混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的檢測與控制-論

1、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的檢測與控制摘要： 近年來，隨著混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，混凝土裂縫問題已成為亟待解決的一個(gè)難題。一般來說，大部分結(jié)構(gòu)裂縫不影響結(jié)構(gòu)的承載力，但是有些裂縫會造成質(zhì)量隱患，破壞使用功能，影響使用壽命。因此，對裂縫要制定合理的檢測方案，判定裂縫的性質(zhì)，找出裂縫產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)控制手段，做出相應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)處理方案，消除結(jié)構(gòu)隱患，確保使用功能安全。本文研究了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的檢測與監(jiān)測方法，分析了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因，從設(shè)計(jì)、原材料配合比、施工、養(yǎng)護(hù)、裂縫的處理及修補(bǔ)等方面提出了一些混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制手段。關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；檢測；控制Concrete structure fractur

2、e detection and controlAbstract：With the wide application of concrete structures, concrete crack problem has already become a problem urgently solved. Generally speaking, most structural cracks dont affect the structure of bearing capacity, but some cracks can cause quality hidden trouble, damaging

3、the use function, the influence is used life. Therefore, the crack to formulate rational detection scheme, the nature, judgments crack out cracking reason, adopt corresponding control measures, make corresponding reinforcement scheme, eliminate hidden dangers, ensure use function structure of safety

4、. This paper studies the concrete structure fracture detection and monitoring method, analyzes the causes of the cracks of the concrete structure, from design, material, construction, maintenance, proportion of cracks in the processing, and repairing and presents some concrete structure crack contro

5、l method. Keywords: concrete; crack; detection; control 引言混凝土以其價(jià)廉物美，施工方便，承載力大，可裝飾強(qiáng)的特點(diǎn)，日益受到人們的歡迎，已成為我國工程建設(shè)中使用最為普遍的結(jié)構(gòu)材料之一?；炷恋馁|(zhì)量直接影響到結(jié)構(gòu)的適用性、安全性和耐久性?；炷亮芽p是困擾建筑業(yè)多年的質(zhì)量通病，混凝土結(jié)構(gòu)的破壞和建筑物的倒塌，都是從結(jié)構(gòu)裂縫的擴(kuò)展開始而引起的。但是，從近代科學(xué)關(guān)于混凝土工作的研究及大量的混凝土工程實(shí)踐證明，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是不可避免的，裂縫是人們可以接受的一種材料特性，我們需要把使有害程度控制在某一有效范圍之內(nèi)。因此制定出合理的檢測方法、分析裂縫

6、產(chǎn)生原因、采取相應(yīng)的控制手段就顯得尤為重要。 2 混凝土裂縫的檢測方法混凝土裂縫檢測的內(nèi)容主要包括裂縫的位置、形態(tài)、分布特征、寬度、長度、深度、走向、數(shù)量、裂縫發(fā)生及開展的時(shí)間過程、是否穩(wěn)定、裂縫內(nèi)是否有滲出物、裂縫周圍混凝土表觀質(zhì)量情況等。除了裂縫深度的檢查需借助于檢查儀器外，裂縫檢查的其他項(xiàng)目一般可目測進(jìn)行。一般可利用帶刻度的放大鏡、鋼尺等工具精確描述裂縫長度、寬度、方向、高度以及數(shù)量。2.1 混凝土裂縫的表觀檢查對混凝土表面裂縫的檢查,一般應(yīng)檢查裂縫發(fā)生的位置、形態(tài)、發(fā)展長度、寬度及裂縫數(shù)量,并觀測裂縫的變化發(fā)展情況。裂縫的位置、數(shù)量、走向一般來用照片和繪制裂縫展開圖等形式記錄，長度用直

