裴云芳(甘肃省静宁县质监站,甘肃 静宁 743400)
浅谈现浇结构裂缝的成因与防治措施
裴云芳
(甘肃省静宁县质监站,甘肃 静宁 743400)
当前的工程建设中混凝土建筑的主体结构建造可能会采用现浇结构,这种结构的建筑具有较好的隔音效果,能够拓展建筑空间,其建筑平面能够灵活布置,因此得到了较为广泛的应用,但现浇结构建筑不可避免地存在裂缝问题,文中对现浇结构及其裂缝情况的基本现状进行分析,从内在角度探究其主要成因,从外在角度研究其产生的原因,最后提出有效的解决裂缝问题的防治办法。
现浇结构;裂缝防治;成因与对策
现浇结构出现裂缝的问题不可避免,但应当尽量将裂缝控制在安全范围内,裂缝过大将导致内部钢筋受潮锈蚀,最终引发安全隐患。为了减少安全事故的发生,避免人员与经济上的巨大损失,需从设计以及施工技术等方面入手,找到防止裂缝产生的方法与策略。
现浇结构技术日趋成熟,其应用前景越来越广泛,尤其是在北方地区,这一结构体系应用的范围逐渐扩大。在工程建设的过程中可以看出现浇结构建筑很可能出现裂缝现象,这种情况是无法避免的。无论是桥梁、楼板、墙体,还是梁、柱都可能会有一定程度的裂缝产生。虽然一般裂缝不会直接对结构造成破坏,但会影响建筑的使用寿命。很多城市已将裂缝这一工程问题列为通病质量的研究重点。在现行的相关规范中是允许现浇结构裂缝存在的,但是要以裂缝的宽度为依据,将裂缝分为有害与无害两种。建筑物如果出现裂缝应当及时采取对应措施进行处理,如果是无害裂缝,则应当对其予以控制,避免其发展为有害裂缝;如果是有害裂缝,则应当做好修补,避免其影响整个工程的质量。
图1 现浇结构裂缝
2.1设计方面
建筑师出于建筑采光和建筑造型的需要,单体布置凹凸转较多,这些外墙转角处应力集中形成薄弱环节,易受到混凝土收缩及温差变化产生裂缝;一些重要部位设计时未引起足够的重视以及交底不清等。
2.2施工方面
施工单位为赶进度,施工荷载过早施加、过早拆模等造成较大施工荷载和震动,使其产生裂缝;混凝土浇筑过程中板面负筋踩踏下沉,保护层过厚,引起板面开裂;未控制好混凝土抹压时间、混凝土养护不到位等。混凝土浇捣后,其在硬化过程和硬化后,由于水分消失,导致混凝土产生收缩并引起裂缝。
2.3材料方面
混凝土的主要成分包括石子(粗骨料)、砂子(细骨料)以及胶体(水泥石)等,在浇筑过程中混凝土还会掺杂部分没有搅开的粉团以及气泡。石子与胶体的结合位置通常容易出现裂缝,但一般浇筑结束后都会对混凝土建筑进行养护处理,所以其内部即使有裂缝也不会发生较大地变化,相对来说比较稳定。而当建筑物投入使用一段时间后,由于受到不同负荷与环境的影响,细小的裂缝可能会扩大化发展,最终导致建筑物的开裂。
另外,建筑物的裂缝也可能与浇捣的过程有关。浇捣过程需保证混凝土搅拌均匀,如果在浇筑过程中没有经过合理的振捣,那么将导致混凝土内的浆体漂浮而骨料下沉,凝固后浇筑表面会出现毛细孔道以及龟裂。浇水养护时表面会出现较快的泌水情况,最终引起裂缝,加之钢筋表面所覆有的混凝土保护层疏松,继而导致建筑物表面出现沉降性的裂缝。
裂缝产生原因具体可以依据其分类的不同来分析,主要有三个:一是砼收缩裂缝;二是温度裂缝;三是砼沉陷裂缝。
首先是砼收缩裂缝,也就是说裂缝的产生与砼即混凝土自身的性质有关。现浇结构施工要求混凝土有一定的和易性,因此需加水,加水量为水泥发生水化作用时需水量的四到五倍。在施工中这部分水会游离并蒸发,在砼的内部形成毛细孔,导致砼的收缩变形。除此之外,导致砼收缩的原因还有水泥的水化作用。砼收缩水平与养护环境的湿润程度、水泥种类、水泥配比、振捣情况、骨料规格等有关。
