探讨建筑工程混凝土裂缝控制技术

发表时间：2016-12-21T16:15:42.640Z 来源：《基层建设》2016年29期 作者： 仲璇

[导读] 摘要：近年来，建筑业迅速腾起，建筑工程的质量越来越得到社会各界的重视，其次建筑程项目施工中混凝土的裂缝问题一直严重影响着建筑工程的质量，甚至威胁着建筑物的使用寿命。 东莞市冠峰混凝土有限公司 523598

摘要：近年来，建筑业迅速腾起，建筑工程的质量越来越得到社会各界的重视，其次建筑程项目施工中混凝土的裂缝问题一直严重影响着建筑工程的质量，甚至威胁着建筑物的使用寿命。混凝土裂缝的控制成为建筑施工的一大难点。本篇文笔者针对建筑工程项目中混凝土裂缝的原因，对凝土裂缝常见问题及控制技术进行了深入的探讨。 关键词：建筑工程；混凝土；裂缝；控制 1.前言

近年来的土木建筑工程， 以混凝土结构占主导地位， 混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝， 而裂缝是混凝土结构物承载能力、 耐久性及防水性降低的主要原因。建筑物的破坏往往是从裂缝开始， 如果裂缝的发展有可能对建筑物的整体产生不可转移的影响。

2.建筑施工中混凝土裂缝产生的原因 2.1 水泥水化热的影响

混凝土浇筑过程中的热源来自于水泥的水化生热，水泥水化热一般是在浇筑后短期内集中放热。 放热速度一般和混凝土的配合比，水泥种类有直接关系。由于大量的水化热集聚在混凝土内部缓慢释放出来，故一般地，混凝土中心温度高，而外表面温度较低，其内部产生压应力，而当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。 2.2 楼板的力学形变引起的裂缝

楼板的弹性变形及支座处负筋下沉均会产生裂缝，施工中在混凝土未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未到终凝时间就上荷载等，这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形，致使混凝土早期强度低或无强度时，承受弯、压、拉应力，导致混凝土裂缝。 2.3 温度引起的裂缝

大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生有较大影响。 混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。

2.4混凝土的配比不当引起的裂缝

这主要体现在实际工作中在高强砼的水灰比的取值上没有严格控制0.24~0.38 之间，而在普通砼的水灰比而言，也没有控制在最大到0.6 。 在同一品种及相同强度等级水泥条件下，混凝土强度等级主要取决于水灰比，因为水泥水化时，所需的结合水，一般只占水泥重量四分之一左右。根据科学分析，在荷载作用下，可能在孔隙周围产生应力集中，使楼板表面出现裂缝。 2.5收缩裂缝

常说的收缩裂缝实际包含凝缩裂缝和冷缩裂缝。所谓凝缩裂缝，是指混凝土在结硬过程中因体积收缩而引起的裂缝。通常混凝土2～3个月后出现，且与构件内的配筋情况有关。当钢筋的间距较大时， 钢筋周围混凝土的收缩因较多地受钢筋约束，收缩较小，而远离钢筋的混凝土的收缩自由，收缩较大，从而产生裂缝。冷缩裂缝是指构件因受气温降低而收缩，且在构件两端受到强有力约束而引起的裂缝。 2.6干缩裂缝

干缩裂缝 （又称龟裂） 发生在混凝土结硬前的最初几小时内。裂缝呈无规则状，纵横交错。裂缝的宽度较小，大多为 0．05～0．15mm。干缩裂缝是因混凝土浇捣时， 多余水分的蒸发使混凝土体积缩小所致。影响干缩裂缝的主要原因是混凝土表面的干燥速度。 当水分蒸发速度超过泌水速度时， 就会产生这种裂缝。 与收缩裂缝不同的是， 干缩裂缝与混凝土内的配筋情况以及构件两端的约束条件无关。干缩裂缝常出现在大体积混凝土的表面和板类构件以及较薄的梁中。 2.7 张拉裂缝

张拉裂缝是指在预应力张拉过程中， 由于反拱过大， 端部的局部承载力不足等原因引起的裂缝。 2.8 施工裂缝

在施工过程中， 常会引起裂缝。例如， 当浇捣混凝土的模板较干时， 模板吸收混凝土中的水分而膨胀， 使初凝的混凝土拉裂。又如， 在构件翻身、 起吊、 运输、 堆放过程中引起的施工裂缝。此外，混凝土拌制时加水过多， 或养护不当， 也会引起裂缝。 2.9 膨胀裂缝

沿筋开裂： 钢筋锈蚀常导致沿筋裂缝的出现。碱-骨料反应裂缝：当混凝土中同时具备活性骨料（如蛋白石、 鳞石英、 方石英等） 、含碱量过高的水泥、 足量水分三个条件时， 水泥中的碱性成分会和这骨料引起化学反应， 生产硅酸钠。硅酸钠遇水膨胀， 致使混凝土中产生拉应力而引起裂缝， 这种反应通常在混凝土长期使用过程中发生，严重时可导致重大工程事故。混凝土裂缝控制与结构设计、 材料选择、 施工工艺等多个环节相关，其中选择抗裂性较好的混凝土是控制裂缝的重要途径。本技术主要是从混凝土材料角度出发， 通过原材料选择、 配比设计、 试验比选等选择抗裂性较好的混凝土， 并提及施工中需采取的一些技术措施等。 3 混凝土裂缝的控制和处理 3.1混凝土裂缝的处理方法