7、尺、鋼尺進(jìn)行測量，寬度可用帶刻度的放大鏡、鋼尺等進(jìn)行測量。檢查裂縫寬度的方法如下:在裂縫的起點(diǎn)及終點(diǎn),用紅鉛筆或紅油漆畫與裂縫相垂直的細(xì)線；也可以用紅鉛筆在裂縫附近沿裂縫延伸方向畫細(xì)線,以標(biāo)明裂縫的形態(tài)、發(fā)展長度。在標(biāo)明裂縫上,選擇目測裂縫寬度較大的位置作為放置放大鏡的固定地點(diǎn),量出裂縫的寬度。量出主要裂縫的寬度后,將它與量測的裂縫位置、走向、長度、分布情況及特征,用坐標(biāo)法繪制裂縫展示圖,并記錄下來。2.2 混凝土的無損檢測與監(jiān)測裂縫的深度可采用超聲波法、沖擊彈性波法、雷達(dá)法等無損檢測方法進(jìn)行檢測1，對于發(fā)展的裂縫還應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測。2.2.1超聲波檢測超聲波法用于非破損檢測，就是以超聲波為媒介，獲

8、得物體內(nèi)部信息的一種方法，其基本原理是在混凝土材料性質(zhì)(包括混凝土的成分、配合比和齡期等) 相同的條件下,對比聲波在有、無裂縫的混凝土中傳播時(shí)間差異比較來判定裂縫深度。由于混凝土組成顆粒小、密度大、密度分部也很均勻，所以聲波能很好地傳播，對其內(nèi)部缺點(diǎn)及其部位等都能正確地檢測出來。把握混凝土表面產(chǎn)生的裂縫深度，對耐久性診斷和探究修補(bǔ)加固策略有重要意義。測定裂縫深度，基本上都是將發(fā)射探頭和吸收探頭，安排在混凝土同一面上的裂縫四周，但由于所選用的波形種類(縱波、橫波及表面波)和聲學(xué)參數(shù)(聲速、頻率、相位等)的不同，已有許多種具體方法。 沖擊彈性波法 一般把彈性體內(nèi)流傳的波總稱為彈性波，用人工發(fā)射彈性

9、波到彈性體內(nèi)，探測彈性體內(nèi)的狀態(tài)，是廣義的彈性波探測法。沖擊彈性波法和超聲波法的原理是一樣的，但遠(yuǎn)比超聲波測定的裂縫深度深，沖擊彈性波法只能檢測擴(kuò)大方向和表面成直角，沒有分支的單純裂縫。該法不能獲得表明內(nèi)部缺陷的明確信號，只能根據(jù)許多測點(diǎn)測試數(shù)據(jù)的相對比較，來評斷缺陷，因而不夠直觀2。 聲發(fā)射檢測法聲發(fā)射檢測法也是利用彈性波進(jìn)行聲學(xué)檢測的具體檢測方法檢測裂縫，和其他方法最大的不同是只能檢測正在產(chǎn)生的裂縫，不能檢測已產(chǎn)生的舊裂縫，對正在產(chǎn)生的裂縫可檢測裂縫產(chǎn)生的部位(聲發(fā)射源定位)，裂縫的大小，擴(kuò)大情況和種類，以及裂縫的深度等。2.2.4 傳感儀器監(jiān)測 利用埋設(shè)在混凝土中的儀器進(jìn)行裂縫監(jiān)測，慣例

10、技巧是利用振弦式測縫計(jì)（圖1、圖2），其把持領(lǐng)域僅0.121，屬點(diǎn)式檢測，由于裂縫涌現(xiàn)的空間隨機(jī)性，因此往往漏檢，為了及時(shí)無遺漏地監(jiān)測裂縫，必須實(shí)行大領(lǐng)域的、持續(xù)、散布式監(jiān)測，即所謂全散布監(jiān)測。圖1：振弦式測縫計(jì) 圖2：施工人員安裝測縫計(jì)2.2.5 光纖傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測 在各國競相開發(fā)的結(jié)構(gòu)監(jiān)測高科技領(lǐng)域里，光纖傳感以其奇特優(yōu)勢居于中心地位，它靈活、精度高、抗電磁干擾，且可靠耐久，易于光纖傳輸組成主動化遙測系統(tǒng)。裂縫的產(chǎn)生可以用埋設(shè)在混凝土中光纖的光強(qiáng)變更監(jiān)測，而裂縫的定位可用多模光纖在裂縫處的光強(qiáng)忽然降落或診斷完成，通過衰減曲線上的裂縫損耗突變點(diǎn)，可以正確地?cái)喽芽p的部位，針對混凝土裂縫檢測的特

