變電站建筑結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制的分析

李燕良

（鶴山市電力設(shè)計(jì)有限公司　廣東　鶴山　529700）

變電站建筑結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制的分析

李燕良

（鶴山市電力設(shè)計(jì)有限公司廣東鶴山529700）

電力，被喻為“城市發(fā)展的血脈”，變電站作為其中的樞紐，其重要性不言而喻。如何讓變電站安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，這需要從變電站在建設(shè)的過程中預(yù)防。裂縫是在變電站建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工中存在的主要問題之一，要從裂縫產(chǎn)生的根本原因入手，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，對(duì)裂縫進(jìn)行有效地處理。這樣，可以減少裂縫的產(chǎn)生，提高建筑的質(zhì)量。

變電站；建筑結(jié)構(gòu)；裂縫控制

1　引言

至2015年在鶴山地區(qū)110kV變電站共有13座，其中有5座變電站發(fā)生有細(xì)微裂縫，1座較為嚴(yán)重裂縫，需要進(jìn)行綜合分析后，變電站建筑結(jié)構(gòu)的混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因有兩種：①由于外荷載引起的，外荷載過大，相應(yīng)的對(duì)混凝土的應(yīng)力就會(huì)過大而產(chǎn)生裂縫；②溫度、收縮和不均勻的沉降所引起的裂縫。如果從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，由于裂縫的存在會(huì)導(dǎo)致內(nèi)鋼筋缺少混凝土的保護(hù)容易引起銹蝕，建筑物滲水、漏水，程度嚴(yán)重就會(huì)影響站內(nèi)設(shè)備的安全運(yùn)行，對(duì)工作人員的生命和站內(nèi)設(shè)備造成嚴(yán)重的損失。所以，要對(duì)變電站建筑結(jié)構(gòu)幾種典型的混凝土裂縫的產(chǎn)生進(jìn)行詳盡的分析，并根據(jù)實(shí)際的情況采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

2　變電站建筑結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和預(yù)防的措施

2.1現(xiàn)澆樓板裂縫

2.1.1現(xiàn)澆樓板板角裂縫的原因

在變電站建筑結(jié)構(gòu)中的陽(yáng)角部位裂縫的現(xiàn)象具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①出現(xiàn)在建筑物陽(yáng)角的部位，裂縫和縱、橫框架梁成45°；②大部分都出現(xiàn)在竣工驗(yàn)收后半年左右人員活動(dòng)很少的房間。出現(xiàn)這個(gè)問題的原因是：變電站的部分房屋的門窗長(zhǎng)期緊閉，相對(duì)的濕度比較低，混凝土處在干燥的環(huán)境中，會(huì)引起混凝土的收縮開裂。

2.1.2預(yù)防現(xiàn)澆樓板板角裂縫的措施

為了預(yù)防容易產(chǎn)生的板角裂縫，應(yīng)當(dāng)采取以下的幾項(xiàng)措施：①應(yīng)當(dāng)使用收縮量比較小的混凝土；②在混凝土澆筑完成后，應(yīng)當(dāng)維持屋里面的相對(duì)的濕度和屋子外面的濕度大致上相同；④在陽(yáng)角的部位混凝土板中，應(yīng)用雙層和雙向小直徑鋼筋，達(dá)到抗收縮能力。這樣就可以對(duì)現(xiàn)澆樓板板角裂縫做到很好的預(yù)防。

2.2屋面連續(xù)梁的裂縫

2.2.1屋面連續(xù)梁的裂縫的原因

往往是在梁側(cè)的中間處而且裂縫較大，但梁底和梁面則很細(xì)甚至觀察不到，天面橫向框架梁及次梁在支座處梁面及梁兩側(cè)出現(xiàn)垂直裂縫。裂縫寬度在0.2～0.5mm。裂縫沿梁截面高度呈上寬下窄狀。為表面裂縫，基本未貫穿梁底.出現(xiàn)這個(gè)問題的原因是：在長(zhǎng)時(shí)間未鋪隔熱磚的情況下，梁頂、梁底溫差造成溫度彎矩與梁支座處由荷載引起的彎矩同向疊加，而設(shè)計(jì)時(shí)，未有考慮溫差作用，鋼筋配置不足，從而產(chǎn)生裂縫。

