鋼筋混凝土梁裂縫的防治措施

葉炳鈺 朱建忠

（1、嘉興市建管局，浙江 嘉興 314000 2、浙江嘉宇工程管理有限公司，浙江 嘉興 314000）

1 前言

構(gòu)件在使用過(guò)程中受年溫差的長(zhǎng)期作用，當(dāng)溫差的脹縮應(yīng)力大于構(gòu)件極限抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)裂縫。構(gòu)件裂縫的因素是多方面的，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基沉降差異、施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、環(huán)境影響等，無(wú)論何種原因產(chǎn)生的裂縫，都會(huì)給建筑物肢體結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。

2 裂縫的部位

2.1 梁受拉區(qū)裂縫

由于澆筑混凝土?xí)r施工管理不善，使用了低劣的鋼筋，造成梁受拉鋼筋強(qiáng)度不足。施工中，提前拆模、施工荷載超過(guò)設(shè)計(jì)荷載或混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)規(guī)定，以及使用不當(dāng)，使用荷載大大超過(guò)原設(shè)計(jì)荷載，使梁受拉區(qū)產(chǎn)生裂縫。梁受拉區(qū)產(chǎn)生的裂縫一般采用水泥漿封閉，防止鋼筋銹蝕，再根據(jù)具體情況做補(bǔ)強(qiáng)加固處理。

2.2 梁在支座附近的斜裂縫

梁的混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，抗剪鋼筋不足，箍筋沒(méi)有增加，也有的因超載，提前拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值，造成的抗剪能力低而產(chǎn)生剪切裂縫。應(yīng)先用粘結(jié)漿液壓注處理，再進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，確保梁的使用安全。

2.3 梁受壓區(qū)裂縫

梁的高度小，有的梁沒(méi)有抗裂驗(yàn)算，混凝土振搗不夠密實(shí)，梁長(zhǎng)期在年溫差和日溫差作用下產(chǎn)生溫差變形及長(zhǎng)期處于干燥狀態(tài)的環(huán)境中干縮變形，梁在溫差和干縮的綜合作用下裂縫?？p上寬下窄，有貫穿的，不貫穿的。裂縫長(zhǎng)度為梁高的3/5～4/5，梁底部不裂，這種裂縫可用水泥砂漿壓注、粘結(jié)密封裂縫和補(bǔ)強(qiáng)。

3 裂縫形成原因

鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫的原因很復(fù)雜，主要有：材料或氣候因素、施工不當(dāng)、設(shè)計(jì)和施工錯(cuò)誤、改變使用功能或使用不合理等。通?？蓺w納為以下幾種。

3.1 收縮裂縫。混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時(shí)，如干燥過(guò)快，則產(chǎn)生收縮裂縫，通常發(fā)生在表面上，裂縫不規(guī)則，寬度小。

3.2 水泥水化硬化時(shí)的裂縫。水泥在水化及硬化的過(guò)程中，散發(fā)大量熱量，使混凝土內(nèi)外部產(chǎn)生溫差，超過(guò)一定值時(shí)，因混凝土的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。

3.3 溫變裂縫。水泥在硬化期間，混凝土表面與內(nèi)部溫差較大，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，受到內(nèi)部混凝土的約束，而出現(xiàn)裂縫。

3.4 設(shè)計(jì)欠周全。如鋼筋混凝土梁的截面不夠，梁的跨度過(guò)大，高度偏小，或者由于計(jì)算錯(cuò)誤，受力鋼筋截面偏小、配筋位置不當(dāng)、節(jié)點(diǎn)不合理等，都會(huì)導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。

3.5 施工質(zhì)量造成的裂縫

由于混凝土標(biāo)號(hào)偏低、受力鋼筋截面偏小、截面尺寸不符合設(shè)計(jì)等而導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)裂縫；由于施工不當(dāng)、模板支撐下沉，或過(guò)早拆除底模和支撐等形成的裂縫；由于施工控制不嚴(yán)，在梁上超載堆荷，而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

3.6 預(yù)制鋼混凝土梁在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中，由于支撐不合理、吊點(diǎn)位置不符，以及較大的振動(dòng)或沖擊荷載，也會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫。

3.7 在使用過(guò)程中，改變?cè)瓉?lái)的使用功能，如將辦公室改為倉(cāng)庫(kù)、屋面加層、使用不當(dāng)、增大梁上荷載等均會(huì)出現(xiàn)裂縫。

4 混凝土裂縫發(fā)生的控制措施

混凝土裂縫發(fā)生與組成混凝土的水泥、凈砂、石子、摻加劑等原材料有關(guān)，也與澆筑后混凝土的保溫保濕的養(yǎng)護(hù)措施有關(guān)。

4.1 原材料的質(zhì)量控制

4.1.1 水泥：在混凝土路面及大體積混凝土施 中，水化熱引起的溫升較高，降溫幅度大，容易引起溫度裂縫。為此，在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥，盡量降低單位水泥使用量。

4.1.2 粗骨料：在鋼筋混凝土施工中，粗骨料的最大尺寸與結(jié)構(gòu)物的配筋、混凝土的澆灌工藝有關(guān)，增大骨料粒徑可減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少，但骨料粒徑增大容易引起混凝土的離析，因此，必須調(diào)整好級(jí)配設(shè)計(jì).并在施工中加強(qiáng)振搗。

