變電站樓板裂縫的成因及預防措施

1、變電站樓板裂縫的成因及預防措施摘要：變電站現(xiàn)澆樓板常常出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。情況較輕者，影響美觀；情況嚴重的，引起鋼筋銹蝕，甚至出現(xiàn)通縫、漏水，影響設備安全運行和使用功能。本文試對其成因進行簡略分析，并提出相關的預防措施。 關鍵詞：裂縫成因預防 0引言 引起混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的因素非常繁多和十分復雜。主要因素有：混凝土材料組成、施工管理、氣候條件、地基變形等。各主要成因及預防措施簡述如下。 1混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的因素、成因及預防的措施 1.1混凝土材料組成不當 1.1.1成因分析水泥安定性不合格，水泥水化后，在混凝土的凝結(jié)過程中，產(chǎn)生劇烈的不均勻體積變化，在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生破壞應力，引致構(gòu)件開裂。不同品種

2、、不同標號的水泥混合使用，因不同品種的水泥在水化后的初凝、終凝和收縮率均不相同，使構(gòu)件產(chǎn)生收縮裂縫，如圖1所示。水泥品種使用不當。例如使用了快硬的硅酸鹽水泥配制的混凝土澆筑主變壓器基礎等大體積構(gòu)件，因大體積內(nèi)混凝土的水化熱的大量釋放而產(chǎn)生溫度應力和收縮應力，導致大體積構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。又例如，使用了火山灰質(zhì)硅酸鹽或粉煤灰硅酸鹽水泥拌制的混凝土澆筑屋面板，導致產(chǎn)生大量的干縮和收縮裂縫使屋面出現(xiàn)滲漏。石子的含泥量超標，使構(gòu)件的強度大大下降，并產(chǎn)生泥漿收縮裂縫。石子中含有生石灰，因生石灰的體積增大而使構(gòu)件出現(xiàn)爆裂。砂子的粒徑過小和含泥量超標。因近年來因河道禁止采砂，砂源枯竭，使市場管理失控，常發(fā)生用中砂

3、代替粗砂，以細砂代替中砂，甚至以泥砂替代中砂的現(xiàn)象，使構(gòu)件產(chǎn)生大量的收縮裂縫，并嚴重地降低了構(gòu)件的強度和抗?jié)B性。配比中的砂率和水灰比過大。某些施工單位為使泵送砼的有較大的流動性，追求過大的砂率和水灰比，同時也使水泥的用量大為增加，也導致構(gòu)件的凝結(jié)過程產(chǎn)生大量的收縮裂縫。外摻劑質(zhì)量參差、使用不當或超量。因使用不合格外摻劑，或外摻劑計量失誤、超量而引起的工程質(zhì)量事故的案例也時有發(fā)生。 1.1.2預防措施所有進場的水泥均要檢查并核對出廠合格證，并按要求進行安定性的復檢，不合格的水泥不能用于工程施工。水泥應按不同品種、標號及牌號按批分別存儲在專用的倉罐或水泥為中，并建立明顯的標識，防止不同品種、不同標

4、號的水泥混合使用。要熟悉規(guī)范，正確掌握常用水泥品種的特性和適用范圍。加強對砂、石等骨料的含泥量的監(jiān)控，骨料應按品種、規(guī)格、分別堆放，嚴禁混入有害物質(zhì)，骨料應堅硬、潔凈、粒徑級配均勻，含泥量要低于施工規(guī)范要求。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)種類和構(gòu)件的鋼筋疏密，正理確定混凝土的坍落度，合理確定水灰比、砂料、水泥用量，以減少構(gòu)件的收縮裂縫。宜適度使用技術成熟和質(zhì)量穩(wěn)定的外滲劑，并須對外滲劑的計量進行嚴格的監(jiān)控。謹慎試用新型的外摻劑。 1.2施工管理不當。 1.2.1成因分析近年來，隨著商品砼的廣泛推廣應用，上述的混凝土質(zhì)量問題已得到較大的改善，但因施工管理不當而導致構(gòu)件裂縫的產(chǎn)生的案例也不在少數(shù)。表現(xiàn)為：由于泵送

