某建筑混凝土地框梁裂縫分析

王 曉 鋒

(河南理工大學(xué)，河南 焦作 454000)

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某建筑混凝土地框梁裂縫分析

王 曉 鋒

(河南理工大學(xué)，河南 焦作 454000)

從設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、施工環(huán)境等方面，分析了某地下室混凝土地框梁裂縫的產(chǎn)生原因，探討了裂縫的防治措施，并闡述了填堵法、表面封閉法、壓力灌漿法三種裂縫的修補(bǔ)處理方法，從而提高建筑物的施工質(zhì)量。

地下室，地框梁，收縮裂縫，混凝土

1 概述

地下室頂板澆灌完成后，地框梁拆除模板6 d后發(fā)現(xiàn)地框梁大范圍產(chǎn)生豎向裂縫，多數(shù)豎向裂縫位于距框架柱1/3跨度范圍內(nèi)。針對(duì)這一現(xiàn)象，建設(shè)單位立即組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等相關(guān)單位召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議，并安排相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)裂縫進(jìn)行不間斷觀察和測(cè)量，同時(shí)要求施工單位及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。通過(guò)一個(gè)月的觀察和測(cè)量，發(fā)現(xiàn)裂縫長(zhǎng)度和寬度均沒(méi)有明顯擴(kuò)展，裂縫寬度多在0.3 mm之內(nèi)，只有一處裂縫寬度0.35 mm。

2 裂縫原因分析

建設(shè)單位組織各相關(guān)單位召開(kāi)裂縫原因探討專(zhuān)題會(huì)議，在專(zhuān)題會(huì)議上查看了所有建材的質(zhì)量復(fù)試報(bào)告和質(zhì)量證明文件，并查看了監(jiān)理單位的監(jiān)理日志及施工單位的施工日志。同時(shí)邀請(qǐng)其他設(shè)計(jì)單位結(jié)構(gòu)工程師對(duì)本工程的相關(guān)部分圖紙?jiān)O(shè)計(jì)資料進(jìn)行符合驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)認(rèn)真探討和研究，與會(huì)專(zhuān)家及各方人員認(rèn)為此工程地框梁裂縫不是荷載引起的結(jié)構(gòu)裂縫，而是非結(jié)構(gòu)性裂縫，包括收縮裂縫、溫差裂縫、干縮濕脹裂縫、不均勻沉降裂縫及其他裂縫等。非結(jié)構(gòu)性裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性沒(méi)有影響，但對(duì)耐久性有一定的影響，必須對(duì)裂縫采取措施進(jìn)行密封，防止鋼筋與外界接觸而腐蝕。產(chǎn)生收縮裂縫的原因主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 設(shè)計(jì)方面的原因

1)通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證，設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)按最小配筋率設(shè)計(jì)已經(jīng)滿(mǎn)足工程結(jié)構(gòu)要求。但未充分考慮側(cè)面約束，梁高范圍內(nèi)雖然按規(guī)范規(guī)定可以不設(shè)置腰筋，但梁高已經(jīng)達(dá)到規(guī)范界限位置。如果設(shè)置了梁側(cè)腰筋，會(huì)對(duì)梁的溫度變形產(chǎn)生有效的約束。

2)通過(guò)對(duì)整個(gè)地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)方基礎(chǔ)選型方面考慮不是很到位。地框梁的東端是條形基礎(chǔ)，而西端是獨(dú)立基礎(chǔ)，且整體建筑跨度已達(dá)到68 m，但中間沒(méi)有設(shè)置伸縮縫。

2.2 施工技術(shù)方面的原因

1)商品混凝土水灰比、坍落度過(guò)大。施工方工人在施工過(guò)程中為了澆筑方便，擅自和商混站聯(lián)系，加大了混凝土坍落度，這樣加大了水灰比，施工中又是酷熱的夏季，混凝土表面溫度高，水分喪失較快，混凝土收縮較快而產(chǎn)生裂縫。

2)澆筑前，沒(méi)有將基層和模板澆水濕潤(rùn)，導(dǎo)致混凝土入模后水分被過(guò)多吸收。澆筑過(guò)程中，施工工人沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行振搗，振搗不充分或者過(guò)度振搗。

3)澆筑時(shí)，澆筑速度過(guò)快或者澆筑先后時(shí)差過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)產(chǎn)生混凝土下沉引起的裂縫或者結(jié)構(gòu)裂縫。

