论文关键词:建筑结构;钢筋砼结构;裂缝产生原因;预防措施
论文摘要:建筑结构产生裂缝是很普遍的现象,其中最常见的要数钢筋砼构件以及砖墙裂缝。本文分析了钢筋砼结构裂缝产生的八种原因,并给出了七种预防措施。
建筑结构产生裂缝是很普遍的现象,从理论上说,混凝土结构尤其是受弯构件总是带裂缝工作的,在使用荷载不大的情况下,没有裂缝隙或这类结构性裂缝隙非常细微,不易为肉眼所察觉。但在现实的建筑中,混凝土结构会出现各种各样的裂缝,其中最常见的要数钢筋砼构件以及砖墙裂缝。在这里主要讨论钢筋砼梁出现裂缝的原因很复杂,主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等,通常可归纳为以下几种:
1钢筋砼常见裂缝原因分析
1.1材料质量
材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好,若工程上用了这等不合格的材料就会产生“豆腐渣工程”。所以说只有材料的质量关把好了,工程质量才会在根本上得到保证。
1.2施工工艺
施工工艺涉及的面很广,不可能一一叙述,一般常涉用到的有:
水分蒸发、水泥结石的砼干缩通常是导致砼裂缝的重要原因。砼是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后砼的均匀性和密实程度。因此砼的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因。模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成砼开裂。施工过程中,钢筋表面污染、砼保证层太小或太大,浇筑中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝,施工控制不严,超载堆荷,也可能导致出现裂缝。砼养护,非凡是早期养护质量与裂缝的关系密切,混凝土尚处于未完全硬化状态时,如干燥过快,则产生收缩裂缝,通常发生在表面上,裂缝不规则,宽度小,另外水泥在水化及硬化过程中,散发大量热量,使砼内外部产生温差,超过一定值时,因砼的收缩不一致而产生裂缝。避免在极端天气条件下施工,可以减少砼结构的开裂情况。
1.3地基变形
在钢筋砼结构中,造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、外形、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的。
1.4温度变形
砼具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/0C。当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过砼的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积砼的裂缝等。
1.5湿度变形
砼在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般为0.2~0.4‰,其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是掺加微膨胀剂等,这样可基本解决砼的早期干缩问题。
1.6结构受荷
结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件,在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不答应出现裂缝则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。
1.7设计欠周全。如截面不够、梁的跨度过大、高度偏小,或者由于计算错误,受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理、结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中,构造处理不当,现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋,或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均轻易导致砼开裂。
2预防措施
通过以上分析,在工程裂缝中有很大一部分是可以通过设计手段、施工手段来克服。
2.1材料选用
水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。
粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。
细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。
外掺加料:宜采用减水剂等外加剂,以改善砼工作性能,降低用水量,减少收缩。
2.2配料
配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量。禁止任意增加水泥用量。配制砼时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀,离析的砼必须重新拌匀后,方可浇筑。
2.3配筋
钢筋的配置应严格按施工图施工,尤应重视以下各点:
钢筋品种、规格、数量的改变、代用,必须考虑对构件抗裂性能的影响。钢筋的位置要正确,保护层过大或过小都可能导致砼开裂,钢筋间距过大,易引起钢筋之间的砼开裂。
2.4模板工程
钢筋砼结构裂缝的预防,在模板工程中应注重以下几点:
模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致砼裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(非凡是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。合理把握拆模时机,拆模时间过早,应保证早龄期砼不损坏或不开裂,但也不能太晚,尽可能不要错过砼水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。
2.5砼浇筑
砼浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。加强砼的早期养护,并适度延长养护时间,在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护,在浇水养护有因难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保湿材料等方法。
2.6设计构造
建筑平面选型时在满足使用功能要求的前提下,力求简单,平面复杂的建筑物,轻易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。合理布置纵横墙,纵墙开洞应尽可能小。控制建筑物有长高比,长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。减少地基的不均匀沉降,除了前述的措施外,在基础设计中可以采取调整基础的埋深度,不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。适当加强基础有刚度和强度。层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝,即使出现了裂缝,也能阻止其进一步发展。正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适,构造要合理,可以和其结构缝合并设置。限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,同样,也可以和其它结构缝合并使用。部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋砼梁,以适应窗台的变形,防止窗台处产生竖直裂缝。
2.7施工技术
加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收,对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利的地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。开挖基槽时,要注重不扰动其原状结构。合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较
深的基础,以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建(构)筑物各部分荷载相差较大时,一般应施工重、高部分,后施工轻、低部分。
综上分析,钢筋砼结构裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,加强设计施工及使用等方面的治理,确保结构安全和避免不必要的损失。