2.2.2預(yù)防屋面連續(xù)梁的裂縫的措施

根據(jù)具體工程尤其是我國(guó)南方氣候特點(diǎn)作相應(yīng)的加強(qiáng)調(diào)整，以預(yù)防和控制梁側(cè)的溫差和收縮裂縫，建議作如下配置：①天面縱向的梁及各層框架平面柱外的梁，每側(cè)沿高度每隔200mm設(shè)Iφ14構(gòu)造腰筋，其它部分的梁側(cè)沿高每隔250mm設(shè)Iφ14縱向構(gòu)造腰筋。②天面鋪設(shè)隔熱磚，避免建筑表面長(zhǎng)期暴曬，減少屋面溫度劇烈變化。

2.3基礎(chǔ)沉陷裂縫

2.3.1基礎(chǔ)沉陷裂縫的原因

①在砌體單薄應(yīng)力集中的地方，如果在窗腳的地方發(fā)現(xiàn)45°的裂縫，在頂層產(chǎn)生的裂縫嚴(yán)重，在下面相同的地方都會(huì)產(chǎn)生一樣的裂縫。②由于不均衡的沉降造成的裂縫，在沉降比較大的部位，兩側(cè)的砌體有相反方向的裂縫。④在不均衡沉降的位置會(huì)有斜裂縫，頂層下面會(huì)變輕。⑤在不均衡的位置有比較大的位移的時(shí)候，造成砌體的斜裂縫之外，在梁的兩端和柱子的上下都會(huì)有裂縫的產(chǎn)生。⑤在相對(duì)沉降比較大的柱位，砌體和柱子的連接處會(huì)產(chǎn)生垂直錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象。

2.3.2預(yù)防沉陷裂縫的措施

對(duì)于軟土、填土地基，對(duì)上部結(jié)構(gòu)施工之前，要進(jìn)行夯實(shí)和加固。保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，支撐很牢固，地基受力均勻。避免混凝土在澆灌的過程中地基被水浸泡。模板拆除應(yīng)當(dāng)注意拆模的先后次序，時(shí)間不應(yīng)當(dāng)過早。

2.4大體積主變基礎(chǔ)的溫度裂縫

2.4.1溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因

100kg水泥可使混凝土內(nèi)部升高10℃左右，加上混凝土的入模溫度，在2～3d內(nèi)，混凝土內(nèi)部溫度可達(dá)50～80℃。當(dāng)混凝土每升高或降低10℃，混凝土?xí)a(chǎn)生0.01%的線膨脹或收縮。經(jīng)驗(yàn)表明，在無(wú)風(fēng)天氣，混凝土表面溫度與環(huán)境氣溫之差大于25℃時(shí)，即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫，這就是大體積混凝土表面需要及時(shí)覆蓋保濕保溫養(yǎng)護(hù)的原因。

2.4.2預(yù)防溫度裂縫主要的處理措施

在施工的過程中，應(yīng)當(dāng)盡量使用礦渣和粉煤灰這樣的中低熱水泥，降低水泥的使用量，不能超過450kg/m3。要完善骨料的級(jí)配，用一些方式降低水泥的用量，減少水化熱，混合的粉煤灰或者高效的減水劑。在混凝土中，混合特定量的外加劑，可以有效地改善具有流動(dòng)性和保水性的拌合物，延遲熱峰產(chǎn)生的時(shí)間?；炷恋慕Y(jié)構(gòu)尺寸和大體積混凝土的溫度成正相關(guān)的關(guān)系。因此，應(yīng)當(dāng)有效地組織施工的程序，分層澆筑，加大散熱。要及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行冷卻，監(jiān)測(cè)溫度情況。在混凝土澆筑之前，減低約束，最好在基巖或者舊的混凝土上添加5mm厚的材料，用砂墊層或用一些涂刷材料。在混凝土澆筑后，要及時(shí)地遮蓋草簾，做好灑水工作，推遲養(yǎng)護(hù)的時(shí)間。在冬天，預(yù)防寒潮做好保溫措施。

2.5混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫的原因及控制措施

2.5.1產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫的原因

水泥水化熱是引起裂縫的主要因素。應(yīng)當(dāng)降低水泥水化熱，選用低熱、中熱水泥減少水化熱，減少水泥用量降低混凝土水化熱，通過選擇合適的配比，摻入適量的減水劑實(shí)現(xiàn)。用“雙摻”的技術(shù)有效降低水化熱。塑性坍落，由于集料的沉淀、浮漿過于多，解決的措施就是減少泌水、引入空氣或者重復(fù)進(jìn)行振搗。由于浮漿比較多、快速失水、鋼筋混凝土板保護(hù)層薄引起收縮裂縫。

