顶板裂缝处理

顶板裂缝处理（共8篇）

顶板裂缝处理 篇1

1 工程概况

大桥工程项目是某江上重要城市桥梁, 全长约10公里。此为该大桥连接城市与南大桥的引桥工程。引桥某施工段顶板处夏季6月份施工, 室外气温48.6℃ (红外线测温仪测得) , 浇筑方量约1510m3, 浇筑砼时间很长约26.5h (约在6:10至次日8:40) 。采用C50商品混凝土, 混凝土车运输至大桥施工现场再由两部27m泵车泵送至作业面上进行浇筑, 振捣工具为插入式振动器及平板振捣器。混凝土C50配合比如下表。箱梁顶板表面在浇筑后几小时到十几小时及凝结硬化后的几天到几十天出现了裂缝, 缝宽在0.05~3㎜之间, 裂缝纵横交错, 没有规律, 多沿短向分布, 且长短不一, 互不连贯, 见图1、2所示。经现场混凝土取芯样抗压强度试验, 强度满足设计要求。

2 造成顶板裂缝的原因分析

顶板表面在浇筑后的一段时间内出现了裂缝, 宽在0.05~3㎜之间, 纵横交错, 没有规律, 多沿短向分布, 且长短不一, 互不连贯。从裂缝的特征、浇筑时的环境、施工配合比及已浇筑的顶板表面特征看主要为高强混凝土收缩引起的裂缝。

高强度混凝土早期收缩较大, 这些裂缝一般在浇筑后几小时至十几小时出现或混凝土凝结硬化后的几天至几十天内。由于高强混凝土单方中有25%以上握裹胶状材料且掺用LJS-X (聚羧酸盐类缓凝高效减水剂) 掺量为水泥总量的1%, 水灰比为0.28~0.33, 改善了混凝土的微观结构, 给高强度混凝土带来较多优良的性能, 但是忽视了其负面影响, 其负面效应最突出的问题是混凝土收缩裂缝概率成倍增加, 尤其在高温季节更是负薪救火, 易产生干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、化学收缩和自收缩。

(1) 当混凝土在不饱和的空气中施工时, 混凝土中化学结合水因与水泥化合而不断减少, 易造成毛细孔中的水分不饱和而产生压力差, 因而引起混凝土的收缩。高强混凝土的水灰比低, 自由水分少, 在高温季节施工的体表比悬殊构件表面失水更快且内部的毛细孔和凝胶孔的吸附水也随水化产生的高温蒸发失去, 故高强混凝土在掺用聚羧酸盐类缓凝高效减水剂的情况下易产生塑性收缩裂缝。

(2) 当水灰比为0.30左右时, 自收缩占总收缩的60%左右。高强混凝土由于水灰比低, 早期强度较快的发展, 会使自由水消耗快, 致使孔体系中相对温度低于80%, 而高强混凝土结构较密实, 外界水难于渗入或不及时补给, 导致混凝土产生自收缩而造成裂缝。高强混凝土的总收缩中, 水灰比越低, 自收缩所占比例越大。由此可见低水灰比特别在高温季节掺用聚羧酸盐类缓凝高效减水剂所配制的混凝土不能忽略其自收缩。掺用聚羧酸盐类缓凝高效减水剂所配制高标号低水灰比的混凝土过度黏稠, 温度高蒸发快难于对施工工艺进行二次或多次收浆从而无法进一步抑止收缩裂缝的进展。由成型混凝土表面较粗糙可见, 如图3、4、5、6所示。

(3) 高强混凝土内部及外界温差造成的温度收缩。对于强度要求较高的混凝土, 水泥用量相对较多, 水化热大, 温升速率也较大, 一般可达45℃左右, 加上初始温度可使最高温度超过90℃, 一般混凝土的热膨胀系数为10×10-06℃, 当温度下降25℃时造成的冷缩量约为2.2×10-04, 而混凝土的极限拉伸值只有1.2×10-04。在内部达到最高升温时, 或混凝土表面急冷时, 特别在刚初凝阶段大量井下水的浇淋产生的温差极易造成温度收缩。因冷缩常引起混凝土开裂, 其不仅仅出现在大体积混凝土中, 凡是内外有较大温差的结构和体表比较大都有出现的可能, 裂缝长度、宽度及深度均不一。如图7、8、9、10所示。

(4) 高强混凝土的化学收缩引起的。水泥水化后, 固相体积增加, 但水泥水体系的绝对体积则减小, 形成许多毛细孔缝, 高强混凝土水灰比小, 高温蒸发又带走大部分水化应需的水分, 尤其是体表比较大的构件水分蒸发更快, 掺用聚羧酸盐类缓凝高效减水剂, 水化程度受到制约, 还没来得及达到抵抗拉的应力, 高强混凝土就产生了化学收缩而形成裂缝。

(5) 浇筑的混凝土, 因失去内部毛细孔或凝胶孔的吸附水而主产生收缩, 当因收缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度时则出现裂缝, 大多为表面性的, 一般在浇筑后一段时间内出现干缩裂缝, 如湿度低、遭遇干燥, 养护不及时、不当或停止养护后使混凝土中多余的水分过早蒸发, 特别是板形或壁形混凝土结构, 就会产生很大的收缩变形, 出现干缩裂纹。干燥收缩裂缝发生的机会最多, 收缩值较大, 是最常见的裂缝之一。从而影响混凝土的整体性和耐久性。当混凝土已有充分的强度后, 遇干燥, 就不再产生裂纹现象。如图11、12所示。

3 处理措施

这些裂缝对结构影响较大, 会使钢筋锈蚀, 瓦解钢筋与砼的粘结与握裹力, 有损感观。应采取措施进行妥当处理。

(1) 已发现有裂缝的构件, 用钢丝刷把表面的水泥薄膜刮除, 扫刷干净, 再冲洗凉干;

(2) 用同种品牌、类型和标号 (或高一等级同种品牌、类型) 的1:1水泥浆刮平, 抹压光, 湿养护;

(3) 对新浇捣的混凝土构件, 在初凝时进行二次或多次收浆压实;

(4) 路面工程时, 沥青路面沥青用量适当加大, 铺筑加厚些, 以防雨水或运输各种减酸性液体的腐蚀。

4 防止措施

从上述可知, 此混凝土的裂纹, 主要与湿度、温度、水灰比、外加剂、养护等有关, 如能加强养护, 在保证质量的前提下尽量使配合比的水灰比大些, 选用的外加剂应适宜气候, 混凝土在硬化期间, 尤其是初凝硬化期需经常处于潮湿状态, 避免水分过早的蒸发, 或使混凝土在较高的温度和湿度条件下, 加速其硬化过程。主要防止措施有:

(1) 混凝土拌和站对原材料遮阳, 搭建工棚, 避免太阳直射骨料, 控制组成混凝土的材料的质量及骨料的级配要符合规定, 跟据气候、运程及施工浇筑工艺间的水分蒸发量控制适当水灰比, 严格按配合比计量, 控制用水量和加水量, 搅拌要均匀。

(2) 在高温季节优先采用有冷却装置的搅拌设备;

(3) 混凝土运输车运输过程中利用自身机械设备对罐体表面进行喷水降温;

(4) 正确撑握振捣方法, 确保构件混凝土均匀密实, 并抹平二次收浆压实。

(5) 减少水泥用量可以使用52.5号水泥, 在保证质量的情况下水灰比适当放宽, 在高温季节不宜选用特效减水剂或采用过高减水剂等系列外加剂, 以保证正常的水化与施工工艺;

(6) 及时做好进场抽检试验, 确保水泥的安定性符合规范要求, 不得边浇混凝土边进行水泥;

(7) 混凝土到工地后必须测量入模温度和坍落度试验, 不合格的混凝土坚决不得使用;

(8) 对模板混凝土和钢筋必须用水降温, 但又不得出现在模板内有积水现象, 保持模板潮湿状态;

(9) 顶板必须在使用插入式振捣后再用平板振动器振捣, 保证平整而不得过振, 表面必须收浆三次以上;

(10) 在气温高、湿度低、风速大的天气施工时, 水分蒸发很快, 构件因失水快应加强对混凝土的遮盖、挡风、湿养护工作。顶板表面能够上人或硬化后立即覆盖喷水养护是根据外界气温一般应在混凝土浇筑完毕后3~12h内用草帘、芦席、麻袋、等适当材料将混凝土予以覆盖, 并经常喷水保持湿润, 不间断喷水养护, 须注意不得集水卡管冲浇;