11、點(diǎn)，研制出基于光時(shí)域反射技巧的光纖裂縫傳感網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的散布檢測，凡裂縫和光纖傳感網(wǎng)絡(luò)相交，均可感知，并可定寬、定位、定向。3 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因混凝土裂縫可歸納為兩大類：結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫是由結(jié)構(gòu)承載力不足引起的；非結(jié)構(gòu)性裂縫是由變形引起的，如混凝土收縮、溫度變化等?；炷亮芽p成因復(fù)雜，與多種因素有關(guān)。裂縫產(chǎn)生原因主要包括：構(gòu)件受力、變形使內(nèi)應(yīng)力超越材料強(qiáng)度，材料選配不當(dāng)與級配不良，施工不當(dāng)，氣候與環(huán)境影響。 3.1構(gòu)件受力、變形使內(nèi)應(yīng)力超越材料強(qiáng)度構(gòu)件受力來自受力因素，主要是拉伸（中、偏拉力）、壓縮（中、偏壓和局部壓）；彎曲來自少筋、適筋、超筋；剪切是由于少箍

12、、適箍、沖切、扭轉(zhuǎn)等狀態(tài)。常見的變形有不均勻沉降、收縮和溫度變形受到約束等狀態(tài)所致。與之有關(guān)的裂縫的產(chǎn)生大致可分為以下兩方面原因： 3.1.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫，主要表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫；對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫；構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫；未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形等。例如混凝土板在硬化過程中，由于水分蒸發(fā)、體積逐漸縮小，產(chǎn)生收縮，而板的四周由于受到支座的約束，不能自由伸展，當(dāng)混凝土的收縮所引起板的約束應(yīng)力超過一定程度時(shí)，引起現(xiàn)澆板的開裂。 混凝土本身的影響 水化熱的影響 主要是水泥

13、水化熱過高,在混凝土在澆筑振搗以后,水泥水化過程中會產(chǎn)生一定的熱量,水化熱聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失,引起急劇升溫,在建筑工程中一般為2030甚至更高。由于結(jié)構(gòu)物在一個(gè)自然散熱條件中,實(shí)際混凝土內(nèi)部的最高溫度多數(shù)發(fā)生在混凝土澆筑的最初35天。隨著混凝土齡期的增長,彈性模量的增高,對混凝土內(nèi)部降溫收縮的約束也就愈來愈大,以致產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗這種應(yīng)力時(shí),開始出現(xiàn)溫度裂縫。 混凝土的收縮變形的影響混凝土的收縮,也是產(chǎn)生裂縫的重要原因。實(shí)際所需拌合水比水泥水化所需的水要多得多。拌合水中只有約20%的水是水泥水化所必須的,其余的都要被蒸發(fā)掉。水分蒸發(fā)之后,引起混凝土收縮,當(dāng)收縮受

14、到約束時(shí),則產(chǎn)生收縮應(yīng)力,當(dāng)收縮應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)混凝上的抗拉應(yīng)力時(shí),則裂縫隨之產(chǎn)生。 地基和老混凝土的約束 當(dāng)混凝土澆筑在比較堅(jiān)硬的基巖或老混凝土上時(shí),混凝土澆注初期的水化熱升溫,產(chǎn)生膨脹,受到巖石或老混凝土的約束,將產(chǎn)生較小的壓應(yīng)力。而當(dāng)混凝土溫度繼續(xù)下降時(shí),由于基巖或老混凝土對溫度降低引起的收縮變形約束的結(jié)果,混凝土塊內(nèi)將出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過材料承受能力時(shí)，裂縫隨之產(chǎn)生。 4） 混凝土塑性沉降的影響此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土骨料沉降時(shí)受到阻礙(如鋼筋、模板)而產(chǎn)生的。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土剛澆筑完, 尚處在塑性狀態(tài)時(shí)期,因混凝土表面水分散失或混凝土塌落、沉陷而產(chǎn)生,大多沿著梁

