施工混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫防治探討

閆勇

摘要：結(jié)構(gòu)性裂縫是因混凝土結(jié)構(gòu)荷載不足而導(dǎo)致的，它的出現(xiàn)很可能是結(jié)構(gòu)破壞的先兆，很可能直接危及結(jié)構(gòu)的安全性，因此探討其裂縫的成因及防治措施很有必要。在本文中，首先從破壞形式和擴(kuò)展性質(zhì)上分析了結(jié)構(gòu)性裂縫的分類，進(jìn)而從設(shè)計(jì)、施工及其他方面分析了結(jié)構(gòu)性裂縫的形成原因，最后從 闡述了結(jié)構(gòu)性裂縫的防治措施，以期能給類似工程提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：施工混凝土；結(jié)構(gòu)性裂縫；防治方法

前言

混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的，其一般分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。所謂混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫，其多是由于結(jié)構(gòu)應(yīng)力達(dá)到限值，造成承載力不足引起的。一旦混凝土結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性裂縫，是結(jié)構(gòu)破壞開始的特征，或是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的征兆，是比較危險(xiǎn)的，必須進(jìn)一步對(duì)裂縫進(jìn)行分析，并及時(shí)采取相應(yīng)的加固措施。在本文中，筆者從自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，著重從裂縫的類型成因及防治措施這三個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，以期能給類似工程提供借鑒參考。

1混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫的分類

1.1根據(jù)其受力性質(zhì)和破壞形式分，結(jié)構(gòu)性裂縫可分為兩種：一種是脆性破壞，另一種是塑性破壞。

1.脆性破壞

脆性破壞是指混凝土結(jié)構(gòu)在破壞前沒有明顯變形或其他明顯的預(yù)兆而突然發(fā)生。一旦出現(xiàn)脆性裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響很大，是結(jié)構(gòu)破壞的征兆，因此一旦發(fā)現(xiàn)要及時(shí)采取加固措施或其他安全措施。屬于脆性裂縫的有：受壓構(gòu)件裂縫、受彎構(gòu)件的受壓區(qū)裂縫、斜截面裂縫、沖切面裂縫、后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件端部局壓裂縫等。

2.塑性破壞

塑性破壞是指事先有明顯的變形和裂縫預(yù)兆，斷裂時(shí)斷口呈纖維狀。當(dāng)出現(xiàn)塑性裂縫時(shí)，應(yīng)根據(jù)裂縫的位置、長(zhǎng)度、深度及發(fā)展情況來(lái)診斷其是否會(huì)危及結(jié)構(gòu)的安全性。若塑性裂縫未超過(guò)規(guī)定的容許值時(shí)，則可不必加固。一般，屬于塑性裂縫的有：受拉構(gòu)件正載面裂縫，受彎構(gòu)件和大偏心受壓構(gòu)件正載面受拉區(qū)裂縫等。

1.2按裂縫的擴(kuò)展性質(zhì)分，結(jié)構(gòu)性裂縫通?？煞譃槿N：一是穩(wěn)定裂縫，即裂縫的寬度、長(zhǎng)度保持恒定不變；第二種是活動(dòng)性裂縫，該裂縫的寬度和長(zhǎng)度隨著受荷狀態(tài)和周圍溫度、濕度變化而變化；第三種是發(fā)展裂縫，裂縫的寬度和長(zhǎng)度隨著時(shí)間增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。由于在施工中混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的，若裂縫的長(zhǎng)度和寬度屬于規(guī)范范圍內(nèi)，則視為安全構(gòu)件；若裂縫不斷擴(kuò)展，則須視其所處環(huán)境來(lái)判別其安全性。

2結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因

2.1設(shè)計(jì)原因引起的結(jié)構(gòu)性裂縫

如，樓板剛度不足，在設(shè)計(jì)時(shí)未能充分考慮混凝土的收縮特性，導(dǎo)致其剛度較??；樓板構(gòu)造配筋設(shè)計(jì)不周，在中部板面沒有配置相應(yīng)的鋼筋，導(dǎo)致樓板板面的混凝土在收縮時(shí)沒有板面鋼筋的約束；樓板內(nèi)布線欠合理，水電管交叉設(shè)計(jì)，將其設(shè)計(jì)在單層的雙向配筋處，從而削弱了樓板的抗拉強(qiáng)度；設(shè)計(jì)中混凝土的膨脹劑率設(shè)置不合理，只設(shè)置了膨脹劑的摻量和品種，卻忽略了其最佳膨脹率，導(dǎo)致其實(shí)際的膨脹率沒有達(dá)到施工規(guī)范要求。

2.2施工原因引起的結(jié)構(gòu)性裂縫

如，鋼筋配置位置不當(dāng)，直接影響到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。如梁鋼筋位置在施工時(shí)設(shè)置不當(dāng)，偏向了中和軸，就大大減小了梁板的有效剛度，當(dāng)承載力超過(guò)負(fù)荷后，就會(huì)出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)梁板斷裂的現(xiàn)象。又如，在施工中因模板標(biāo)高偏低、模板立柱因立于回填土而下陷、現(xiàn)澆混凝土的支模方法不當(dāng)，以及混凝土原材料不合格（如原材料的品種不合適，或是原材料在運(yùn)輸和進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后性質(zhì)產(chǎn)生變化等）、施工超載等等，都有可能導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫。