(11) 缩短混凝土浇筑时间, 原则上同一联浇注不得超过24小时。合理做好班次作业时间安排, 每个班次作业时间不得超过8小时, 尽量避免白天最高气温时浇筑砼;

(12) 确保混凝土施工质量, 每次砼浇注时现场必须有项目部技术负责人在指挥调度。

(13) 应每次浇筑前进行混凝土浇筑技术交底, 并对上一次浇筑产生的情况进行分析总结;

(14) 发挥监管单位的事前、事中、事后的质量监控工作实效;

(15) 加强队伍人员的思想素质教育。

5 结语

在使用高标号混凝土时, 我们不能把当初条件和因素下试验成功的配合比一直用在用一标号的部位上, 应跟进考虑分析内外界因素改变对配合比造成的影响。对于高效减水剂来说, 水泥产品及添加物的适应性, 胶凝材料活性程度及外界因素所带来的问题都应考虑在内, 并恰时优化混凝土配合比。因浇筑混凝土班组基本上是文化层次较低的, 更不用说混凝土的专业性, 试验室技术人员及试配人员不应只待在试验试室内简单的含水率上的投料配合比的调整, 应走出试验室去熟知外界因素, 施工现场条件, 结合内外界因素对混凝土产品的质量在生产时时进行控制, 并对施工现场成型进行指导说明, 把现场收集的信息反馈到技术中心进行处理这样的裂缝是可以避免产生的。同时混凝土供应商与施工方形成了二条脚, 在混凝土生产与成型的整个过程双方应协调一致, 加强管理方能走好这条质量路。

顶板裂缝处理 篇2

（裂缝、蜂窝麻面）

一，概况：

1.设计概况：地下室的抗震等级为二级；防水等级为二级。外围护墙为C35防水密实性砼，抗渗等级为S8，墙厚为350mm，墙的竖向配筋①￠14＠100，②￠22＠100；墙体水平配筋③￠14＠150，④￠14＠150；地下室墙板两片钢筋网间设￠6＠400拉结筋，外墙迎水面的保护层厚度为50mm。顶板为C35防水密实性砼，抗渗等级为S8，板厚为180mm、250mm，板顶通长筋骨￠14＠200双向布置，板底通长筋￠12＠150双向布置；顶部支座附加筋￠12＠200，顶部支座附加筋￠16＠200，顶部支座附加筋￠18＠200，保护层厚度为20mm。

2.天气情况：19区地下室柱、剪力墙施工于2011年6月22日17时至2011年6月22日20时许混凝土标号为C35P8,施工期间天气为阴天，最低温度29度，最高温度35度

东北风1-2级

相对湿度低于40％-70％；19区顶板施工于2011年07月12日13时至2011年07月13日20时许混凝土标号为C35P8,施工期间天气为阴天，最低温度27度，最高温度37度

东北风2-3级

相对湿度低于50％-80％。10区剪力墙施工于2011年07月27日 17时至07 月27 日22时许混凝土标号为C40,施工期间天气为晴天，最低温度28度，最高温度38度

东北风2-3级

相对湿度低于50％-75％；10区顶板施工于

2011年08月04日15时至2011年08月06日04时许混凝土标号为C40,施工期间天气为阴天，最低温度26度，最高温度35度

微风2-3级

相对湿度低于60％-80％。1区剪力墙施工于2011年07月31日 18时至07 月31 日21 时1区施工于2011年08月10日18时至2011年08月12日05时许混凝土标号为C35P8,施工期间天气为多云，最低温度25度，最高温度33度

北风1-3级

相对湿度低于50％-70％。4区剪力墙施工于2011年08月19日 17时至08月19日20时许混凝土标号为C40,施工期间天气为多云，最低温度26度，最高温度33度

东北风3-5级

相对湿度低于50％-85％；4区施工于2011年09月8日18时至2011年09月10日11时许混凝土标号为C35P8,施工期间天气为多云，最低温度24度，最高温度35度

东北风2-3级

相对湿度低于60％-70％。3.养护方式：先行浇捣达到终凝开始对板面进行了浇水养护，保持板面湿润状态，采用土工布铺贴板面保水及做边岸蓄水养护。养护时间每区的养护周期为14天。4.施工工艺：

（1）根据设计要求通知商品混凝土公司准备砼。

（2）泵送混凝土前，先把储料斗内清水从管道泵出，达到湿润和清洁管道的目的，然后向料斗内加入与混凝土配比相同的水泥砂浆（或1：2水泥砂浆），润滑管道后即可开始泵送混凝土。

（3）混凝土泵送从低到高，从南至北连续作业，并对运送至工地现场商品混凝土抽取做坍落度测试。

（4）按照施工要求振捣砼。先用振动棒振捣砼，不超过2小时内拉动振动板振动板面使板面砼密实。

（5）混凝土快要初凝时对板面进行收面并进行清光及拉毛处理板面。

5.强度：地下室顶板梁板砼标养试块经见证取样及见证送检，送厦门检测中心检测强度19区：41.0Mpa、40.8Mpa、41.0Mpa、40.6Mpa、40.5Mpa、41.2Mpa、41.0Mpa、40.4Mpa（详见福建省建筑工程质量检测中心有限公司报告编号：XCK11112514G、XCK11112593、XCK11112701G）；10区：44.6Mpa、43.6Mpa、43.8Mpa、41.1Mpa、40.8Mpa、44.4Mpa、41.7Mpa、46.8Mpa、43.4Mpa、41.4Mpa、43.7Mpa（详见福建省建筑工程质量检测中心有限公司报告编号：XCK11114432、XCK1111444G、XCK11114597）；1区：44.2Mpa、43.1Mpa、43.6Mpa（详见福建省建筑工程质量检测中心有限公司报告编号：XCK11115138）；地下室顶板砼同条件试块经见证取样及见证送检，送厦门检测中心检测达到强度19区：41.2Mpa、41.6Mpa、41.1Mpa、41.1Mpa、41.6Mpa、41.6Mpa（详见福建省建筑工程质量检测中心有限公司报告编号：XCK11112637、XCK11112648）；10区：47.2Mpa、50.6Mpa、51.2Mpa、51.6Mpa、52.0Mpa、51.3Mpa（详见福建省建筑工程质量检测中心有限公司报告编号：XCK11114565、XCK11114566）；1区：45.4Mpa、49.4Mpa、51.4Mpa、53.5Mpa、45.1Mpa、49.2Mpa（详见福建省建筑工程质量检测中心有限公司报告编号：XCK11115181、XCK11115182）；4区：62.7Mpa、65.3Mpa、50Mpa、49.8Mpa、54.1Mpa、44.7Mpa（详见福建省建筑工程质量检测中心有限公司报告编号：XCK11118542、XCK11118543）。于2011年9月24日我司对地下室顶板梁板进行现场随机抽点，对板面进行回弹法检测砼强度，检测结果均达到设计C35标准值35.0MP均符合达到设计的强度要求。6.缺陷落情况

1）、板面的裂缝：共有19条，最长为76cm； 最短为20cm，裂缝的宽度为0.1~0.2mm，呈不规则分布，板面出现细裂缝多处，各别出现贯通裂纹，梁未出现裂缝。剪墙面的裂缝共有13条，最长为260mm~1560mm； 最短为20cm，裂缝的宽度为0.1~0.2mm。剪力墙的裂缝在跨度方向1/3处、1/2处的墙高的中部，梁柱处无出现裂缝。

2）、砼外观感质量缺陷：柱墙、梁板及梁柱接头出现蜂窝及麻面，部份有露筋现象；最大面为0.01m2。施工缝处砼结合不好,有缝隙或夹有杂物,梁、板、柱、墙及洞口直角处,砼局部掉落,不规整,棱角有缺陷，表面不平整,柱、墙、梁等砼外形竖向偏差、表面平整超过允许偏差值。

二、原因初步分析：

1、裂缝：由于采用泵送商品砼，砼水灰比过大，砼的水化热造成干缩裂缝。砼表面收浆过早或不及时不到位。经相关单位（设计、业主、监理，我司）现场分析，判定为非结构性裂缝。