15、板上面鋼筋的走向出現(xiàn)3。3.2材料選配不當(dāng)與級配不良常見因素為水泥過期或水泥安定性不良及水泥品種選用不當(dāng)；混凝土配比不良，砂質(zhì)過細(xì)，含泥量過高，骨料含有過量有害物質(zhì)，外加劑的影響等，大致可分為以下兩方面原因： 材料設(shè)計(jì)方面的原因配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)直接影響混凝土的抗拉強(qiáng)度，是造成混凝土開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)取?材料顆粒級配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。混凝土水灰比過大，或使用過量粉砂也可以使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。當(dāng)用同一品種及相同強(qiáng)度等級水泥時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級主要取決于水灰比。當(dāng)水泥水

16、化后，多余的水分就殘留在混凝土中，形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔，減少了混凝土抵抗荷載的實(shí)際有效斷面，在荷載作用下，可能在孔隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，使混凝土表面出現(xiàn)裂縫，而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收縮大，拉力強(qiáng)度低，容易因塑性而產(chǎn)生裂縫。不同種類和不同用量的水泥拌制的砂漿干縮性變化很大。礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥的收縮大，而粉煤灰水泥收縮值較小，快硬性水泥收縮大。一般來說，其水灰比不變，水泥用量越多，混凝土的收縮率越大，因?yàn)榛炷恋母煽s主要產(chǎn)生于水泥漿的干縮，水泥漿越多，混凝土越有可能開裂。 外加劑和摻合料會影響混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收縮和徐變，從而會對混凝土的開裂產(chǎn)生

17、影響，摻有外加劑的混凝土干縮值較大，特別是初期干縮值較大。外加劑及摻合料種類繁多，只有強(qiáng)度指標(biāo)，缺乏對水化熱及收縮變形影響的長期實(shí)驗(yàn)資料，有些試驗(yàn)資料并不嚴(yán)格。有許多外加劑嚴(yán)重的增加收縮變形，有的甚至降低耐久性。3.2.2 材料質(zhì)量引起的裂縫 混凝土主要由水泥、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。水泥安定性不良，過期受潮，含堿量較高；骨料粒徑超標(biāo)、級配不良、雜質(zhì)含量超標(biāo)等也會影響混凝土的強(qiáng)度，使混凝土收縮加大；采用氯化物等雜質(zhì)含量較高的拌和水及含堿的外加劑等都可能使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。3.3施工不當(dāng)方面的因素在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、養(yǎng)護(hù)、拆模等過程中，若施工不規(guī)范

18、，工藝不合理，則容易產(chǎn)生裂縫。比較常見的有： 混凝土攪拌時(shí)間過短，振搗不良，澆注速度過快，施工縫留置與搭接處理不當(dāng)，初期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，早期受凍，鋼筋骨架構(gòu)造不當(dāng)（箍筋間距，主筋配置與搭接、焊接錨固，預(yù)埋件亂空亂放等問題），亂踩已綁扎配筋致使保護(hù)層減小，模板剛度不夠，支架穩(wěn)定性不夠，導(dǎo)致下沉或失穩(wěn)等情況。大致可分為以下兩方面： 澆筑過程中的因素當(dāng)梁、柱中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層過厚（大于40mm），或踩塌已綁扎的上層鋼筋，使承受負(fù)彎矩的受力鋼筋保護(hù)層加厚，而形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。用泵送混凝土施工時(shí), 為保證混凝土的流動性, 增加水和水泥用量，導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時(shí)收縮量增加，混凝土表面出現(xiàn)不

19、規(guī)則裂縫。現(xiàn)場振搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振或振搗抽撤過快，振搗不密實(shí)，施工縫和細(xì)部處理不仔細(xì)，出現(xiàn)空洞，會導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫；過震則會造成混凝土分層離析、浮漿過厚,抹壓如果不及時(shí),則混凝土表面會出現(xiàn)塑性裂縫。施工過程中，振搗棒直接擱置在鋼筋上進(jìn)行振動，鋼筋被擾動，同時(shí)使得澆筑完的混凝土過早受到振動，影響了鋼筋與混凝土的握裹作用，也影響了混凝土的均勻性與密實(shí)性。鋼筋保護(hù)層厚度不足，造成鋼筋與混凝土的握裹作用減小，對混凝土變形開裂的約束作用減弱。在風(fēng)速過大或烈日暴曬的情況下施工，混凝土的收縮值增大，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。澆筑順序不合理、速度太快等施工過程會改變混凝土的質(zhì)量，降低混凝土的性能，