其次是温度裂缝,裂缝的发生还与砼内外的温度差有关。温度裂缝可分为两种:一是内约束裂缝,如果现浇结构的厚度较大,那么其凝固硬化的过程中就会释放较多的水化热,但过厚的结构又会使这些热量无法释放全部聚集在砼内部,实践发现建筑浇筑结束后的72h时砼内部的温度将达到最大。但与此同时,砼外部在不断的散热,由此加剧了内外的温度差。一般当温差不低于25℃时砼就会产生温度应力,如果砼的抗拉应力低于温度应力,那么就会导致裂缝的产生。二是外约束裂缝,这一裂缝问题产生于降温后,当砼均匀降温后,砼自身会发生收缩,但收缩的发生会受到老砼垫层与地基的约束,由此砼内部有拉应力产生,继而引起裂缝。外约束裂缝具有贯穿性,可能会对整体结构造成较大破坏。
最后是砼沉陷裂缝,这种裂缝与模板和地基有关。一方面,模板的刚度可能不符合建设需求,在施工中由于模板的底部发生松动或用于支撑的间距较大,因而降低了其稳定性导致沉降裂缝,也有可能因为拆模过早引起了混凝土的沉陷裂缝。另一方面,地基如果较为软弱或在施工前未经过加固处理,当砼浇筑导致地基浸水时,地基就会发生不均匀的沉降,最终导致裂缝产生。
4.1裂缝的预防
一是结构设计,要尽量缩小建筑的长宽比例,施工前对地基进行考察与处理,增加地基的强度,沉降缝与重点部位钢筋的设计也要充分考虑其合理性,并做到设计交底明确。二是材料的选择,首先要注意细骨料应当保证具有较粗的粒径,较少的含泥量,一般为中粗砂,保证空隙合理;粗骨料要选择粒径适中,硬度好,不掺杂有害物质的材料;水泥一般选用硅酸盐水泥,保证其水化热的水平较低;为了改善砼的和易性,还需加入外掺料,可选择减水剂与粉煤灰等。三是加强预拌砼的配合比管理,配比工作要根据浇筑环境、浇筑部位和施工季节的变化及时做出调整,且方案确定后要进行试验验证,保证配比的合理性。四是加强施工过程控制,砼浇筑工程中要保证振捣的均匀与有效,避免出现离析的情况;实行钢筋工值班制度,避免负筋踩踏下沉后产生板面开裂;根据预拌砼特点,施工现场应推广二次抹压施工工艺,加强现浇结构覆膜、浇水等养护工作,避免产生早期收缩裂缝;混凝土浇筑后应有必要的技术间歇时间,避免造成混凝土早期裂缝的开展;施工缝、后浇带必须严格按规范处理到位。五是模板施工,模板施工顺序、拆模时间都对建筑质量有影响,模板施工应有专人看护,防止出现胀模或者下沉的情况,拆模要注意尽量不要在混凝土水化热的峰值期进行作业,避免因温度差而造成的裂缝。
图2 裂缝修补处理
4.2裂缝的处理
裂缝的处理要视其严重性采取对应措施。目前建筑市场上比较常用和成熟的施工方法有以下四种:
表面处理法:如果表面裂缝很细很浅,深度尚未达到钢筋表层,一般用高标号的砂浆进行表面涂抹即可。如果表面裂缝贯通底部,出现漏水的情况,可通过在构件表面贴补防水片等方法来解决。
填充密实法:对中等宽度的处理,将裂缝处凿成凹槽再填充相应材料修补。当裂缝宽度小于0.3mm时,可采用专用的混凝土封堵材料来填充裂缝。
压力灌浆法又称注浆法:它不仅修补面层而且能通过压力将环氧树脂注射到混凝土的内部裂缝处,对裂缝进行粘结封闭和补强加固,此种方法处理效果好,应用范围广。
结构补强法:因外部因素造成的较大裂缝,严重影响使用,如不及时采取措施,会危及整个建筑物的安全。例如,外荷载超出设计的承载力、地震、爆炸、火灾等因素引起的裂缝,或由于钢筋锈蚀造成的构件承载力不足等原因引起的裂缝,通常采取结构补强法。具体可采用粘接钢板、钢箍、黏贴碳纤维等方法进行加固处理。无论是哪种处理方法都需做好善后处理,既保证修补的适用性,又能保证建筑的美观。
现浇结构裂缝的存在,不同程度的影响了建筑的使用功能和结构耐久年限。因此,采取有效措施防治现浇结构裂缝,从材料选择到施工设计都需进行细致考量,当裂缝产生时根据裂缝的严重程度予以及时处理,避免裂缝扩大化发展,最终影响建筑的质量与使用。
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TU452
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1673-0402(2015)10-0035-04
2015-07-24
裴云芳(1981-),女,工程师,主要从事建设工程质量监督管理工作。