2、砼外观感质量缺陷：砼坍落度过小；节点的钢筋截面过密，摆放不合理，保护层无垫设到位；砼工人振捣不到位。模板的板缝过大，拼缝不严密，从而产生漏浆。经相关单位（设计、业主、监理，我司）现场分析，判定不影响结构。

三、处理方案。

1、裂缝处理：

1）对板面进行闭水试验，准确对裂缝位置进行标记并在图纸上标记具体位置和分布情况。

2）对板面细小的龟裂纹采用板底用环氧胶泥批腻，加铺玻纤布。3）局部通长、缝较宽的在裂缝处开V形槽，向其内注入结构胶，在板底用环氧胶泥批腻，加铺玻纤布。

2、砼外观感质量缺陷处理：

1）对于数量较少的蜂窝、麻面、露筋的混凝土表面，可用1：2.5水泥砂浆抹面处理，在处理前用钢丝刷刷净浮灰并用水冲洗干净，润湿后直接抹水泥砂浆。

2）

当蜂窝和露筋严重时，应凿除其不实的浮动石子，用水冲洗

干净充分润湿后，先刷一道素水泥浆，再用比原混凝土强度高一等级的细石混凝土堵塞捣实。

3）

当混凝土结构构件出现孔洞时，先剔凿掉其附近的不密实混凝土或裸露的石子，用水冲洗干净保持湿润72小时以后喷涂一道素水泥浆，用比原混凝土等级高一等级的细石混凝土堵塞捣实。控制好混凝土的水灰比，一般不大于0.5并掺一定数量的铝粉作为膨胀剂，为防孔洞顶部在填塞混凝土时形成死角，支模时在孔洞上部要形成一定的斜角，以保证混凝土的充盈，脱模后凿除多余的混凝土。

四、施工实施方案：

1.项目部组织专门的人员进行施工确保质量。2.针对不同的裂缝选用不同的施工方案的进行处理。3.处理完毕后再做闭水试验查漏补缺。4.跟踪后期裂缝的发展情况。

5.针对不同的砼缺陷部位选用不同的施工方案的进行处理。6.认真对已施工的砼进行全面的排查，修补到位。

五、针对后续施工的预防措施：

1.对施工现场混凝土坍落度的抽检的次数严格控制，保证砼水灰比不易过大。

2..对后期施工的砼进行过程加大跟踪力度，并组织砼施工班组进行针对性的技术交底及岗前学习。

3.浇捣过程中定期对前面浇捣的砼进行巡视，由专人对砼振捣工进行跟进，发现问题立即向监理单位及建设单位反映情况处理问题 4.严格控制施工工艺，确保砼浇捣的质量。5.对商品砼质量严格把关，把问题在源头就处理。6..对浇捣的砼施工后进行及时的养护，防止裂缝发生。

福建省麒麟建设工程集团有限公司

顶板裂缝处理 篇3

在城市建设和发展的过程中, 地下室的建设一方面减少了对土地资源的占用, 同时也给人们的生产和生活带来了非常大的便利。超长地下室成为当前地下室结构当中非常重要的一种形式, 地下室的顶板裂缝现象也越来越严重, 这对结构的安全性和稳定性都产生了十分不利的影响, 我们必须要采取有效的措施加以改进和控制。

2 超长地下室顶板裂缝产生的原因

2.1 设计不合理

通常, 在地下室的规模相对较大时, 顶板部分的设计多半采用平板和梁板设计的形式。从20世纪末开始, 一些大面积的地下室在设计的过程中都采用了平板结构。此外, 很多设计单位为了更好的保证自身的发展水平, 在建筑市场上也比较推崇这种平板结构的设计形式。所以平板结构在当时的结构设计当中是非常流行的, 甚至还有一些设计者认为采用这种结构设计形式可以大大降低设计中的成本投入。虽然平板结构在后期发展的过程中虽然已经没有了之前的热度, 但是这种设计方式还是会在很多工程当中得以应用。。而之所以这种设计方式得以长期应用, 就是因为它能够有效的降低地下室的高度。;但是在地下室高度条件完全相同的情况下, 平板结构和梁结构在工程造价方面并没有产生十分明显的差别, 甚至梁板结构的经济性更强。此外超长地下室在设计的过程中会出现顶板设计变更的现象, 施工人员在工程建设的过程中不能严格的按照施工的具体要求对其加以控制和操作, 这样一来就使得超长地下室的顶板结构在可靠性方面存在着非常严重的欠缺。

2.2 加强措施不起作用

当前, 超长地下室的数量和规模都呈现出了非常显著的发展态势, 人们在工程建设的过程中对混凝土结构的地下室顶板裂缝的重视程度越来越高。施工单位在开展地下室顶板建造的过程中一般会采用减小顶板裂缝的措施。比如说在施工的过程中预先划分出混凝土后浇带和巩固加强带, 但是在工程实际的建设当中, 很多施工单位对工程质量的监督并不是十分的重视, 因此也出现了监管不严的现象, 这样也就使得裂缝管理相关的措施都不能充分的发挥其积极的作用。这种问题集中的表现在预先划分出来的后浇带必须要经过一段时间以后才能进行封闭处理。但是一些施工单位在这一时间还没有达到要求的时候就进行了封闭处理。此外, 巩固加强带在施工的过程中对混凝土性能方面的要求是十分严格的, 但是一些施工单位为了降低工程的资金投入, 会在这一过程中使用一些质量不达标的混凝土材料, 这样也就使得其功能得不到充分的发挥。此外地下室顶板工程在建设和施工的过程中, 顶板结构设计和施工环节出现了严重的脱节现象。这也是导致裂缝产生的一个非常重要的原因。地下室顶板设计者在开展设计工作的时候, 一般要求施工方要使用低收缩的混凝土材料, 但是并没有给出一个具体的数值, 因此在施工中, 施工人员对究竟使用什么样的混凝土并不是十分的清楚, 所以设计人员的设计意图也并没有得到充分的理解和展现。因此。设计人员在对地下室顶板开展设计工作的时候, 一定要给出一个十分明确的收缩限制数值, 这样才能正好的保证设计和施工紧密相连, 从而也使得超长地消失顶板工程的质量和水平得到有效的保证。

3 超长地下室顶板裂缝的处理措施

3.1 分类处理不同的裂缝

如果超长地下室顶板出现裂缝, 首先应该查明裂缝对整体顶板结构的损害程度, 再根据损害程度来寻找相应的处理措施一般来说, 顶板裂缝宽度小于。2mm的短线裂缝对整体顶板结构是没有损害的, 这种裂缝一般可以忽略不计;但是如果裂缝宽度不小于。2mm的缝隙线程较长, 为了不使顶板结构中的钢筋腐锈, 影响顶板整体的承压能力, 应该及时用环保透氧胶泥对其实行封闭;如果顶板产生的裂缝是纵向的漏水裂缝, 裂缝周围顶板结构中的钢筋极容易被水腐绣, 为了不造成严重的后果, 要及时使用具有水溶性的聚氨酷对纵向裂缝实行化学方式的灌浆;最后一种, 如果顶板产生的裂缝虽然是纵向的, 但是并不是漏水裂缝, 直接用环保透氧树脂进行物理方式的灌浆, 加强整体顶板的牢固性。

3.2 提高地下室顶板的承压能力和抗裂缝能力

如果超长地下室的顶板在建造时使用的是平板结构, 如果产生裂缝的话可以用等距离替代框架对顶板的弹性进行分析, 并将分析出来的结果作为顶板承受力计算以及顶板抗裂缝计算的根据。如果地下室顶板设计结构没有出现裂缝, 在计算承受力时使等距离替代框架是可行的, 但是在进行顶板抗裂缝计算时如果使用等距离替代框是存在一定安全风险的如果地下室顶板设计结构已经出现了裂缝, 整个顶板的内力将会自行重新调整。顶板内力的重新调整会引起平板结构弯矩的增大只按照弹性分析得到弯矩来计算顶板的承受力的方法是缺少安全性的, 所以跨中的弯矩设计应该大于分支梁弯矩如果经过弹性计算, 得出已经裂缝的顶板结构中配备的钢筋较少, 就要对整体顶板的承压力进行详细的校对和核准, 如果证实顶板承压力不满足标准要求, 可以在原有的混凝土顶板上再重新覆盖一层新的新的混凝土, 并且在重新覆盖的过程当中, 在混凝土中增多钢筋来加强新旧混凝土顶板整体的结构的稳固性。