5、砼的推廣，使施工速度大為提高。但因澆筑速度快，泵送砼的水泥用量大，也使構(gòu)件內(nèi)在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的水化熱。在采用泵送砼澆筑梁板時，很多施工單位只用插入式振動器對樓面梁進行振搗，而樓板砼因坍落度過大，短時間內(nèi)未能初凝并承載平板式振動器，故并未對樓板砼進行振搗，直接趕平刮直。因而大大降低了樓板砼的密實性、抗?jié)B性、強度和耐久性，并在凝結(jié)過程產(chǎn)生大量收縮裂縫。澆砼工人隨意踩踏樓板的負筋，澆砼后又沒有及時將下沉的負筋提起復位，使樓板抗負彎矩能力大為削弱，故樓板在梁邊出現(xiàn)了負彎矩裂縫。情況嚴重的，一些懸臂板出現(xiàn)整體折斷?；炷琉B(yǎng)護不夠。按施工規(guī)范要求，普硅砼結(jié)構(gòu)澆筑完畢初凝后必須馬上覆蓋澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不

6、少于7天，使水泥充分水化，以減少收縮裂縫的產(chǎn)生。而實際上，很多工程的養(yǎng)護時間并未達到此要求，加上長江以南地區(qū)的夏季戶外氣溫極高，太陽直射處的溫度常達45以上，構(gòu)件內(nèi)的水分迅速蒸發(fā)，使收縮裂縫不可避免地產(chǎn)生。模板支架體系剛度不夠或體系下的基土變形超標。個別施工單位的模板支架體系沒有按規(guī)范要求進行計算和設計，支架下的基土承載力不夠，支架桿件下未有鋪設墊塊或澆筑墊層，體系下的基土或砂土因模板澆水而受水軟化或下陷，泵送砼集中一處堆筑并未有及時攤開而引到局部模板嚴重過載。模板體系變形較輕者，引起構(gòu)件的變形及定位偏差；重者，構(gòu)件初凝后，模板體系仍繼續(xù)變形，使構(gòu)件發(fā)生開裂；更嚴重的，模板支架體系整體坍塌。拆

7、模過早或超標承受施工荷載。近年來，因用電缺口不斷加大，變電站施工工期相對緊張。一些施工單位為滿足工期要求，未顧混凝土強度是否達到規(guī)范的規(guī)定要求而提前拆模，混凝土強度尚未達標使構(gòu)件過早承受自重和上部荷載，進而使構(gòu)件產(chǎn)生變形和裂縫。一些施工單位為節(jié)省模板體系的周轉(zhuǎn)材料，將下層已拆的模板支架材料用于上一層模板體系，使下層的樓板在無支撐的情況下承受上一層樓板的模板支撐體系及澆砼荷載，這些荷載，特別是GIS室屋面板的施工荷載和模板支撐體系荷載，往往遠超過下一層樓板的設計的荷載，進而不可避免地產(chǎn)生過載的變形和裂縫，情況嚴重的發(fā)生樓板坍塌的質(zhì)量事故。 1.2.2預防措施必須按施工規(guī)范要求，在混凝土初凝前，用

8、平板式振動器對樓板砼進行充分振搗，以保證樓板砼的密實性、抗?jié)B性、強度和耐久性。及時對踩沉的樓板負筋提起復位，保證樓板的抗負彎矩性能。加強對工人的職業(yè)道德教育，提高質(zhì)量意識。加強構(gòu)件的澆水養(yǎng)護，普硅混凝土初凝后必須馬上覆蓋澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間最短不得少于7天，應以不少于14天為宜。在有條件的情況下，應廣泛推廣經(jīng)濟、便捷、有效的薄膜布覆水養(yǎng)護措施。必須嚴格按施工規(guī)范和規(guī)程要求進行模板支架體系的有效計算和設計，加強對模板體系施工的監(jiān)控和驗收，保證模板體系有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。對承受模板荷載的基土必須進行充分壓實或夯實，合理確定模板立桿下墊塊的大小和厚度，保證模板體系的壓應力不大于基土的承載力。并

9、對基土采取防水和排水措施，保證基土不因上部模板淋水而軟化或下陷。澆砼時要使樓面的砼料及時攤開，保證模板體系不發(fā)生局部集中過載。1.3氣候條件 1.3.1成因分析溫差過大。長江以南地區(qū)氣候為亞熱帶氣候，夏季的屋面溫度達40，若采黑色防水層的屋面，太陽照射的屋面溫度達45以上。而該地區(qū)雨量充沛，暴風驟雨頻繁，雨后的屋面表面溫度迅速驟降至2025，睛雨間的溫差達25以上。屋面的結(jié)構(gòu)在快速降溫下產(chǎn)生的冷縮變形應力大于梁板的抗拉強度，則產(chǎn)生了拉裂縫。此類裂縫多發(fā)生在縱向長度較長的屋面連續(xù)梁及板上，如圖2中的裂縫a。梁裂縫大部分在梁的上半部分，個別嚴重的裂縫將裂至梁底，而板的裂縫則常常裂至板底需形成通縫，