對(duì)于粒徑5～40mm的石子，要求針片狀少，超規(guī)少，顆粒級(jí)配符合篩分曲線要求，這樣可避免堵泵，減少砂率、水泥用量.提高混凝土強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用粒徑5-40mm 石子比采用粒徑5～25mm 石子每立方米混凝土減少用水量l5kg左右：在相同水灰比情況下，每立方米混凝土水泥用量減少20kg左右 (水灰比0.709)，同時(shí)降低了混凝土的溫升；當(dāng)粒徑5Omm 石子滿足篩分曲線要求時(shí)，其砂率控制在42%左右即可滿足泵送要求。

4.1.3 細(xì)骨料：采用中粗砂比采用細(xì)砂每立方米混凝土減少用水量20kg左右，水泥相應(yīng)減少28kg左右，從而降低混凝土的干縮。

4.1.4 砂石料的含泥量控制：砂石含泥量超標(biāo)，不僅增加混凝土的干縮，同時(shí)降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，對(duì)混凝土的抗裂十分不利，因此，在路面混凝土及大體積混凝土施工中.石子含泥量應(yīng)

4.1.5 摻加塊石：在大體積混凝土基礎(chǔ)施工中，摻加無(wú)裂縫的、沖洗干凈、規(guī)格為l50～250mm的堅(jiān)固大石塊，不僅可減少混凝土的總用量，又可減少單位水泥用量，從而降低水化熱。同時(shí)，石塊本身也吸收熱量，使水化熱進(jìn)一步降低，對(duì)控制裂縫有利。如在濱河路防洪堤施工中，基礎(chǔ)混凝土摻人l5% 的塊石.使得基礎(chǔ)混凝土裂縫出現(xiàn)極少。

4.2 混凝土配合比的選定

混凝土原料的配合比應(yīng)根據(jù)工程的要求，如防水、防滲、防氣、防射線等進(jìn)行認(rèn)真分析，選擇最優(yōu)方案?；炷恋乃冶葢?yīng)在滿足強(qiáng)度要求及泵送工藝要求條件下盡可能降低。

(1)摻合料：混凝土中摻人粉煤灰不僅能替代部分水泥.而且粉煤灰顆粒成球狀，可起潤(rùn)滑作用，能改善混凝土的工作性和可泵性，且可明顯降低混凝土水化熱。

(2)外加劑：為了滿足送到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土具有l(wèi)1～l3cm 坍落度，若只增加水泥使用量，則會(huì)加劇混凝土干燥收縮，明顯增大混凝土水化熱，易引起開(kāi)裂。因此，除了調(diào)整級(jí)配外，可摻入適量的減水劑。

4.3 利用混凝土的后期強(qiáng)度

對(duì)于大體積混凝土可以利用后期強(qiáng)度，如60d、90d、120d 強(qiáng)度，即允許工程在60d、90d 或120d 達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度.這樣可以減少水泥用量，減少水化熱和收縮，從而減少裂縫。

4.4 混凝土的澆灌振搗技術(shù)

混凝土的澆灌振搗技術(shù)對(duì)混凝土密實(shí)度很重要，最宜振搗時(shí)間為10～30s。泵送流態(tài)混凝土同樣需要振搗，大體積混凝土在澆灌振搗中會(huì)產(chǎn)生大量的泌水，應(yīng)及時(shí)排除，有利于提高混凝土質(zhì)量和混凝土抗裂性。

4.5 大體積混凝土施工過(guò)程中的溫度控制

在大體積混凝土施工過(guò)程中為了減少混凝土的內(nèi)外溫差，一方面應(yīng)盡可能減少入模溫度。另一方面應(yīng)采取保溫養(yǎng)護(hù)。以減少內(nèi)外溫差。澆筑體的混凝土緩慢降溫是重要環(huán)節(jié)，越慢越好，為混凝土創(chuàng)造充分應(yīng)力松弛的條件，與此同時(shí)還要在養(yǎng)護(hù)中使混凝土保持良好的潮濕狀態(tài)，這對(duì)增加混凝土強(qiáng)度和減少收縮是十分有利的。

4.6 混凝土的拆模時(shí)間

混凝土的拆模時(shí)間可根據(jù)工程部位具體情況(工序要求、施工荷載狀況)確定，應(yīng)盡可能地多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間。拆模后混凝土表面的溫度下降幅度不應(yīng)>15℃。

4.7 混凝土基礎(chǔ)工程拆模后及時(shí)回填土

及時(shí)回填土是控制早期、中期開(kāi)裂的有力措施。土是混凝土養(yǎng)護(hù)的最佳介質(zhì)，施工經(jīng)驗(yàn)表明，遲遲不回填土的暴露工程裂縫最多。

5 結(jié)束語(yǔ)

混凝土梁產(chǎn)生的裂縫的原因很多，分析也比較復(fù)雜，以上僅是對(duì)混凝土梁裂縫的原因進(jìn)行了初步分析，在現(xiàn)場(chǎng)施工中要根據(jù)不同的情況，不同的施工方法，有效的控制混凝土梁的裂縫的產(chǎn)生，以預(yù)防為主，避免混凝土梁裂縫影響結(jié)構(gòu)使用。

[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002，3.

[2]混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1994年4月第一版.