3.3 合理计算混凝土结构温度

超长地下室在施工过程中, 要对混凝土的结构进行温差计算, 混凝土结构温差主要包括季节的变化造成混凝土温度的变化和混凝土收缩等效温差两方面。在对混凝土结构温差进行计算时, 要着重注意混凝土中硷这个元素季节性温差指的是地下室顶板在建造完成时周围环境的温度和投人使用时周围环境温度的差, 超长地下室在建造中如果使用硷结构, 计算季节温度的方法如下:夏秋季节, 混凝土结构温度的计算主要依据相同纬度和地下室建造相类似的工程所使用的混凝土的温度实际值来决定。在冬季, 顶板建造如果已经成型时, 可以采用冬季每个月平均温度的最小值和投人使用后顶板周围环境温度的差来计算顶板混凝土结构的温差。

结束语

在超长地下室顶板设计和建造的过程中还存在着很多的不足, 这些不足都会导致顶板裂缝的问题, 所以只有采取有效的措施对这些因素加以控制和改进, 才能更好的保证超长地下室顶板的质量。当前, 我国的城市化建设水平在不断提升, 对超长地下室的建设需要也会在这一过程中不断的上升, 所以在这样的情况下, 一定要对顶板裂缝控制加以重视, 这样才能保证地下室结构的安全性。

参考文献

[1]徐茂辉, 常亮.某大型地下室的顶板裂缝分析及抗裂措施探讨[J].四川理工学院学报 (自然科学版) , 2012 (2) .

某地下室顶板裂缝成因分析 篇4

某建筑工程由六栋住宅楼和一个整体地下室工程组成,基础均为人工挖孔桩基础,结构设计为全现浇剪力墙结构,地下室架空部分为框架结构,其中地上34层,地下1层,总高度98.9 m。总建筑面积为133 829 m2,其中地下建筑面积为15 863 m2,地上建筑面积为117 967 m2。地下室轴线平面尺寸为138.22 m×125.22 m,未设置伸缩缝,但在纵、横方向各设两道后浇带(后浇带为折线状)。

2地下室顶板无损检测及裂缝开展情况

2.1 顶板无损检测情况

本工程地下室顶板混凝土设计强度等级为C30,厚度为250 mm。现场采用无损检测方法对裂缝区域内的钢筋混凝土施工质量进行抽检,结果表明:1)抽检的地下室顶板混凝土强度推定为34.2 MPa～38.4 MPa,满足设计强度等级C30的要求。2)抽检的现浇板板底纵横两个方向的钢筋间距基本满足设计及规范[1]要求,保护层厚度合格点率为80.3%。3)抽检现浇板的厚度基本满足设计及规范要求。

2.2 顶板裂缝开展情况

利用直观量测、拍照和描绘的方法普查地下室顶板混凝土裂缝外观形态及宽度,并选取有代表性的裂缝骑缝钻取芯样,观察现浇板裂缝上下开展的形态。经普查,该工程地下室顶板裂缝的主要特征表现为:

1)地下室顶板裂缝数量多(共发现数百条裂缝)、分布广,有些裂缝与顶梁相接,或单跨或连续多跨穿过混凝土顶梁,部分裂缝与剪力墙相接。

2)从裂缝的形态上看,主要有:a.斜向裂缝,主要沿45°对角线分布,在柱边或梁边有一条或多条呈放射状,裂缝长度为单跨或连续多跨;b.裂缝平行于墙或主、次梁分布,有时离梁边较近,有时居于板跨中间;c.裂缝与梁边成45°角切角裂缝,部分裂缝会呈现多道平行裂缝;d.洞口处裂缝;e.其他无明显规则裂缝。

3)从板厚的方向来看,绝大多数裂缝已经贯穿现浇板,从顶板底部向上观察,基本都有渗水或滴水现象,部分裂缝底部有白色或者淡黄色析出物。结合骑缝钻取的芯样可见,裂缝大多是贯穿缝,也有部分裂缝并未贯穿现浇板,板面裂缝缝宽约在0.10 mm～0.25 mm,板底裂缝缝宽约在0.05 mm～0.20 mm,极少数裂缝超过0.30 mm,裂缝主要表现为裂缝板面大板底小或者裂缝宽度无明显变化。

4)从建筑平面上来看,顶板裂缝在整个平面基本都有分布,但顶板西北角及中部区域裂缝较多,见图1,图2(其中中间黑色实线条表示裂缝,图中标注f为裂缝宽度,单位为mm)。

3地下室顶板裂缝成因分析

3.1材料方面

1)设计要求地下室室外顶板等凡与土体、水接触部分的混凝土均采用密实防水混凝土,混凝土配制时须加3%的WJB型混凝土复合液及C-X混凝土抗裂纤维;地下室顶板的混凝土施工要求采用补偿收缩混凝土,其性能应满足相应规范[5]的要求,限制膨胀率不小于0.15%(水中14 d),限制干缩率不大于0.03%(水中14 d,空气中28 d)。但本工程地下室顶板所用混凝土外加剂用JEA-S代替WJB型混凝土复合液,用科力丝混凝土抗裂纤维代替C-X混凝土抗裂纤维。但无相关检测资料证明这种变更能否满足设计要求,也无相关补偿收缩混凝土性能的相关检验资料。

2)工程实际采用泵送混凝土,坍落度要求较大,含砂率较高,粉煤灰掺合料量较大,水泥用量也较大,胶结料与骨料的比例大于普通混凝土,在混凝土结硬过程中发生的体积变形(收缩)较大。此外,本工程混凝土由两家混凝土搅拌站提供,混凝土配合比不同,外加剂种类和掺量也不同,使其混凝土性能特别是补偿收缩能力也不同,尤其是在整个顶板后浇带浇筑完成后,地下室顶板连在一起形成一个整体,其混凝土抗收缩及变形能力的不同对裂缝的开展有不利的影响。

3.2温度方面

本工程地下室顶板分期分片浇筑的。2008年11月22日～2009年1月1日浇筑的三栋住宅楼顶板混凝土,浇筑时温度偏低,裂缝相对偏少;2009年5月7日～2009年6月17日浇筑其余部分的顶板混凝土,浇筑时温度较高,浇筑时间较长,一般都在2 d左右,裂缝相对较多。2009年5月25日～2009年11月22日浇筑后浇带混凝土,大部分后浇带混凝土浇筑时温度都较高,最高温度为36℃。

由于本工程地下室顶板面积较大,浇筑后地下室顶板大部分暴露在自然环境中,板上表面失水很快,且受环境温度影响较大,而板底的温湿度变化较小。在这种条件下,板体必然产生不均匀温湿差和收缩变形。顶板混凝土浇筑后温湿差变形和收缩变形将产生迭加,一旦浇筑的混凝土不足以克服这种温湿差变形及收缩应力,即产生的约束拉应力大于混凝土早期抗拉强度时,极易产生裂缝,而且以板角斜向裂缝居多。

3.3施工方面

在顶板施工过程中施工单位存在擅自对混凝土加水导致坍落度变化的现象,而过早或过重在顶板上堆放钢管等建筑材料、重型机械如搅拌车等在顶板上通行、混凝土的养护不到位等现象,这些因素都会加剧裂缝的开展,顶板西北角和中部区域裂缝相对较多与此有一定关系。

3.4设计方面

1)本工程地下室为超长结构[6],且地下室顶板大部分暴露在自然环境中,设计时没有考虑设置伸缩缝,采取设置后浇带并使用补偿收缩混凝土的办法。实际结果却表明,施工后浇带并没有达到预期的避免混凝土开裂的效果,或者说,施工后浇带仅能在顶板施工过程中有一定效果,而当施工后浇带封闭后,由于温度效应,顶板混凝土仍不可避免要开裂,但是若适当延长后浇带浇筑时间,对抵抗裂缝是有利的。

2)该工程四周布置六栋34层全现浇剪力墙结构住宅,中间为框架结构地下室,周边抗变形刚度较大,这种结构在混凝土构件变形的时候受到的约束也较大。地下室顶板裂缝多数呈45°方向,说明顶板混凝土浇筑后温缩及收缩变形受到纵横两个方向上约束的影响。