4)混凝土養(yǎng)護(hù)不及時(shí)。查看施工日志可以看到施工方在澆筑后的前7天的關(guān)鍵時(shí)間段，沒(méi)有及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋和不間斷的澆水養(yǎng)護(hù)。

2.3 施工環(huán)境方面的原因

1)澆筑時(shí)間段溫差較大。查看施工方現(xiàn)場(chǎng)日志和監(jiān)理日志均發(fā)現(xiàn)澆筑時(shí)間屬于酷熱的夏季，溫度超過(guò)35 ℃，屬于高溫施工。在混凝土的硬化過(guò)程中，混凝土的水化熱不能很好的釋放，造成混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而產(chǎn)生溫度裂縫。

2)施工現(xiàn)場(chǎng)地形西高東低，通風(fēng)不暢，造成混凝土地框梁兩側(cè)溫度不均，收縮速度不一致而產(chǎn)生裂縫。

3 裂縫的預(yù)防

收縮裂縫占混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的主要部分，主要是由于溫度的變化引起的。根據(jù)混凝土收縮裂縫的形成時(shí)間與形成機(jī)理，工程中常見(jiàn)的混凝土收縮裂縫主要有干燥收縮裂縫、塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、化學(xué)收縮裂縫、碳化收縮裂縫等。

收縮裂縫的預(yù)防可以采用以下措施：

1)商混站攪拌混凝土?xí)r，要摻加高效減水劑、泵送劑等外加劑以盡量降低用水量，減小水灰比；施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)，下料不能過(guò)快，更不能提前下料后等待振搗，而要和振搗配合一致并振搗均勻密實(shí)。

2)防止混凝土早期裂縫的產(chǎn)生，主要是提高混凝土的早期強(qiáng)度。在混凝土制作中可以使用早期強(qiáng)度高、保水性好的普通硅酸鹽水泥，并在攪拌中摻加早強(qiáng)劑、促凝劑，同時(shí)加強(qiáng)混凝土早期的養(yǎng)護(hù)，并在混凝土終凝前進(jìn)行二次收面抹壓。

3)預(yù)防干縮裂縫的產(chǎn)生，可以選用干縮率小、水化熱較小的粉煤灰水泥和中低熱水泥品種，同時(shí)在混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，適當(dāng)增加養(yǎng)護(hù)次數(shù)、加大養(yǎng)護(hù)頻率、延長(zhǎng)混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

4)化學(xué)收縮裂縫也叫自身收縮裂縫，預(yù)防自身收縮裂縫要盡量減少水泥用量，增加粗骨料的用量，選用較小的砂率和良好的骨料級(jí)配。同時(shí)嚴(yán)格控制各種骨料的含泥量，盡量選用水洗的骨料和有較強(qiáng)抗收縮開(kāi)裂的石灰?guī)r粗骨料。

5)預(yù)防碳化收縮裂縫的關(guān)鍵是降低生成物的堿度。對(duì)新澆筑的混凝土要加強(qiáng)澆水濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，對(duì)正常使用中的混凝土結(jié)構(gòu)要保持通風(fēng)干燥。在有腐蝕性氣體的使用環(huán)境下，要采取混凝土表面防腐蝕措施，防止腐蝕性氣體對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)可能造成的腐蝕危害。

6)無(wú)論何種收縮裂縫的預(yù)防，都需要混凝土澆筑抹面后及時(shí)采用潮濕的草墊、養(yǎng)生布或塑料薄膜覆蓋，特別是風(fēng)季施工時(shí)，更要注意采取擋風(fēng)措施，防止混凝土表面水分消失過(guò)快而產(chǎn)生收縮裂紋。

4 裂縫的修補(bǔ)處理

混凝土結(jié)構(gòu)一旦發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂，應(yīng)該立即對(duì)裂縫展開(kāi)持續(xù)觀察和測(cè)量，同時(shí)委托具備資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行鑒定，并根據(jù)觀察及測(cè)量所得資料，制定切實(shí)可行的專(zhuān)業(yè)施工處理方案，按照規(guī)范規(guī)定及施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行針對(duì)性的處理。常用的修補(bǔ)裂縫的處理方式有填堵法、表面封閉法及壓力灌漿法。

