jié)構(gòu)荷載方面:結(jié)構(gòu)因承受荷載而產(chǎn)生裂縫的原因很多,施工中或使用中都可能出現(xiàn)。例如構(gòu)件早期受到震傷,拆除承重模板過早,施工荷載過大,構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí),墊木或吊點(diǎn)位置不當(dāng),預(yù)應(yīng)力張拉值過大或放張不規(guī)范等,均可能產(chǎn)生裂縫。較為常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下,出現(xiàn)不同程度的裂縫。早期微裂一般不易發(fā)現(xiàn),規(guī)范規(guī)定有些構(gòu)件允許出現(xiàn)寬度不大于0.3毫米的裂縫。但對(duì)裂縫寬度超過規(guī)范規(guī)定的,以及不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件出現(xiàn)裂縫,則應(yīng)屬于有害裂縫,須加以認(rèn)真分析,慎重處理。
5.溫度應(yīng)力裂縫:混凝土與一般物質(zhì)一樣,具有熱脹冷縮的物理性質(zhì),其線膨脹系數(shù)約為1×10-5/℃,當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí),就會(huì)產(chǎn)生溫度變形,在構(gòu)件受到約束不能自由變形時(shí),構(gòu)件內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力,當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),必將出現(xiàn)裂縫。常見的如現(xiàn)澆屋面板垂直于肋梁方向的裂縫,大體積混凝土表面裂縫、煙囪外壁的豎向裂縫等。
6.濕度變形裂縫:普通混凝土在空氣中硬結(jié)時(shí),體積會(huì)發(fā)生收縮,由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,在早期混凝土強(qiáng)度較低時(shí),混凝土收縮值最大。因此,若構(gòu)件早期養(yǎng)護(hù)不良,極易產(chǎn)生收縮裂縫。這類裂縫,在現(xiàn)澆剪力墻、水池底、壁等工程結(jié)構(gòu)中最為常見。
7.徐變裂縫:結(jié)構(gòu)構(gòu)件在內(nèi)應(yīng)力的作用下,除瞬時(shí)彈性變形外,其變形值隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象稱為徐變變形。據(jù)文獻(xiàn)記載受彎構(gòu)件由于徐變變形的作用,其長(zhǎng)期變形值可增強(qiáng)2-3倍,因變形量加大而使拉區(qū)混凝土承受拉應(yīng)力,造成裂縫的出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件因徐變會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失,降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。此類裂縫常見于受彎構(gòu)件的拉區(qū),其特征與承受荷載出現(xiàn)裂縫相同。
8.施工方面:由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多。如混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)不良或養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠;水灰比過大、水泥或外加劑加入量過大;攪拌時(shí)間不夠、振搗不實(shí);鋼筋表面污染、保護(hù)層過小或過大;任意留置施工縫且不按規(guī)定處理;后期施工擾動(dòng)前期混凝土;構(gòu)件內(nèi)外溫差大,未采取有效措施;在不宜施工的氣候條件下,勉強(qiáng)施工;冬季施工未采取防凍措施等。
二、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施
1.材料方面:
(1)水泥:根據(jù)工程條件不同,盡量選用水化熱較低、強(qiáng)度較高的水泥,嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥;
(2)骨料選用粒徑適當(dāng)、級(jí)配合理、無堿性反應(yīng)、有害物質(zhì)及含泥量符合規(guī)定的砂、石材料;
(3)外摻料宜摻入適量粉煤灰和減水劑等外加劑,超長(zhǎng)建筑物或構(gòu)建物可加入微膨脹劑,以改善混凝土工作性能,降低水泥用量和用水量,減少收縮。
2.混凝土配料、攪拌及澆筑:
(1)配合比設(shè)計(jì)應(yīng)盡量才有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確,攪拌時(shí)間應(yīng)保證。
(2)澆筑分層應(yīng)合理,振搗應(yīng)均勻、適度,不得隨意留置施工縫。
3.設(shè)計(jì)方面:(1)建筑平面造型在滿足使用要求的前提下,力求簡(jiǎn)單;控制建筑物的長(zhǎng)高比,增強(qiáng)整體剛度和調(diào)整不均勻沉降的能力;
(2)正確設(shè)置沉降縫、變形縫,位置和寬度選擇要適當(dāng),構(gòu)造要合理;
(3)磚混結(jié)構(gòu)底層窗臺(tái)下應(yīng)采用加筋砌體,洞口較寬的窗臺(tái)下宜設(shè)置鋼筋混凝土梁,以防止窗臺(tái)因地基沉降產(chǎn)生豎向裂縫;
(4)構(gòu)件配筋要合理,間距要適當(dāng)。斷面較大的梁應(yīng)設(shè)置腰筋。大跨度、較厚的現(xiàn)澆板,上面中心部位宜配置構(gòu)造鋼筋。主梁在集中應(yīng)力處,宜加設(shè)抗剪鋼筋。
4.施工方面:
(1)加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收,復(fù)雜地基,應(yīng)做補(bǔ)充勘探。異常地基處理必須謹(jǐn)慎,盡可能使其處理后的承載力與本工程正常地基承載力相同或相近;
(2)合理設(shè)置后澆帶。具體要求可由設(shè)計(jì)單位確定;
(3)加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,當(dāng)柱、墻等構(gòu)件澆水養(yǎng)護(hù)有困難或不能保證其表面濕潤(rùn)時(shí),應(yīng)采用覆蓋保溫材料等做法,以減少混凝土的收縮變形;
(4)大體積混凝土施工,應(yīng)做好溫度測(cè)控工作,采取有效的保溫措施,保證構(gòu)件內(nèi)外溫差不超過過規(guī)定(25℃);
(5)鋼筋綁扎位置要正確,保護(hù)層厚度準(zhǔn)確,鋼筋表面應(yīng)清潔,鋼筋代換必須考慮對(duì)構(gòu)件抗裂性能的影響。