3.5沉降方面

查阅2009年6月18日～2010年4月12日的沉降观测资料可见,沉降量均未超过国家规范允许的要求且未见结构有不均匀沉降现象。但通过询问业主与监理,并结合沉降观测报告,施工期间也未发生地下室上浮等现象,因此认为沉降不是产生裂缝的原因。

综上所述,从裂缝长度、缝宽、形态等特点并结合相关资料来分析,可以初步判定地下室顶板开裂主要是由板上下温湿差及混凝土收缩变形受到较强约束产生的。这类裂缝一般不影响结构安全,但由于裂缝开展较多,其对结构的刚度、整体性和耐久性有一定的影响;另外顶板的裂缝有一部分穿过或与顶梁相接,或延伸到剪力墙上,故均应进行妥善处理。

4结论与总结

1)混凝土开裂是多种原因综合导致的,主要有设计措施不当,施工管理不严,混凝土养护措施不到位及原材料品质、气候及环境条件等。单纯采用设置施工后浇带的方法并不能从根本上防止超长结构混凝土顶板的开裂,如果确有必要采取此种设计,必须考虑温度变形及混凝土自身收缩变形对结构的影响。

2)裂缝控制不能仅考虑某单一环节,应从多方面采取措施,进行综合控制。因此制定严格的施工组织方案,选择水灰比较小的混凝土、有利的施工气候,适当延长后浇带的浇筑时间并加强养护,对避免裂缝的产生和开展是有利的。

摘要：针对某建筑工程地下室顶板裂缝,采用了多种方法进行检测,根据检测结果,从材料、温度、设计、施工等方面入手,分析了该地下室顶板裂缝的成因,并总结归纳了混凝土顶板开裂的预防措施及设计要点,以指导实践。

关键词：地下室,顶板,裂缝,材料,温度

参考文献

[1]GB 50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997:1-22.

[3]徐有邻,顾祥林.混凝土结构工程裂缝的判断与处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2010:4-7.

[4]罗国强.混凝土与砌体结构裂缝控制技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2006:1-10.

[5]GB 50119-2003,混凝土外加剂应用技术规范[S].

浅谈预制小箱梁顶板裂缝的处置 篇5

成都第二绕城高速公路成温邛互通位于四川省崇州市境内,为成都第二绕城高速上跨成温邛高速的互通式立交桥。

二绕~成温邛互通主线桥全长1140.1m,其中预制小箱梁共452片。梁长主要为12.5m、23.8m、25m三种及部分渐变梁长。预制小箱梁采用C50砼,As15.2mm钢绞线,后张法两端对称张拉,张拉控制应力为0.73fpk=1358Mpa,钢筋尽保护层厚度为2cm。箱梁顶板厚度均为18cm,腹板厚度为18-25cm渐变,底板厚度为20-25cm渐变。

2.裂缝检测情况

2.1.裂缝情况

二绕~成温邛互通主线桥26Y-4预制小箱梁顶面,距梁顶边缘约60cm,距梁端约3-18m范围内出现多条间断发育的纵向裂缝,每条裂缝长约40-80cm,裂缝走势蜿蜒曲折,周围伴生裂缝较少。

2.2.检测方法

我部聘请具备相应资质的检测公司,通过超声波裂缝检测仪、高倍显微镜等专业仪器对裂缝情况进行了无损检测,并对裂缝典型位置进行了开槽检测。

2.3.检测结果

经检测,裂缝长度为40-81cm,裂缝宽度为0.2-0.6mm,裂缝深度为9-18mm。裂缝深度(h)与结构厚度H的关系均为h≤0.1H,经一个月的观察测量,裂缝长度、宽度、深度均不再发育,判定为表面静止裂缝。具体检查数据如下:

26Y-4小箱梁裂缝检测数据

3.裂缝成因分析

26Y-4小箱梁浇注日期为2013年5月24日,张拉日期为2013年5月31日,7天强度为51.04Mpa,28天强度为62.0Mpa,发现裂缝日期为2013年5月25日,裂缝持续发展时间为48h。

小箱梁所用混凝土为我部自拌混凝土,混凝土配合比及原材料均经检测验证合格。混凝土7天强度及28天强度均满足设计要求。在浇注过程中混凝土和易性良好,未在现场加水,振动充分,考虑裂缝出现为个别现象,可排除因混凝土原材料、配合比等因素导致裂缝的可能。

小箱梁所用钢筋均为满足设计及规范要求的未锈蚀钢筋,且经检测混凝土保护层厚度满足设计要求,结合裂缝走向与钢筋方向垂直的情况,可排除因保护层厚度不足,钢筋锈蚀对周围混凝土产生膨胀应力而导致裂缝的可能。

小箱梁在安装前存于存梁场内,未受荷载作用,可排除因梁体承受荷载产生过大内应力导致开裂的可能。

小箱梁脱模及时,混凝土在后续硬化的过程中不再受到约束,可排除由于混凝土干缩引起的体积变形受到约束而产生裂缝的可能。

经我部认真研究,考虑梁体养护情况及5月下旬昼夜温差大,天气炎热,常有强风等因素。认为裂缝出现的主要原因是箱体养护不到位,梁板顶面受到暴晒,同时因梁板顶面表面积大,受风力作用明显,混凝土表面水分蒸发过快,混凝土水化热高,在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时产生了塑性收缩裂缝。

4.裂缝处理方案

4.1.裂缝处理原则与目的

裂缝破坏了建筑物的整体性,改变了建筑物受力状态,造成渗水、漏水、钢筋锈蚀等,降低了建筑物的耐久性,危害建筑物安全运行,虽然多数裂缝为危害性较小的表面裂缝,但一部分原为危害较小的裂缝,亦会延伸发展为严重的深层或贯穿性裂缝。因此,必须认真对待每一条已被发现的裂缝,分析产生裂缝的原因,严格按有关要求进行处理。

混凝土裂缝处理主要应达到恢复结构的整体性,限制裂缝的扩展,满足结构的强度、防渗、耐久性和建筑物的安全运行要求。

4.2.方案选取

常见裂缝处理方法包括表面处理法、填充处理法、灌浆处理法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。其中填充处理法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。

经检测,26Y-4预制小箱梁顶面出现的裂缝均为因养护不周所产生的表面收缩裂缝,裂缝状态为静止不发育状态。裂缝深度浅,均在混凝土保护层范围内,不影响构件力学性能和整体性。为保障梁体质量与结构安全,根据裂缝实际情况,我部决定对宽度小于0.15mm的裂缝采用改性环氧树脂胶封闭的方法进行处治,对宽度在0.15mm-1.5mm之间的裂缝采用开槽填充法进行治理。

4.3.改性环氧树脂胶封闭施工工艺

对于裂缝宽度小于0.15mm时,在所选用裂缝修补材料施工工艺允许的情况下,由监理工程师确认,采用自然渗透法直接用橡皮滚子或滚筒粉笔刷封缝材料,使胶液充分吸收,且裂缝内含胶饱满。

4.4.开槽填充处理施工工艺

对宽度在0.15mm-1.5mm之间的裂缝采用开槽填充法进行治理。

开槽填充法是一种工艺简单,施工方便,修复效果好,后期容易养护的常用裂缝修复方法。先用凿子和扁铲沿裂缝两侧开U形槽,再用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,然后用修补材料直接填充槽中,用抹刀压实抹平。最后覆盖一层塑料薄膜进行养护。

4.4.1.开槽填充处理施工工艺流程

开槽填充处理工艺流程为:

开槽→涂刷界面处理浆→压抹聚合物砂浆→养护

4.4.2.开槽填充处理施工步骤

(1)裂缝开槽

在裂缝两侧内用凿子和扁铲沿裂缝开槽,开槽呈U形,宽度3-5cm,深度以裂缝消失为准,且不小于1.5cm,开槽后用刷子和压缩空气将槽内清理干净。对开槽过程中暴露出的钢筋应涂抹环氧树脂进行防锈和粘连处理。

(2)涂界面处理浆

用刷子在槽的底部和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,其配方按混凝土修补胶说明书执行,一般参考配合比如下:

