摘要在現(xiàn)代的環(huán)保工程中,對鋼筋混凝土構(gòu)筑物裂縫的問題越來越重視。要想有效的控制混凝土裂縫問題,要從設(shè)計和施工兩方面解決。主要介紹裂縫的產(chǎn)生和控制。
關(guān)鍵詞鋼筋混凝土;構(gòu)筑物;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。但是對于給水排水工程構(gòu)筑物對裂縫的要求就很嚴(yán)格。我是一直從事一些環(huán)保方面的構(gòu)筑物設(shè)計工作,對混土貯水或水質(zhì)凈化處理等構(gòu)筑物,當(dāng)在組合作用下構(gòu)件截面處于受拉或小偏心受拉(全面處于受拉)狀態(tài)時,應(yīng)按不出現(xiàn)裂縫控制。對于污水處理構(gòu)筑物、水塔的水柜最大裂縫寬度限值w max為0.20mm。在設(shè)計和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。
以下主要從干縮裂縫與不均勻沉降裂縫兩方面,分別介紹現(xiàn)象、原因分析預(yù)防措施和治理方法。
1干縮裂縫
1.1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。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)。沿斷面高度,裂縫大多呈上寬下窄狀,但個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),在時也出現(xiàn)中間寬兩端窄的梭形裂縫。
1.2原因分析
1)表面溫度裂縫,多由于溫度較大�；炷两Y(jié)構(gòu),特別是大體積混凝土澆筑后,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(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,此時表面受到內(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。
2)當(dāng)大體積混凝土基礎(chǔ)、墻體澆灌在堅硬地基(特別是巖石地基)或厚大的老混凝土墊層上時,沒有采取隔離層等放松約束的措施,如果混凝土澆灌時溫度很高,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個月或更長時間出現(xiàn),裂縫較深,有時是貫穿性的,將破壞結(jié)構(gòu)的整體性。基礎(chǔ)工程長期不回填,受風(fēng)吹日曬或寒潮襲擊作用。
1.3預(yù)防措施
1)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度,降低水泥用量,以減少水化熱量。
2)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,加強振搗,以提高混凝土的密實性和抗拉強度。
3)在混凝土中摻加緩凝劑,減緩澆筑速度,以利于散熱,或摻水鈣、減水劑,以改善和易性,減少水泥用量。
4)避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土;必須在熱天澆筑時,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。
5)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,同時也便于振搗密實。
6)澆筑混凝土后,表面應(yīng)及時用草袋、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)時問,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,塊體中部和表面溫差不宜)大于20攝氏度,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回填。
7)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。
8)蒸汽養(yǎng)護(hù)構(gòu)件時,控制升溫速度不大于25℃/小時,降溫速度不大于20℃/小時,并緩慢揭蓋,及時脫模,避免引起過大的溫度應(yīng)力。
2不均勻沉陷裂縫
2.1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。
2.2原因分析
1)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面的地基未經(jīng)夯實和必要的加固處理,混凝土澆筑后,地基因沒水引起不均勻沉降。
2)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)。
2.3預(yù)防措施
1)對松軟土、填土地基應(yīng)進(jìn)行必要的夯實和加固。
2)避免直接在松軟土或填土上制作預(yù)制構(gòu)件,或經(jīng)壓夯實處理后作預(yù)制場地。
3)模板應(yīng)支撐牢固,保證有足夠強度和剛度,并使地基受力均勻。拆模時間不能過早,應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行。
4)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。
另外在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中也可以采取控制措施,通過我這幾年所做工程得經(jīng)驗來看,在設(shè)計污水處理構(gòu)筑物時,壁厚也是影響構(gòu)筑物裂縫得一個因素,如果壁厚小于200mm,在施工時振搗難度大,容易出現(xiàn)小裂縫,導(dǎo)致構(gòu)筑物滲漏。因此設(shè)計時壁厚不得小于200mm。
現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫是工程常見的質(zhì)量通病,只有在設(shè)計過程中針對各影響因素考慮全面、細(xì)致,嚴(yán)格遵守設(shè)計規(guī)范,才能大大減少現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板產(chǎn)生裂縫的可能。