20、引起澆筑后混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的裂縫。大體積混凝土構(gòu)件澆筑后，抹面的次數(shù)不到位，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。 養(yǎng)護(hù)與拆模過程中的因素現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)不當(dāng)是造成混凝土收縮開裂的一個(gè)重要原因?；炷琉B(yǎng)護(hù)的目的是為了保證混凝土的正常凝結(jié)、硬化,混凝土的養(yǎng)護(hù)可改變混凝土的水化反應(yīng)速度，影響混凝土的強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長，則混凝土收縮越小?；炷琉B(yǎng)護(hù)時(shí)間過短，保持的濕度過低都會使得混凝土收縮變大，會引起裂縫。有些地下室不及時(shí)覆土,上部結(jié)構(gòu)不及時(shí)做好封閉,出入口長期敞開,屋面防水層破壞后不及時(shí)修補(bǔ),墻體和柱梁的保溫保濕養(yǎng)護(hù)不到位等,都會增加混凝土干縮速度,引起混凝土早期表面裂縫。支架預(yù)壓不夠，模板剛

21、度不夠，或拆模過早等都會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。施工時(shí)模板剛度不足, 在澆注混凝土?xí)r, 因側(cè)向壓力的作用使得模板變形, 產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。施工時(shí)拆模過早, 混凝土強(qiáng)度不足, 使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。3.4 氣候與環(huán)境影響常見的是由于氣溫變化或早期受凍所導(dǎo)致的裂縫，因此環(huán)境因素的變化差異是必然因素。其它因素有混凝土中的鋼筋銹蝕、有害化學(xué)侵蝕、地震、火災(zāi)襲擊或構(gòu)件表面受燒灼等。 溫度變化引起的裂縫外界氣溫越高,混凝土的澆筑溫度也越高。如果外界溫度下降,會增加混凝土的降溫幅度,特別是在外界溫度驟降時(shí),會增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫差, 使混凝土表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，這時(shí)對混凝土抗裂

22、極為不利。凍脹引起的裂縫 溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。大氣氣溫低于零度時(shí)，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹，可能會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。 銹蝕引起的裂縫是在結(jié)構(gòu)物投入使用一定時(shí)期后，沿主筋方向出現(xiàn)的縱向裂縫，這是鋼筋出現(xiàn)生銹初期的膨脹結(jié)果。埋在混凝土中的鋼筋發(fā)生銹蝕以后，其產(chǎn)生鐵銹的體積是相應(yīng)鋼筋體積的24倍，因而會向四周膨脹，而鋼筋四周的混凝土則限制它的膨脹，產(chǎn)生了交界面上的壓力，這種壓力就稱為鋼筋銹脹力。鋼筋銹脹力會影響鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能，而且將導(dǎo)致混凝土保護(hù)層受拉而開裂，鋼筋混凝土構(gòu)件一旦受銹脹力縱裂以后，鋼筋銹蝕速度加快，這對鋼筋混凝土

23、構(gòu)件的抗裂性、耐久性是十分不利的。4 混凝土裂縫的控制手段鋼筋混凝土裂縫控制主要是為了控制有害裂縫，減少可見裂縫，以保證結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和使用功能，裂縫控制應(yīng)根據(jù)不同的產(chǎn)生原因分別采取措施4?；炷两Y(jié)構(gòu)裂縫控制的基本原則是“ 抗” 和“ 放”5。“ 抗”是指通過提高混凝土性能, 合理的配筋和結(jié)構(gòu)構(gòu)造處理等措施來提高結(jié)構(gòu)的抗裂能力，“ 放” 是通過降低結(jié)構(gòu)的約束和自約束等程度, 從而達(dá)到減少或釋放約束應(yīng)力的目的?；炷亮芽p的控制手段主要是從設(shè)計(jì)、原材料配合比、施工、養(yǎng)護(hù)方面的裂前控制及對裂縫的及時(shí)處理及修補(bǔ)等方面的裂后控制。4.1設(shè)計(jì)方面的控制措施 建筑平面造型在滿足使用要求的前提下,力求簡