水泥(修补粉料):混凝土修补胶=1:1

(3)压抹聚合物砂浆

在界面处理浆尚未硬化前用抹刀将聚合物水泥砂浆压入槽中,压实抹平。裂缝填补分为两次,第一次填补5mm深,第二次填补浆体高出混凝土表面2~3mm。

聚合物水泥砂浆配方按混凝土修补胶说明书执行,一般参考配合比如下:

水泥(修补粉料):中砂:混凝土修补胶:水=1:2.5:0.3~0.4:适量

(4)养护

裂缝修补后采用塑料薄膜覆盖养护。

聚合物水泥砂浆不需浇水养护,在湿润空气中养护即可。养护期间不得淋雨、日晒或风吹。施工温度要求在4℃以上,避免在阴雨天气施工。

5.修补质量检验及验收

针对本项目工程的特殊需要,应在业主代表、结构监理工程师,试验监理工程师等参与下,于施工前后分别进行裂缝修补施工工艺及其配套材料、进行系列试验工作。必须经筛选后确定质量合格的填充材料和灌缝材料,并按要求进行抽样试验。

顶板裂缝处理 篇6

预应力混凝土连续箱梁顶板底面纵向裂缝是箱梁常见裂缝之一, 笔者发现许多悬臂浇筑变截面预应力混凝土连续箱梁顶板纵向裂缝主要分布在合拢段及合拢段附近悬浇段, 针对这一分布特点, 本文以某悬浇箱梁桥为工程背景, 分析底板纵向裂缝的成因。

2 工程背景

某国道上一座桥主跨为 (48+80+48) m悬臂浇筑变截面预应力混凝土连续箱梁, 左右幅分离, 采用单箱单室截面, 单箱底宽6.5m, 两侧悬臂长3.125m, 全宽12.75m。中支点处箱梁中心梁高4.6m, 跨中箱梁中心梁高2.2m, 梁高按1.5次抛物线变化。顶板厚0.28m, 悬臂板端部厚0.18m, 根部厚0.65m;腹板厚0.45m~0.65m, 底板厚0.26m~0.65m。

3 裂缝调查

检测中发现, 右幅箱梁顶板纵向裂缝共计66条, 长0.3m~2.8mm, , 缝宽0.02 m m~0.2m m。左幅箱梁顶板纵向裂缝共计51条, 长长0.3m~7.4m, 缝宽0.04m m~0.2m m。裂缝分布情况见表1。

可见:纵向裂缝主要分布在合拢段及合拢段附近1~3个块段, 其其中合拢段裂缝共计78条, 占66.7%, 分布于中线附近3m范围, 两侧侧距中线1.2m相对集中;合拢段附近1~3个块段裂缝共计39条, 占占33.3%, 分布于中线两侧距中线1.2m~1.5m范围, 与顶板纵向钢束位位置对应。

4 顶板受力分析

4.1 分析模型

运营阶段, 箱梁顶板受自重、横向预应力、二期恒载、温度梯度荷载、车辆荷载作用。采用桥梁空间线性与非线性分析程序建立横向框架模型 (见图1) , 分别计算各荷载作用下, 顶板的横向受力, 分析裂缝产生的原因。

4.2 应力组成分析

结构重力、预应力荷载、汽车荷载、温度荷载、混凝土收缩徐变作用下, 桥面板下缘应力分布见图2。

分析表明, 标准值组合作用下, 箱内桥面板距腹板0m~2.2m区域, 下缘截面出现拉应力, 最大正拉应力为-2.23M Pa, 应力组成见表2。

由表2可见, 车辆荷载、日照温差效应、混凝土收缩效应是15#单元截面下缘拉应力的主要组成部分, 分别占34.1%、46.2%和15.9%, 而日照温差效应的作用甚至超过了车辆荷载产生的拉应力。

4.3不同腹板高度对比

分别计算箱梁总高度为2.2m (即合拢段处) 、3.0m、3.8m三种情况下, 桥面板下缘混凝土的最小应力, 结果汇总见表3。

由分析可见, 随着箱梁腹板高度的增大, 桥面板下缘最大拉应力有所降低, 其中日照温差产生的拉应力下降最为明显。

4.4 受力分析结论

1) 车辆荷载、日照温差效应、混凝土收缩效应是桥面板下缘拉应力的主要组成部分, 分别占拉应力的34.1%、46.2%和15.9%, 而日照温差效应的作用超过了车辆荷载产生的拉应力;

2) 随着箱梁腹板高度的增大, 桥面板下缘最大拉应力有所降低, 其中日照温差产生的拉应力下降最为明显。

5 小结

经过上述分析, 悬臂浇筑变截面预应力混凝土连续箱梁合拢段及附近区段顶板产生纵向裂缝的原因有如下几个方面:

1) 箱梁顶板宽度较大, 在车辆荷载、日照温差效应作用下, 实际箱梁顶板混凝土横向拉应力偏大, 超过混凝土抗拉标准强度, 使箱梁顶板产生纵向裂缝。

2) 合拢段新浇筑混凝土的温度收缩受到已建节段混凝土箱梁的约束, 产生纵向裂缝。

3) 合拢段位置, 箱梁腹板高度最小, 荷载产生的桥面板底缘拉应力较其他梁段大。

参考文献

[1]叶见曙.桥梁病害成因分析[M].人民交通出版社.2013.

[2]李青山, 李小红, 叶见曙.混凝土箱梁顶板纵向裂缝成因分析[J].全国既有桥梁加固改造与评价学术会议论文集.第3期.

[3]蒯行成等.箱形截面梁合龙段顶板横向预应力分析[J].中南公路工程, 2001.

[4]刘孝武, 陈加亮, 李小江.PC变截面连续箱梁设计计算要点[J].工程与建设, 2007.

顶板裂缝处理 篇7

通过对多个工程的实例监测和分析发现, 板面不规则裂缝一般多发生在浇筑后至60天内, 特别在炎热的夏季出现得更早, 此时结构尚未承受正常使用情况下的全部荷载, 裂缝多因非荷载变形引起, 可以将此期间发生的裂缝定义为混凝土早期裂缝, 早期裂缝中很大一部分是由于混凝土早期收缩引起的;柱、梁结点附近构件开裂一般发生在地下室顶板整体结构完成后 (设计有后浇带的在浇筑完成后) , 顶板面覆土隐蔽之前, 裂缝多发生于整体结构边角部位、中部天井洞口等较薄弱部位, 主要是温度应力造成的裂缝。地下室顶板裂缝可从结构设计优化、原材料优选、混凝土配合比优化设计、施工过程控制及施工过程监测等多方面采取措施进行综合控制。

1 混凝土开裂机理

按最大拉应力理论, 在复杂应力状态下, 只要材料内任一点的最大主拉应力σ达到单向拉伸断裂时横截面上的极限应力σ, 材料就会发生断裂破坏。结构混凝土浇筑后, 由于多种原因, 会产生温度、收缩变形, 若变形能自由发展, 则结构不产生温度、收缩应力;若变形受到约束而不能自由发展, 则结构内将产生一定的温度、收缩应力, 若此应力大于混凝土的极限抗拉强度, 混凝土就会开裂, 可以理解为混凝土的“局部断裂破坏”。设计及构造措施不当, 施工措施不当等均可能引起地下室混凝土顶板开裂。温度变形主要体现为自身胶凝材料水泥、矿物掺合料水化热引起的约束变形和混凝土浇筑后自然环境温度变化引起的变形。导致混凝土板面不规则开裂的主要原因是混凝土的早期收缩, 混凝土浇筑后不久就开始产生体积变化, 混凝土主要的早期收缩如化学收缩、自收缩、沉降、塑性收缩、干燥收缩等;导致边角等薄弱部位开裂的主要原因是外部环境 (温度变化) 引起的变形。

2 综合防治措施

混凝土早期裂缝应从结构设计优化、原材料优选、配合比优化设计、施工过程控制等多方面采取措施进行综合控制。主要措施如下:

2.1 原材料优选

应选用中水化热普通水泥和低水化热矿渣硅酸盐水泥, 将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。并掺粉煤灰掺合料, 以改善混凝土的抗裂性能。选用级配较好的中粗砂。选用空隙率较小、级配良好的碎石, 粒径为25~40mm。适当掺入聚丙烯纤维掺入纤维量:0.9kg/m3能有效提高混凝土的抗裂能力和综合性能。在混凝土中加入聚丙烯纤维后, 可以阻止水泥基体中原有微裂缝的扩展并有效延缓新裂缝的出现。