混凝土裂缝处理方法主要有表面处理法、 填充法、 灌浆法等。我们要根据具体情况选用最合适的方法， 以达到既定的效果。表面处理法包括表明涂抹法和表明补贴法。表面涂抹适用于浆材难以灌入的细而浅的裂缝， 深度未达到钢筋表面的发丝裂缝， 不漏水的缝，或者是不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补土工膜或其它防水法适用于大面积漏水如蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝等的防渗堵漏。填充法是指用修补材料直接填充裂缝， 一般用来修补较宽的裂缝， 作业简单， 费用低。 宽度小于0. 3m m， 深度较浅的裂缝、 或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽， 然后作填充处理。灌浆法。此法

应用范围广， 从细微裂缝到大裂缝均可适用， 处理效果好。利用压送设备将补缝浆液注入砼裂隙， 达到闭塞的目的， 该方法属传统方法， 效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝， 不用电力， 十分方便效果也很理想。结构补强法。因超荷载产生的裂缝、 裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、 火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。 3.2置换混凝土方法

这种方法对于受到严重破坏的混凝土是十分有效的。这种方法是先剔除受损的混凝土， 再将新混凝土以及其他的材料置换进去， 一般来说， 可以使用的置换材料包括聚合物、 水泥砂浆、 改性砂浆或混凝土、 以及一些普通的混凝土等。电化学的防腐法： 这种方法主要是对介质通过电场， 施加电化学作用，来讲钢筋混凝土等所处的环境改变，使钢筋产生钝化，从而实现防腐作用， 同时， 也可以采用碱性复原法、 氯盐提取法以及阴极防护法对其进行防腐， 这三种方法效果也是比较好的。使用电化学方法，钢性支撑体的设置，要保证在可能的最大荷载下不出现变形。 5 焊接方案

5.1焊材选用及管理

焊接材料必须具有出厂合格证和质量证明书。焊条、焊剂的烘干严格按生产厂家说明书要求进行烘干。严格执行焊材烘干、发放、保管制度，并做好记录。

焊材库房和焊条烘干室设专人管理，负责焊材的贮存、保管、烘干和发放。焊接材料按种类、牌号、规格、批号分别堆放，并有明显标识。

5.2 焊接工艺评定

针对钢管拱的焊接施工，对于不同材质、规格，不同的焊接方法、焊接材料和焊接位置进行焊接工艺评定，评定试验必须与生产中的焊接工艺相同。拱肋和风撑焊接工艺及质量检验按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的有关规定执行。 5.3 焊前准备

焊接坡口按设计图纸要求加工，坡口加工采用机械或氧乙炔焰切割，具体尺寸按焊接工艺卡或技术交底卡进行。焊接必须对焊接区100mm范围内的铁锈、毛刺、油污清除干净；焊接时不得使用药皮脱落、焊芯生锈和未经烘干的焊条。 5.4 焊接工艺

手工电弧焊焊接时，定位焊缝长50～100mm，间距400～600mm，焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的一半，且距设计焊缝端部30mm以上。

手工电弧焊时严禁在非焊接区域引弧。每层焊缝连续焊完，因故中断再焊接时，检查无裂纹后方可施焊。焊接完成后，将焊缝两侧的溶渣清除干净。

焊缝外观尺寸超出允许的焊缝以及咬边必须修磨匀顺，焊缝外观尺寸超出允许负偏差的焊缝用手工电弧焊进行补焊。焊缝经无损探伤出现不合格者，要进行返修焊，返修焊采用原焊接工艺。返修焊次数不能超过两次。 5.5 焊接变形控制

为了满足尺寸要求，保证产品质量，焊接过程中要尽量减少变形，其措施有以下几个方面：对接焊缝采用V型坡口，双面焊接。手工电弧焊采用V型坡口，背面采用碳弧气刨或角向磨光机清根。连接板的角焊缝，采用从中间向两侧分断退焊的方法。原则是先焊短焊缝，后焊长焊缝。采用合理的焊接顺序和组装顺序，组装顺序见制作方案。在易变形部位采用刚性加固，对称焊接防止焊接变形。 5.6 焊接质量要求 （1）外观检查

气孔、咬边及焊缝余高必须符合规范要求。焊缝表面不得有夹渣、裂纹、未填满、弧坑等缺陷。角焊缝圆滑过渡、成形美观。 （2）内部质量

焊缝焊接24h后进行无损检测，焊缝质量须满足焊接质量要求表要求。

对所有的焊缝均100%进行超声波探伤，并抽取不少于焊缝长度的20%进行射线探伤，两条焊缝交叉点必须进行射线探伤。

射线探伤的有关规定和质量评定，采用《钢焊缝射线照片及底片分类法》（GB3323-82），对接接头焊缝达到Ⅰ级标准，其他达到Ⅱ级标准。

若进行超声波探伤认定焊缝存在裂缝，则判断焊缝质量不合格。 5.7 焊接环境

当施焊环境出现下述情况时，必须有防护措施：手工电弧焊风速≥8米/秒；雨天或相对湿度大于80%；温度低于5℃；焊接部位潮湿；焊接作业点10m以内有易燃、易爆物品；作业面不符合要求等。 6 结语

钢管拱桥具有跨度大，结构受力合理，造型美观的特点，近年来钢管拱桥在我国在公路、市政建设中获得了广泛应用。 参考文献

[1]《钢结构工程施工质量验收规范》（2001年出版）；中国计划出版社，地址：北京西城区木樨地北甲11号；主编：侯兆新、何奋涛、于之绰、王文涛等

[2]《公路桥涵施工技术规范》（2000年出版）；交通出版社，地址：北京和平里东街10号；主编：刘吉士、阎洪河、田克平、吴龙鳌