浅谈混凝土裂缝的成因与控制措施

第３２卷第１２期　２　０　０　６年６月　山　西　建　筑　ｓＨＡ卜ⅨＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ　兀瓜Ｅ　Ｖｏ１．３２　ＮＯ　１２　Ｊｕｎ．２００６　・１２１・　文章编号：１００９．６８２５【２００６）１２．０１２１．０２　浅谈混凝土裂缝的成因与控制措施　崔玲翠　摘要：通过多年的实验现象观察和查阅有关混凝土内部应力方面的专著，对混凝土裂缝产生的原因、现场混凝土温度　的控制和预防裂缝的措施等进行了阐述，以提高混凝土施工质量。　关键词：混凝土，裂缝，温度应力，控制措施　中图分类号：ＴＵ７５５．７　文献标识码：Ａ　混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土　弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这…时期在７昆凝土　的裂缝较为普遍，在各种工程中裂缝几乎无所不在。尽管在施工　内形成残余应力。　中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，对　２）中期：自水泥放热作用基本结束时起至７昆凝土冷却到稳定　混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。　温度时止，这个时期温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气　在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这　温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期　主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度　间混凝土的弹性模量变化不大。　裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度　３）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是　变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。经常遇到　外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。　的主要是施工中的温度裂缝，现仅对施工中混凝土裂缝的成因和　２．２根据温度应力引起的原因分类　ｒ　处理措施做一探讨。　１）自生应力：世界上没有任何约束或完全静止的结构，如果　１裂缝的原因分析　内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度　？昆凝土中产生裂缝有多种原因，有设计方面的、材料方面的、　应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温　混凝土配合比设计、施工及现场养护、使用（外界因素）等，但主要　度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。　是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合　２）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能　理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降。　自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。　混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，　这两种温度应力往往和混凝土千缩所引起的应力共同作用。　在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝　３温度的控制和防止裂缝的措施　土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混　３．１控制温度的措施　凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂　１）采用改善骨料级配，用干硬性ｆ昆凝土掺ｆ昆合料，加引气剂　能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化　或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；　较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、　２）拌和混凝士时加水或用水将碎石冷却以降低？昆凝土的浇　时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂　筑温度；　缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的１／１０左右，　３）热天浇筑混凝土时减小浇筑厚度，利用浇筑层面散热；　短期加荷时的极限拉伸变形只有（０．６～１．０）×１０　，长期加荷时　４）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；　的极限位伸变形也只有（１．２～２．０）×１０　。由于原材料不均匀，　５）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混　水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝　凝土表面发生急剧的温度梯度；　土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于　６）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷　出现裂缝的薄弱部位。　季节采取保温措施。　在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承　３．２改善约束条件的措施…　受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内　１）合理地分缝分块。　出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不　２）避免基础过大起伏。　出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由　３）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。　最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相　此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表　当大的拉应力。有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力，　因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工　面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要，应特别　注意避免产生贯穿裂缝，出现后耍恢复其结构的整体性是十分困　极为重要。　