2.2 控制混凝土的坍落度优化配合比设计

水灰比是影响混凝土收缩的重要因素, 因此调整好商品混凝土的配比, 是控制混凝土收缩裂缝的有力保证。在常规配合比设计和优选原材料的基础上, 进行抗裂配合比设计, 使混凝土除具有符合设计和施工所要求的性能外, 还具有抵抗开裂所需要的性能。抗裂混凝土配合比中, 水灰比不宜小于0.4;粗、细骨料的体积含量不宜小于0.70;体积砂率不宜大于0.41。在进行配合比设计时可遵循了以下原则: (1) 在满足混凝土强度和工作性能的前提下, 选择最小胶凝材料用量, 增大骨料体积;2) 控制骨料的合理级配, 减小骨料空隙率; (3) 选择合适的水胶比, 满足强度和耐久性的要求, 不过大或过小。

2.3 施工过程控制

(1) 合理确定混凝土施工性能指标, 加强施工组织合理控制坍落度等施工性能指标, 坍落度不宜过大。加强混凝土浇筑包括振捣工人的施工组织、管理工作。

(2) 选择合理的浇筑方案。保证混凝土浇筑的连续、顺利进行, 防止施工冷缝出现。

(3) 加强混凝土振捣, 消除混凝土内部孔隙, 确保混凝土的高密实度, 增加混凝土与钢筋的粘结力, 增加混凝土材质的连续性和整体性, 提高混凝土的强度, 尤其要提高混凝土的抗拉强度。

(4) 及时和充分养护。养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施, 应充分重视, 制定养护方案, 派专人进行养护工作。混凝土浇筑完毕后, 常温下在12h之内浇水养护。遇高温时6小时之内浇水养护, 保证这些关键构件始终处于湿润状态, 养护时间为浇筑后不少于15天。

(5) 地下室顶板施工完毕后可对较长时间外露部分采用封水或覆盖等方式减少外界环境的影响;设计有后浇带的地下室顶板, 后浇带浇注时间宜选择在顶板面覆土隐蔽前20天内, 尽可能减少整体结构外露时间。

3 结语

地下室混凝土顶板裂缝的发生较为普遍。裂缝发生的原因很多, 裂缝控制不能仅考虑某单一环节, 应从结构设计及构造优化、原材料优选、混凝土配合比优化设计、施工过程控制等多方面采取措施, 进行综合控制。只要措施采取得当并严格执行, 裂缝控制能取得较好的效果。

摘要：通过对超长地下室顶板混凝土温度裂缝形成原因的分析, 提出了对该类温度裂缝的预防及治理措施。

顶板裂缝处理 篇8

在混凝土结构物中, 因多种因素导致结构开裂的情况是难以完全避免的, 近年来, 我国开工建设了大量地铁项目, 在新建地铁车站中, 混凝土结构出现开裂的情况也时有发生。这些裂缝的出现, 有的对车站的耐久性及使用功能造成了损害, 有的对车站的安全性造成了损害, 有的兼而有之, 甚至这些裂缝的出现还造成了一定的社会影响, 影响了相关单位的声誉。因此, 对于结构开裂的原因, 以及如何进行治理是我们必须要分析研究的问题, 本文以某地铁车站为例, 介绍了其顶板出现裂缝的原因分析以及治理措施, 以供参考。

1 工程概况

某地铁车站平面尺寸标准段宽度为24.8 m, 基坑最大长度为338.85 m, 最小长度为286.5 m, 盾构井宽度为28.7 m, 共有地下3层, 地下连续墙先行连续浇筑, 逆作法施工, 顶板与连续墙刚性连接, 顶板板厚为900 mm。顶板施工共分13段板和6道膨胀加强带。顶板混凝土设计强度等级为C35, 施工时采取泵送混凝土分层连续浇筑, 浇筑厚度为450 mm。冬季施工时, 采用塑料薄膜+保温材料进行覆盖。冬施以外时, 采用洒水养护, 养护时间均大于7d。养护完成后, 待混凝土强度达到20 MPa以上时, 后续进行防水及回填土施工。

2 顶板裂缝情况

总共13段顶板施工时间为2014年1月14日~3月31日, 在逆作法施工开挖至负1层后, 初期尚未发现裂缝, 待一段时间后发现顶板底部逐渐出现裂缝, 板底部裂缝较多分布在第二段、第五段、第九段。每段板裂缝均出现在两边跨, 中跨相对较少, 且北边跨比南边跨多。据统计, 北边跨共出现裂缝76条, 中跨共9条, 南边跨共54条。裂缝位置大部分存在渗水现象, 贯通板厚。截至目前裂缝已基本稳定, 也未出现新的开裂情况。裂缝分布具体见图1。

3 对开裂原因的分析

混凝土作为一种复合型的建筑材料, 本身就具有不连续性, 所以裂缝是其与生俱来的本性。混凝土结构带裂缝工作是业界的共识。裂缝产生的原因多种多样, 按产生的原因分类大致可以分为:①混凝土间接作用产生的裂缝———混凝土收缩、温差及沉降变形等各种非荷载的外界作用下, 混凝土内部发生强制性变形, 当受拉应变超过混凝土极限拉应变后, 即沿垂直于拉应变的方向上开裂;②外部荷载对混凝土结构的直接作用———混凝土结构在设计荷载或其他外力作用下引起的裂缝;其他、碱骨料反应、钢筋锈胀等产生的膨胀裂缝等。根据国内外调查资料, 工程实践中结构物的裂缝原因, 属于由收缩变形约束引起的约占80%以上, 属于由荷载引起的约占20%左右, 前述80%的裂缝也包括变形变化与荷载共同作用, 但以变形变化为主导所引起的裂缝居多。

对于本地铁车站顶板开裂的原因, 分析如下:

1) 根据总共13段顶板和后续防水、土方回填的施工情况, 一是顶板钢筋混凝土在回填时已具有足够的承载力;二是土方回填等外荷载比较小, 不可能因外荷载的直接作用导致混凝土受力破坏, 出现抗力衰竭而开裂的情况, 因此, 排除外荷载对顶板的直接作用因素。

2) 温差裂缝的排除。在大体积混凝土结构中, 当混凝土水化热较大, 芯部与表层、表层与环境具有较大的温差时, 易出现温差裂缝。查阅顶板混凝土配合比, 混凝土中掺有22%的粉煤灰、矿粉等矿物掺合料, 能起到降低混凝土水化热、调节温升的作用;查阅本车站顶板混凝土的测温记录, 芯部最高温度不到50℃, 同时各温差也未超过20℃;另外, 冬季施工中保温措施也做得比较到位。因此, 排除温差导致混凝土的开裂。

3) 混凝土早期失水塑性开裂的排除。顶板混凝土施工期间, 混凝土拌合物和易性较好, 无离析、泌水和扒底等情况, 拌合物坍落度控制在160 mm左右, 施工完后认真收面;同时裂缝形态和贯穿深度与失水塑性开裂的形态不一致, 因此予以排除。

4) 沉降变形产生相对位移导致开裂的排除。本地铁车站采用逆作法进行施工, 根据监测资料, 对地下连续墙和钢管柱柱顶的沉降进行了分析, 以位于同一断面的测点DQC4、DQC41和LZC-1、LZC-2为例, 见图2~3。

由图2~3可知, 连续墙和柱体之间一是存在差异沉降, 二是各测点之间的高低发生了改变。对于刚性结构, 当两侧沉降差很大时, 相对位移会引起较大的约束弯矩, 导致受拉开裂, 裂缝性质属于强迫变形引起的受力裂缝, 裂缝走向为纵向。但对于本车站, 测点之间的差异沉降并不大 (不超过2 mm) , 而且连续墙上也未出现八字形或倒八字形裂缝, 因此, 排除沉降变形导致顶板开裂的因素。

5) 混凝土收缩开裂。本地铁车站平面尺寸宽24.8 m, 长338.6 m, 侧壁为连续墙连续浇筑, 内部边墙、底板、中板及顶板均嵌入连续墙, 刚性连接成为箱体结构。侧壁、底板及顶板均有防水要求。地下车站所处的约束条件极为复杂, 特别是长达数百米的地下连续墙, 在其温度变形及收缩变形已基本稳定的基础上浇筑顶板, 板的变形受到连续墙的严重约束, 结构刚度很大, 这是无法改变的事实。