10、進而發(fā)生屋面滲水而影響使用功能。室內(nèi)濕度過低。由于變電站的房間門窗長期緊閉，其中相對濕度在7080之間，甚至更低。而房間的混凝土往往處于收縮狀態(tài)，這種收縮狀態(tài)自其澆筑完成后可持續(xù)2年左右的時間。在正常的濕度環(huán)境中，混凝土收縮所產(chǎn)生的裂縫是十分微小的，而且這些裂縫隨濕度變化處于產(chǎn)生、愈合的反復過程，因而裂縫不會進一步擴展。但當混凝土所處環(huán)境的相對濕度低于80時，混凝土內(nèi)部的自由水(非化學結(jié)合水)蒸發(fā)加速，從而加劇混凝土的收縮。若這一過程持續(xù)時間過長，進而形成通縫。這種裂縫多發(fā)生在室內(nèi)樓板的板角處，如圖2中的裂縫b，而屋面較少出現(xiàn)此類裂縫。 1.3.2預防措施屋面板采用帶反光鋁箔或淺色的防水層，以

11、減少深色吸熱效應而降低屋面溫度，進而減少冷熱溫差。設置伸縮縫或后澆帶，按混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范要求，框架結(jié)構(gòu)設置伸縮縫和后澆帶的間距應控制在3555m為宜。屋面梁，特別是連續(xù)梁，負彎矩筋必須通長設置，截面最小配筋率宜提高至11.5，且鋼筋截面積不宜少于800mm2(上下各不少于216)。連續(xù)梁間距應不大于2.5m為宜。屋面板，板跨不宜過大，以不大于2.5m為宜，屋面板厚度不宜少于120mm，屋面板負彎矩鋼筋應通長設置，底筋、負筋的間距不宜大于150，底筋直徑不宜小于6，負筋直么不宜小于8。為防止室內(nèi)樓板因濕度過低而引起干縮裂縫，應經(jīng)常開窗，或在外墻設置百頁窗或抽風機等設備，以改善室內(nèi)外空氣流通，保

12、證室內(nèi)有不低于85的正常濕度。條件許可的，可定期灑水以增加室內(nèi)濕度，則室內(nèi)樓板的防裂效果更好。在各樓板的陽角中增設抗收縮的構(gòu)造鋼筋，宜采用雙層、雙向8100150的鋼筋(L2000mm)。按前述要求，加強混凝土材料的控制和完善混凝土的施工管理。 1.4地基變形 1.4.1成因分析地基發(fā)生較大的變形及不均勻沉降，也是引起樓板開裂重要因素。地基發(fā)生變形和不均勻沉降的原因是繁多和復雜的，本文只討論在工程實踐中常常比較容易被忽視的兩種因素。天然地基持力層被擾動、浸泡，使持力層的基土軟化而喪失承載力。或基坑超挖后回填松散材料，使該填充層的壓縮性大為增加，增大了建筑物的地基變形和不均勻沉降。該地區(qū)較多地方

13、的地貌為沖積地帶，地下的淤泥層較厚，有的地方甚至為新填區(qū)。這些地方地下水位高，新泥仍未完成固結(jié)，并仍在繼續(xù)發(fā)生沉降。若在這些地方進行工程建設，在進行樁基礎設計時，仍在下沉和固結(jié)的新填土和淤泥層對樁側(cè)的負摩阻力影響往往經(jīng)常被忽視，高估了樁基礎的承載力，引起建筑物發(fā)生較大的沉降和不均勻的沉降，使建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。 1.4.2預防措施嚴格按施工規(guī)范要求進行基坑和基礎施工，基坑開挖并驗槽合格后，應立即對基坑進行封閉，防止水浸和暴露，并及時進行地下結(jié)構(gòu)施工。若基坑發(fā)生超挖，嚴禁填充余泥、浮土、垃圾等松散材料，必須澆筑強度等級不低于c15的素砼或毛石混凝土至基礎底的設計標高。在淤泥層或新填土較厚的地方采用樁基礎，須視淤泥層和新填土層的