2.5.2結(jié)構(gòu)性裂縫的控制措施

要改善早期的養(yǎng)護(hù)條件。預(yù)防干縮裂縫，在施工的過程中，控制好混凝土的用水量，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)條件，延長(zhǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，合理設(shè)置收縮縫。控制直接應(yīng)力裂縫的措施。全面系統(tǒng)地分析結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，用多種方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的計(jì)算，相互地校核，做到全面的說(shuō)明。在施工單位施工的過程中，對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行復(fù)核的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)首先弄清楚設(shè)計(jì)的目的，按照設(shè)計(jì)施工規(guī)范進(jìn)行施工，做好使用階段的養(yǎng)護(hù)工作。

2.6混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫的成因和控制的措施

2.6.1產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫的原因

由于混凝土強(qiáng)度不夠引起的開裂。因?yàn)樵O(shè)計(jì)施工，結(jié)構(gòu)荷載增加，混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不能滿足使用的要求，造成了混凝土的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了裂縫。混凝土的結(jié)構(gòu)剛度比較低，變形量也比較大，就很容易產(chǎn)生裂縫。影響混凝土的結(jié)構(gòu)，影響到混凝土結(jié)構(gòu)的剛度，混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度影響比較大。鋼筋錨固長(zhǎng)度不夠會(huì)引起裂縫的產(chǎn)生，受拉鋼筋要有足夠的錨固長(zhǎng)度，否則粘結(jié)力不夠產(chǎn)生鋼筋滑移裂縫。對(duì)于一般的受拉鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)，在拉應(yīng)力的作用下，混凝土首先開裂退出工作，鋼筋承擔(dān)全部的拉力，結(jié)構(gòu)變形增大，加劇混凝土結(jié)構(gòu)的開裂。在混凝土結(jié)構(gòu)施工完成之后，進(jìn)行張拉施工的時(shí)候，因?yàn)槭┕さ捻樞蛴衅?，在混凝土的結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生彎矩，就會(huì)容易出現(xiàn)裂縫。

2.6.2結(jié)構(gòu)性裂縫的控制措施

在設(shè)計(jì)的階段，應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，按照?qǐng)D紙進(jìn)行合理地施工，當(dāng)設(shè)計(jì)變更的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行充足的驗(yàn)證。

3　對(duì)裂縫的處理措施

3.1對(duì)于結(jié)構(gòu)承載力沒有影響的表面裂縫進(jìn)行處理

在混凝土的表面刷一層防腐的材料。在開裂的表面涂抹水泥漿和環(huán)氧膠泥防護(hù)。為了預(yù)防混凝土受到不同作用的影響，在開裂的表面采取一些有效地措施，貼玻璃纖維布和鋼絲網(wǎng)等。

3.2對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性有影響的混凝土裂縫的處理

應(yīng)用灌漿的方法，利用壓力設(shè)備把膠結(jié)材料壓入裂縫當(dāng)中，膠結(jié)材料的硬化和混凝土結(jié)合成一個(gè)整體，滿足加固的要求。順著裂縫的鑿槽，在槽中嵌入剛性的止水材料。對(duì)影響混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行解決的辦法，增加截面的面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼。使用預(yù)應(yīng)力的方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。對(duì)于已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞的混凝土的處理，采用混凝土置換的方法，把破壞的混凝土去除，換成新的混凝土。置換材料有一般混凝土或者水泥砂漿。

4　結(jié)束語(yǔ)

在設(shè)計(jì)的階段，對(duì)于工程結(jié)構(gòu)，都要把握好結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，用計(jì)算公式設(shè)計(jì)允許裂縫寬度的限制，對(duì)變形裂縫規(guī)定了很多的構(gòu)造措施。在施工的階段，應(yīng)當(dāng)采取符合規(guī)范的原材料，認(rèn)真執(zhí)行原材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?；炷僚浜媳葢?yīng)當(dāng)細(xì)致地進(jìn)行分析它的級(jí)配和嚴(yán)格進(jìn)行計(jì)算，有效確?；炷撩軐?shí)、高強(qiáng)的最好的方案。合理地設(shè)置施工縫，做到先留縫，等到結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定之后，再進(jìn)行澆筑混凝土。在混凝土澆筑完成之后進(jìn)行合理地養(yǎng)護(hù)工作。

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TU755

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1673-0038（2015）19-0199-02

2015-4-23