从材料上讲, 相对于过去, 混凝土由硬性、预制化转向泵送流动性混凝土整体现浇施工 (现浇量增加, 预制量减少) , 由于强度等级的增加, 水泥用量增加, 水泥活性增加, 比表面积加大, 骨料粒径减少, 砂率提高, 坍落度加大等, 导致收缩变形显著增加[ (2~3) ×10-4~ (6~8) ×10-4], 混凝土体积稳定性下降了, 这对抗开裂性能是很不利的。

由于连续墙所处的环境湿度较大, 一侧长期处于土中和地下水中, 温差也很小, 混凝土将产生膨胀, 与自身收缩和降温变形叠加, 最终收缩变形数量不大、应力较小, 加上连续墙施作在前, 其收缩变形也趋于稳定, 但对于顶板, 顶板的收缩比连续墙大, 而且从时间上讲变形尚未收敛, 顶板与侧壁的相互约束使顶板收缩受限, 产生拉应力, 尤其施工期间最大。当拉应力超过混凝土的抗拉强度时就出现了顶板开裂。

另外从裂缝形态上讲:大尺度长板沿板横向开裂, 贯通板厚, 发展渐趋停滞;板角部位斜向裂缝, 贯通板厚, 发展渐趋停滞;这两者的裂缝性质均与收缩裂缝相符。因此, 分析认为顶板与连续墙的收缩差异是引起顶板裂缝的主要原因。

4 对裂缝性质的评估

在分析裂缝成因后, 对裂缝性质进行评估是必要的, 这将决定后续应采用何种治理措施, 应达到何种效果。如果裂缝造成了结构抗力衰竭, 对结构安全造成威胁, 那么后续治理应主要进行加固;如果裂缝为观感性、功能性裂缝, 那么后续治理应主要进行修饰和使用功能恢复。

对于本地铁车站, 在顶板中发生贯通性裂缝, 则可能引起渗水等使用功能的缺陷, 这就是功能性的裂缝, 当然这类裂缝是不允许发生的。常见的功能性缺陷是引起透水、渗漏的裂缝, 功能性裂缝一般不影响结构安全, 但会影响车站的使用功能, 并且易使水汽侵入结构内部造成钢筋锈蚀等, 对结构的耐久性造成不利影响, 因此, 仍应给予足够的重视, 发生后也必须及时处理。由于分析顶板裂缝主要是混凝土收缩产生, 因此, 认为本车站顶板裂缝主要为功能性裂缝, 不影响结构安全, 但裂缝渗漏水会影响车站的使用功能及耐久性, 因此, 应进行裂缝封堵, 阻断渗漏及侵蚀通道。

5 对顶板裂缝的治理

主要采用压力灌浆法和直接封闭法, 并结合采用。

对于裂缝宽度ω>0.2 mm的混凝土裂缝, 主要使用压力注浆法注入低黏度改性环氧树脂, 进行封堵。

对于裂缝宽度ω≤0.2 mm的混凝土表层、浅层微细独立干缝或网状裂纹, 使用直接封闭法, 利用环氧胶泥表面封闭。

压力灌浆法施工步骤如下:裂缝表面清理→沿缝两侧钻斜孔/骑缝钻孔→清孔→安装压环式注浆嘴→表面封缝→配浆→注浆→拆管→封孔。压力灌浆主要机具及灌浆材料见图4。

1) 灌压环氧树脂之前先对裂缝周边用角磨机或钢丝刷等工具进行处理, 清理结构裂缝处混凝土表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物;对于油污用毛刷蘸丙酮、稀料等有机溶液, 把裂缝两侧各20~30 mm范围擦洗干净并保持干燥。

2) 采用手电钻钻14 mm孔, 注浆孔交叉布置在裂缝两侧, 钻孔斜穿裂缝, 确保浆液注入并填满裂缝, 孔深为衬砌厚度的1/3~1/2。钻孔与裂缝水平距离为100~250 mm, 孔间距为300~500 mm。斜孔倾角约为45°~60°, 如图5所示。

若采用骑缝钻孔时, 用手电钻于裂缝中轴线处垂直裂缝表面钻孔, 孔深为衬砌厚度的1/3~1/2, 孔间距为300~500 mm, 钻孔应骑准, 保证钻孔与开裂面交叉。

3) 钻孔结束后使用单向刷或气泵吹孔, 将孔内粉末及碎屑清理干净, 防止或减少粉末、碎屑堵塞注浆孔, 影响注浆效果。

4) 采用14 mm压环式注浆嘴, 使用专用T型扳手安装使注浆嘴橡胶圈膨胀, 将注浆嘴牢固上紧。

5) 在打磨及清理干净混凝土裂缝基层后, 使用封缝材料进行封缝, 先沿与裂缝垂直方向抹, 尽量使封缝材料填充进裂缝一定深度, 然后再沿裂缝走向抹, 避免在一处反复涂抹。若缝两侧有较多细微龟裂的部位, 应抹至80~100mm宽, 并按边缘, 消除卷边。混凝土剥落处要填充密实, 裂缝末端也要封闭严密。封缝宽度为50 mm, 厚度不小于3 mm。

6) 配制浆液时应按照“少量多次”“配比准确”“搅拌均匀”和“注意浆温”的原则进行。每次配浆不宜太多, 配好的浆液应在30 min内使用完毕;浆液的配比准确, 使用电子天平进行精确称重, 配制环氧树脂时, 主剂、固化剂以合理比例配制;主剂与固化剂应在倒入时边倒边搅拌, 应搅拌至颜色一致, 充分混合均匀, 防止浆液暴聚;浆液配制时应密切注意浆温, 若浆温过高则表明浆液固化反应迅速, 应立即停止配制。

7) 注浆输入管连接注浆嘴进行注浆, 要求如下:

(1) 开始在第一孔注浆时, 进行注浆压力试调, 根据裂缝情况, 确定稳定压力;

(2) 试调压力时, 压力可从0起压, 逐渐上升, 一般控制在20 MPa左右为理想压力, 当注浆达到设计压力但不进浆时可适当提高注浆压力进行冲孔, 注浆压力不得超过压力表红色区域;

(3) 根据设定的注浆压力, 当浆液完全充满裂缝或达到设计压力时, 可转移邻近注浆孔继续注浆;当注浆压力一直不上升难以达到设计压力时, 应于持续注浆后30 min后进行复灌;

(4) 采用改性环氧灌浆料注浆, 不得用水冲灌;

(5) 注浆宜连续进行, 因故中断时应尽快恢复注浆。

8) 注浆结束后应先关闭阀门再拆管, 最后用清洗剂清洗干净多余注浆料和机具设备。

9) 注浆结束后不得立即敲除注浆嘴, 应待浆液完全固化后敲除, 并进行封孔。

10) 最后, 用角磨机清理结构表面, 再用水泥粉进行调色修饰。

通过压力灌浆法和直接封闭法, 环氧树脂浆液和胶泥在结构内部和表面起到了粘结和封闭的效果, 顶板裂缝得到了有效封堵及封闭, 并得到了一定的补强。

6 结语

在本车站顶板裂缝的分析及处理过程中, 对裂缝产生的原因分析和性质评估是关键, 后续针对性的注浆治理是主要工作。通过现场勘察及查阅设计图纸、混凝土配合比资料、顶板施工、养护及测温记录、相关沉降观测记录等, 结合以往大量工程实践总结出的各种裂缝的分类、形态、成因、性质及影响 (后果) 等, 采用排除法和分析印证, 认为顶板裂缝主要为收缩裂缝, 不影响结构安全, 但裂缝会影响车站的使用功能及耐久性, 为后续治理方案提供了参考。后续通过压力灌浆法和直接封闭法治理, 顶板裂缝得到了有效封堵及封闭, 保障了结构的使用功能。本文可供今后类似工程进行参考。

摘要：某地铁车站在建设过程中, 结构顶板混凝土出现了开裂情况。本文根据实地观察和相关资料, 分析了混凝土开裂的原因, 对裂缝性质进行了评估, 介绍了裂缝的治理措施。为今后处理类似问题提供参考。

关键词：地铁车站,顶板,裂缝,治理

参考文献

[1]JGJ/T212-2010地下工程渗漏治理技术规程[S].