2.3使用原因引起的結(jié)構(gòu)性裂縫

如，在混凝土結(jié)構(gòu)上任意鑿孔洞、溝槽等，或是不考慮建筑結(jié)構(gòu)的基本承載力任意加層，不考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素等，隨意改變建筑的使用功能等，都可能會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)承受的承載力超過(guò)負(fù)荷，從而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫。

3施工混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫的防治方法

3.1科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)

要防治混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生，首要的則要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)進(jìn)行處理和控制。如，1）在設(shè)計(jì)樓板剛度時(shí)，應(yīng)將混凝土的收縮性等一些因素考慮進(jìn)去，以保證其具有足夠的剛度和強(qiáng)度；2）樓板應(yīng)雙層雙向配置配筋，屋面、轉(zhuǎn)換層樓面配筋宜加強(qiáng)；3）建筑混凝土結(jié)構(gòu)在投入使用會(huì)不可避免會(huì)出現(xiàn)鑿打各種孔洞的需要，為了避免在鑿打過(guò)程中出現(xiàn)裂縫，在設(shè)計(jì)時(shí)做好孔洞開鑿前的設(shè)置，并做好細(xì)節(jié)的處理；4）在設(shè)計(jì)水電管線時(shí)，首先要避免出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，如實(shí)在無(wú)法避免交叉時(shí)應(yīng)將交叉部位設(shè)置在梁或墻上，且在管線集中或是交叉的地方加設(shè)加強(qiáng)筋，并在上下部鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)；5）合理設(shè)計(jì)膨脹率（如在加強(qiáng)帶處，采用小膨脹混凝土?xí)r，應(yīng)限制其膨脹率為0.02%-0.03%，若是采用大膨脹混凝土，其膨脹率則應(yīng)限制為0.04%-0.06%）。

3.2科學(xué)設(shè)定混凝土的配合比

配合比是混凝土施工最基本的依據(jù)，需要試驗(yàn)室嚴(yán)格按照施工規(guī)程經(jīng)室內(nèi)適配后決定。如果配合比不合適，就易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。因此，為了能盡可能地減少結(jié)構(gòu)性裂縫的出現(xiàn)，首先應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度來(lái)選擇水泥品種和用量，并盡可能地選用低等級(jí)水泥，以減少水化熱。在實(shí)際工程中，很多施工單位為了能減少水化熱，一般是用粉煤灰等外加劑來(lái)代替部分水泥，這樣不僅節(jié)約了水泥的用量，還達(dá)到了工程的施工標(biāo)準(zhǔn)。其次，選用合理的砂率值，應(yīng)根據(jù)混凝土拌合物的坍落度、黏聚性和保水性等特征來(lái)確定，以保證混凝土在施工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象。第三，選用合理的骨料級(jí)配，這關(guān)系到混凝土的和易性。因混凝土和易性不好時(shí)，在拌合時(shí)就需要增加膠凝材料或是加大砂率，這就有可能會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。第四，外加劑的摻加。一般，施工隊(duì)伍為了能盡可能節(jié)約水泥，并改善混凝土的工作性能，在拌合時(shí)都會(huì)或多或少地?fù)郊油饧觿?，如減水劑和緩凝劑等等。但在選用外加劑時(shí)，一定要嚴(yán)格把關(guān)其質(zhì)量和摻加量。如，若摻加過(guò)量的減水劑，則就會(huì)增加混凝土中的自由水，使其坍落度加大，混凝土出現(xiàn)利息現(xiàn)象，而且多余水分從混凝土表面滲出后就會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)干縮裂縫。

3.3加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)

因結(jié)構(gòu)性裂縫是由于承載力不足而引起的，但非結(jié)構(gòu)性裂縫的出現(xiàn)，在一定程度上也會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的荷載的承重力。因此，要防治結(jié)構(gòu)性裂縫的出現(xiàn)，也要切實(shí)做好混凝土的結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)。因此，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，要根據(jù)混凝土拌合物的性能、氣候等情況來(lái)采取一定的養(yǎng)護(hù)措施，如進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，在混凝土澆筑后第二天進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，每天2-5次，使其在初期階段能保持適宜的溫度和濕度，以避免干縮裂縫和溫度裂縫的出現(xiàn)。但若在冬季施工，則需在混凝土表面加蓋塑料薄膜以及草簾子等，或是采用混凝土養(yǎng)護(hù)劑涂刷在混凝土表面等，以防止混凝土出現(xiàn)收縮裂縫，從而提高混凝土的強(qiáng)度和耐磨性。而在養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)避免一切外力直接施加于混凝土表面，且應(yīng)待混凝土達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí)才能拆除模板。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫的出現(xiàn)，是結(jié)構(gòu)破壞的先兆，會(huì)危及結(jié)構(gòu)的安全，因此對(duì)其進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的防治措施很有必要。在本文中，從設(shè)計(jì)、施工及使用等方面去分析混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因，而這些因素對(duì)裂縫的影響并非單獨(dú)存在的，而是在相互聯(lián)系和制約的情況下產(chǎn)生影響。在弄清了裂縫的成因后，針對(duì)其提出有針對(duì)性的防治措施，能盡可能最大限度地避免結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生，從而保證混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

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