24、單；控制建筑物的長高比,增強(qiáng)整體剛度和調(diào)整不均勻沉降的能力。正確設(shè)置沉降縫、變形縫,位置和寬度選擇要適當(dāng),構(gòu)造要合理。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。當(dāng)無法回避時(shí)，應(yīng)做局部處理，如轉(zhuǎn)角處做圓角，突變處做成漸變過渡，同時(shí)加強(qiáng)構(gòu)造配筋，轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋。設(shè)計(jì)中應(yīng)重視對于構(gòu)造鋼筋的配置，特別是對于現(xiàn)澆箱梁、樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇。 控制混凝土板內(nèi)管線的預(yù)埋，板內(nèi)不應(yīng)預(yù)埋水管。其它管線預(yù)埋宜與鋼筋成斜交布置，應(yīng)避免管線立體交叉，嚴(yán)禁多層管線交錯(cuò)疊放，必要時(shí)宜在管線集散處增設(shè)垂直于管線的鋼絲網(wǎng)，增加雙層雙向抗裂構(gòu)造配筋等加強(qiáng)措施。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要避免運(yùn)

25、營荷載下的裂縫產(chǎn)生，還要避免施工荷載下的裂縫產(chǎn)生。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往對運(yùn)營荷載下的安全較為重視，而忽視了施工階段的驗(yàn)算。計(jì)算表明，在一些特殊的施工階段，結(jié)構(gòu)應(yīng)力較運(yùn)營階段應(yīng)力更為不利。因此設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)對重要的或特殊的施工階段進(jìn)行計(jì)算，確保施工階段結(jié)構(gòu)的安全性。4.2 原材料及配合比的控制 混凝土不但要滿足強(qiáng)度和抗?jié)B等級的要求, 還必須滿足施工現(xiàn)場對混凝土施工性能的要求,在混凝土的運(yùn)輸、澆筑以及成型過程中不離析, 易于操作, 具有良好的工作性能, 有助于混凝土裂縫的控制。因此, 有效控制原材料的選擇是控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的重要措施。水泥品種的選用和水泥用量的控制 水泥應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定、水化熱低

26、、含堿量低、活性好、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小, 有較好的富余強(qiáng)度, 泌水性小, 收縮較小的水泥。選擇低水化熱水泥和在保證混凝土強(qiáng)度的前提下盡量減少水泥用量是有效降低水化熱，減少混凝土因內(nèi)外溫差而出現(xiàn)裂縫的有效途徑。比如選擇礦渣硅酸鹽、普通硅酸鹽等低水化熱水泥。摻合料和外加劑 摻合料是指磨細(xì)的礦物粉料,常用的有粉煤灰、磨細(xì)礦渣、磷渣等材料,是當(dāng)代混凝土工程中不可缺少的重要組成材料?；炷林械膿胶狭喜坏鸬椒稚ⅰ⑻畛?、改善混凝的施工性能的作用,尤為重要的是摻合料還參與水泥的水化作用,對混凝土的強(qiáng)度發(fā)展、密實(shí)度、抗?jié)B性能都有較大貢獻(xiàn)。因此, 質(zhì)量符合要求的摻合料不僅取代部分水泥, 減少了水泥用量, 更對提高

27、混凝土的施工性能和耐久性都有重要作用。粉煤灰具有減水、潤滑作用，能改善混凝土的粘聚性和流動性，減少水泥用量，降低水化熱，減少混凝土收縮。外加劑能起到降低水化熱峰值及推遲峰值熱出現(xiàn)的時(shí)間, 延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間, 減少混凝土水泥用量, 降低水化熱減少混凝土的干縮, 提高混凝土強(qiáng)度, 改善混凝土和易性的作用。最常用的外加劑是減水劑,減水劑是當(dāng)代混凝土中不可缺少的組成材料。減水劑有減水、增塑的效果。在混凝土中摻加高效減水劑后, 具有在減水的前提下改善混凝土的施工性能的作用, 使混凝土的坍落度增大, 不泌水, 不離析, 有合適的凝結(jié)時(shí)間。更重要的是使用減水劑降低了混凝土的單位用水量, 改善了混凝土中毛細(xì)