4.1 填堵法

填堵法一般用于修補(bǔ)裂縫寬度大于0.5 mm的混凝土裂縫和由于鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫。處理此類(lèi)裂縫時(shí)可先沿裂縫將混凝土裂縫處剔鑿成“V”形或“U”形凹槽，再進(jìn)行基層處理，涂刷界面結(jié)合劑，然后再根據(jù)實(shí)際情況填補(bǔ)環(huán)氧砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂、瀝青油膏或聚乙烯膠泥、聚合物水泥砂漿等，最后再進(jìn)行面層處理。

4.2 表面封閉法

本工程地框梁裂縫的很大一部分都采用表面封閉法進(jìn)行了處理。表面封閉法主要用于修補(bǔ)裂縫寬度小于0.2 mm的混凝土微細(xì)裂縫。表面封閉法一般先把裂縫表面刷毛并沖洗，然后用彈性密封膠、環(huán)氧膠泥、聚合物水泥膏或滲透性防水劑等嵌補(bǔ)表面缺損，最后再涂刷于裂縫表面，以恢復(fù)其耐久性和防水性。

4.3 壓力灌漿法

本工程地框梁裂縫的寬度大于0.2 mm的混凝土裂縫均采用壓力灌漿法進(jìn)行了處理。壓力灌漿法主要用于修補(bǔ)裂縫寬度在0.2 mm～0.5 mm之間且裂縫深度較大的混凝土裂縫。壓力灌漿法主要是通過(guò)壓力灌漿設(shè)備把化學(xué)灌漿材料注入到裂縫深處，從而恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、防水性和整體性。壓力灌漿法的施工工藝流程是先沿混凝土裂縫剔鑿并埋設(shè)灌漿嘴，再封閉裂縫并檢查其密封性，然后配置灌漿液并灌漿封孔，最后進(jìn)行灌漿的質(zhì)量檢查。壓力灌漿法采用的灌漿液一般有水泥漿液、聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂等，其施工要點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：灌漿材料應(yīng)優(yōu)先選用像環(huán)氧樹(shù)脂這樣可灌性好、粘結(jié)力強(qiáng)的樹(shù)脂類(lèi)的材料；不同的灌漿要采用不同的灌漿壓力范圍，增大壓力并不一定能提高灌漿速度，也不一定能提高灌漿質(zhì)量，甚至?xí)a(chǎn)生相反的效果；灌漿嘴的拆除一定要注意時(shí)機(jī)的選擇，應(yīng)在灌漿結(jié)束后，灌漿液已經(jīng)初凝并且不再外滲時(shí)，方可拆下灌漿嘴。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上工程實(shí)例的分析和研究，我們知道混凝土裂縫是工程中非常普遍存在的一項(xiàng)技術(shù)難題。只有從開(kāi)始注意裂縫控制方面的設(shè)計(jì)到施工時(shí)加強(qiáng)技術(shù)控制，選用能夠控制裂縫發(fā)展的建筑材料，提高施工現(xiàn)場(chǎng)人員的技術(shù)水平和質(zhì)量意識(shí)，加大施工、監(jiān)理各相關(guān)單位人員的投入，同時(shí)落實(shí)施工工人的執(zhí)行力，提前預(yù)防預(yù)控，才能盡量減少和避免裂縫的發(fā)生。同時(shí)，我們也明白一個(gè)事實(shí)，即使混凝土產(chǎn)生了裂縫，也要通過(guò)觀察和測(cè)量來(lái)查明原因，分析分辨出裂縫類(lèi)型并采取可靠可行的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)行修補(bǔ)，同樣能夠達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的技術(shù)目標(biāo)，滿(mǎn)足建筑物的正常使用功能要求。

[1] 鐘進(jìn)章.混凝土裂縫成因及控制措施[J].混凝土,2004(10)：17-18.

[2] 楊振坤,富景財(cái).混凝土裂縫的預(yù)防和處理措施[J].黑龍江水專(zhuān)學(xué)報(bào),2005,32(1)：36-37.

Analysis on ground frame beam crack of building concrete

Wang Xiaofeng

(HenanUniversityofScienceandTechnology,Jiaozuo454000,China)

From the design, construction technology, construction environment and other aspects, this paper analyzed the causes of a basement concrete ground frame beam crack, discussed the crack prevention and treatment measures, and elaborated three crack repair process methods of caulking method, surface sealing, pressure grouting method, so as to improve the building construction quality.

basement, ground frame beam, shrinkage crack, concrete

1009-6825(2016)20-0087-02

2016-05-05

王曉鋒(1980- )，男，工程師

TU755

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