难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。　２温度应力的分析　在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇　２．１根据温度应力的形成过程分类　筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆　１）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约３０　ｄ。　模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。为保证混凝土工程质　这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土　量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开　收稿日期：２００５．１２．１１　作者简介：崔玲翠（１９６９），女。助理实验师，山西建筑职业技术学院，山西太原０３０００６　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３２卷第ｌ２期　・１２２・　２　０　０　６年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ　Ｉ、ＵＲＥ　Ｖｏ１．３２　Ｎｏ．１２　Ｊｕｎ．２００６　文章编号：１００９．６８２５（２００６）１２．０１２２．０２　地下连续墙充当高层箱基墙体接头防水与构造　原孔雀　摘要：提出了地下连续墙作为高层建筑地下承重结构的技术方案，详细探讨了地下连续墙充当高层箱基墙体接头防水　与构造的措施，以推广地下连续墙的使用，从而达到降低工程造价，缩短工期的目的。　关键词：地下连续墙，结构构造，桩基础，高层箱基　中图分类号：ＴＵ４７６．３　一文献标识码：Ａ　般高层建筑深基坑开挖时，如果地下水位较高，基坑支护　间控制要求较高，且存在整体刚度和渗漏问题。作为承重结构地　工程就成为基础工程中的一个主要问题，传统的基坑支护需要打　下连续墙其整体刚度较差，传递剪力的能力低，所以这种接头构　设钢筋混凝土灌注桩进行护坡以防止土坡坍塌，还需要在护坡桩　造不适应。　的后面打设两排密集的深层搅拌桩或高压旋喷桩以防止坑周围　接头箱连接、双层隔板、双十字钢板接头均可以使相邻槽段　对主体结构传来的剪力有很好的传递和抵抗作　土体渗水和管涌冒砂现象出现，这种传统的支护方案运用于绝大　的水平钢筋搭接，多数高层建筑的地基基础工程中。与地下连续墙相比这种方法　用，作为挡土结构这些接头有较好的传递水平弯矩能力，如果构　最大的优点是施工方法简单，施工技术易掌握，缺点是工期长开　造合理，可以与墙体有相同的抗弯能力，作为承重地下连续墙他　挖量大，而且施工期间基坑坍塌、管涌事故多，尤其是施工浪费　们是理想的接头构造形式。　大。如一栋高层地下工程打设的钢筋混凝土灌注桩和防渗漏帷　工字钢既是承受垂直方向的力矩与水平剪力的主要构件，也　幕桩，一次性投资需要１００多万元，待地下工程结束后将被闲置，　是两槽段之间的结合构件，可当作由工字钢支承的简支梁来设　变成无用品埋在地下，甚至对高层建筑周围地下管线工程造成一　计。这种接头在非常靠近大型建筑物而槽段长度较短的情况下　定的困难。采用地下连续墙作为高层建筑的内外墙，虽然它的单　是有效的，但整体刚度和抗弯能力均不能满足要求。　位立方钢筋混凝土的造价较护坡用钢筋混凝土高出２５％左右，　凹凸型楔形接头的优点是渗流途径长，折点多、抗渗性能好，　但它起到护坡、防水与结构承重的双重作用，使得整体成本下降　而且使平面外抗剪能力得到较大地提高，这种接头施工难度小，　２５％左右，而且施工速度快，对于周围建筑物密集开挖受到限制　操作方便，易保证质量。但整体刚度和抗弯能力均较差。　时其优势更加突出。所以地下连续墙作为高层建筑地下承重结　构是一项值得推广的技术方案。　分析各种接头形式的优缺点，作为承重地下连续墙应优先考　虑使用刚性接头——接头箱连接、双层隔板、双十字钢板接头，它　们均具有较大的刚度、抗弯能力和抗剪能力。从施工工艺简单、　１　地下连续墙接头构造分析与防水　力和防渗要求，还要施工简单。按使用接头工具的不同可分为接　头管（锁口管）、接头箱、双层隔板接头、Ｈ型钢接头、双十字钢板　以及改进接头——凹凸型预制钢筋混凝土楔形接头桩等几种常　用形式。　应优先选用接头管和　地下连续墙单元槽段依靠接头连接，这种接头通常要满足受　难度小、易保证质量、施工投入小方面考虑，预制钢筋混凝土凹凸型楔形接头。　由于地下连续墙是泥浆护壁成槽，接头混凝土面上必然附着　有一定厚度的泥皮（与泥浆指标、制浆材料有关），如不清除，浇筑　混凝土时在槽段接头面上就会形成一层夹泥带，基坑开挖后，在水　接头管连接是国内外迄今使用最多的一种非刚性接头形式。　压作用下可能从这些地方渗漏水及冒砂。为了减少这种隐患，保　施工中必须采取有效的方法进行清刷接头壁面。　其优点是用钢量少、造价低，但一次性投入较多，对起吊设备及时　证连续墙的质量，裂的措施之一。　得以圆满地解决。　综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需　参考文献：　要做好混凝土的降温和保温工作，以防止由于混凝土内外温差过　［１］混凝土研究协会，混凝土裂缝检测、控制与修补新技术［Ｍ］　大而引起的温度裂缝。　北京：中国科技文化出版社．２００５．４０．４１，　随着当今对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断　［２］Ｊ　Ｔｌ　０４１　２０００，公路桥涵施工技术规范［Ｓ］．　发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋｓ　ＣＵＩ　Ｌｉｎｇ－ｃｕｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｕｐｏｎ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｙｅａｒｓ’ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ　ｉｎ　ｏｂ￣ｒｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａＩ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ　ａｎｄ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓ　ａｂｏｕｔ　ｉｎｔｅｍａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｆ　ｏｎｃｒｅｔｅ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋｓ　ａｒｅ　ｃａｎａｌｙｚｅｄ；ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｆｏｒ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｃｒａｃｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｃｒａｃｋ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ，ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅ　收稿日期：２００５　１２　２２　作者简介：原孔雀（１９６８．），女，工程师，山西铝厂房地产处，山西河津０４３３００