28、孔的數(shù)量、結(jié)構(gòu)和分布狀況,對提高混凝土的耐久性有重要作用。減水劑應(yīng)確認(rèn)與膠結(jié)材料水泥和摻合料相適應(yīng)方可使用。為了在一定程度上增強(qiáng)混凝土的抗裂能力, 在混凝土中添加聚丙烯纖維, 也是一種有效的手段。其抗裂原理是當(dāng)裂縫擴(kuò)展到基體界面時(shí), 在界面上會產(chǎn)生對裂縫起約束作用的剪應(yīng)力并使裂縫趨向于閉合, 從而抑制裂縫或裂紋的出現(xiàn)，阻止基體中原生缺陷或微裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展，提高混凝土的溫度變形性能, 預(yù)防混凝土產(chǎn)生早期熱裂縫。骨料的選擇 增大粗骨料的比例并保證粗骨料有良好的級配，減少骨料的孔隙率，可以減少膠結(jié)材料數(shù)量，降低水化熱，提高混凝土的抗裂性能，以保證混凝土的整體性，防止裂縫出現(xiàn)。 粗骨料應(yīng)選用石質(zhì)堅(jiān)固

29、、連續(xù)級配好、粒形好、沒有堿骨料活性的碎石。骨料不得含有機(jī)雜物，產(chǎn)地、規(guī)格必須一致。水灰比的控制 由于商品混凝土生產(chǎn)廠家為便于混凝土的運(yùn)輸和泵送，往往會增大用水量，造成混凝土水灰比和坍落度過大，引起混凝土表面浮漿過厚，產(chǎn)生干縮裂縫和沉陷裂縫，因此嚴(yán)格控制混凝土的水灰比是解決混凝土裂縫最有效途徑之一。 4.3施工過程工藝控制 鋼筋綁扎位置要正確,保護(hù)層厚度要準(zhǔn)確，縱向受力的普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋，其混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑，且應(yīng)符合下表的規(guī)定6?？v向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度(mm)環(huán)境類別板、墻、殼板、墻、殼板、墻、殼梁梁梁柱柱柱C20C25-C45C50C20C25-C45C

30、50C20C25-C45C50一201515302525303030二a-2020-3030-3030二b-2520-3530-3530三-3025-4035-4035注：基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm;當(dāng)無墊層時(shí)不應(yīng)小于70mm.加強(qiáng)模板施工過程的監(jiān)督和管理。模板及其支架必須有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性, 在振搗過程中派專人進(jìn)行看模, 防止松扣下沉現(xiàn)象的發(fā)生。嚴(yán)格按配合比要求計(jì)量稱重和控制攪拌時(shí)間，使混凝土攪拌均勻，從而保證混凝土質(zhì)量；嚴(yán)格控制混凝土坍落度，對商品混凝土應(yīng)逐車檢查泵車泄料口混凝土坍落度；同時(shí)控制混凝土車運(yùn)輸和停留時(shí)間，避免因運(yùn)輸、停留時(shí)間過長，減少水分

31、損失；對較大跨度的橋梁、箱梁和高層建筑板面混凝土施工時(shí)，混凝土泵出料口宜采用布料機(jī)施工作業(yè)，使作業(yè)面布料均勻，避免混凝土不均的離析現(xiàn)象；施工時(shí)應(yīng)要求做到振搗密實(shí)，防止出現(xiàn)混凝土漏振和過振現(xiàn)象，保證混凝土密實(shí)，提高混凝土的抗裂性能。要控制好澆筑速度, 避免出現(xiàn)砂漿積聚的薄弱部位，同時(shí)對洞口及截面部位要在模板外進(jìn)行二次振搗, 防止收縮裂縫的產(chǎn)生?？刂坪妙A(yù)拌混凝土的質(zhì)量, 保證混凝土性能的同一性。根據(jù)澆筑的氣溫條件、砂石含水率變化、混凝土坍落度損失等情況, 及時(shí)對配合比的用水量和外加劑略微調(diào)整, 使混凝土的施工保持穩(wěn)定, 便于澆筑。同時(shí)將泵送混凝土的輸送管用濕麻袋覆蓋, 以避免因日曬、摩擦等因素使管

32、壁溫度升高, 加大混凝土的坍落度損失, 影響澆筑。澆筑大體積混凝土?xí)r應(yīng)選擇較適宜的氣溫, 盡量避開炎熱天氣澆筑。夏季可采用溫度較低的地下水?dāng)嚢杌炷? 或在混凝土拌和水中加入冰塊, 同時(shí)對骨料進(jìn)行遮陽、灑水降溫, 在運(yùn)輸及澆筑過程中也采用遮陽保護(hù)、灑水降溫等措施, 以降低混凝土拌和物的入模溫度；在混凝土入模時(shí), 還可以采取強(qiáng)制通風(fēng)措施,加速模內(nèi)熱量的散發(fā)7。大體積混凝土必須在規(guī)定的施工段內(nèi)連續(xù)澆筑,合理設(shè)置后澆帶, 劃分成多個(gè)施工段, 采用“化整為零”的原則減少混凝土結(jié)構(gòu)體積, 降低其約束程度, 從而減小每次澆筑的結(jié)構(gòu)體積, 并減少連續(xù)澆筑量, 確保可以有序地進(jìn)行施工作業(yè)和精心養(yǎng)護(hù), 有利于控

33、制大體積混凝土的澆筑質(zhì)量、控制混凝土的水化熱溫度變化、控制內(nèi)外溫差和降溫速率, 并能有效降低結(jié)構(gòu)內(nèi)部的約束程度, 達(dá)到防治混凝土裂縫措施的“放”的效果。4.4養(yǎng)護(hù)和保護(hù) 早期養(yǎng)護(hù)：剛澆筑后的混凝土尚處于凝固硬化階段，水化速度較快，須采取覆蓋保濕措施防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。因此加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)，尤其在7天內(nèi)始終保持混凝土濕潤狀態(tài)是防止裂縫出現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。成品保護(hù)：混凝土澆筑完后，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后方可允許在混凝土表面進(jìn)行施工作業(yè)；嚴(yán)格控制拆模時(shí)間，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后方可拆模，避免因拆模過早而產(chǎn)生裂縫。 4.5對裂縫的修補(bǔ)及處理 通過裂縫檢測、分析后, 根據(jù)裂縫的現(xiàn)狀

34、及未來發(fā)展的預(yù)測, 結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境及繼續(xù)使用的年限, 要求結(jié)構(gòu)恢復(fù)程度等因素著手進(jìn)行裂縫處理。裂縫處理的原則首先應(yīng)能保證裂縫處理后結(jié)構(gòu)原有的承載能力、整體性以及防水、抗?jié)B性能；其次要考慮溫度、收縮應(yīng)力較長時(shí)間的影響,以免處理后再出現(xiàn)新的裂縫；再次應(yīng)防止進(jìn)一步的人為損傷結(jié)構(gòu)和構(gòu)件,盡量避免大動大補(bǔ),并盡可能保持原結(jié)構(gòu)的外觀。裂縫的類型不同, 修補(bǔ)處理的方法也不相同，主要包括表面修補(bǔ)法和深度固化處理8。 表面修補(bǔ)法 表面修補(bǔ)法是對混凝土構(gòu)件表面較淺的裂縫用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂等表面涂刷處理9。這些表面裂縫一般都很細(xì)很淺,施工時(shí)，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛，清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補(bǔ)材料涂覆表面。如果表面裂縫貫通底部,出現(xiàn)漏水的情況,可通過在構(gòu)件表面貼補(bǔ)防水片等方法來解決。這種方法的缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無法深入到裂縫內(nèi)部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。 深度固化處理內(nèi)部修復(fù)內(nèi)部修復(fù)是采用壓漿泵將粘合劑及密封劑漿液灌入裂縫深部, 由于膠結(jié)料在裂縫內(nèi)部凝結(jié)、硬化而起到補(bǔ)縫作用, 從而達(dá)到恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性及防水性的目的。灌漿材料一般要求具有較好的流動性, 且具有一定的粘結(jié)強(qiáng)度。常用的灌漿材料有水泥和化學(xué)材料, 可按裂縫的性質(zhì)、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm 的裂縫, 可采用水泥灌漿；對寬度小于0.