钢筋混凝土剪力墙裂缝成因分析及预防措施.doc

钢筋混凝土剪力墙裂缝成因分析及预防措施箍霸应用方法论145钢筋混凝土剪力墙裂缝成因分析及预防措施李云飞(张家口市京北建设有限公司,河北张家口075000)摘要剪力墙结构形式是高层住宅建筑采用最为广泛的一种结构形式,其具有较好的抗震性能.钢筋混凝土剪力墙墙体裂缝是高层建筑施工中典型和较为常见的质量缺陷,如果产生裂缝,会导致建筑物发生渗漏或影响结构的整体性和抗震性,所以应对剪力墙裂缝问题引起足够的重视.关键词剪力墙;裂缝;原因分析;预防中图分类号Tu文献标识码A文章编号16739671一(2011)0620145一Ol随着建筑技术的发展,建筑物的高度越来越高,对于一般的高层建筑,在结构设计中普遍采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构,并使用大流动性的泵送混凝土浇筑施工.钢筋混凝土剪力墙的施工难度大,如果处理不好,就会出现质量问题.剪力墙裂缝是较为常见的质量缺陷,更是引发质量投诉的热点问题,如果产生裂缝,会导致建筑物发生渗漏或影响结构的整体性和抗震性.因此,如何采取措施,最大限度地减少或消除剪力墙裂缝的产生,已成为工程技术人员急需解决的难题之一.本文从剪力墙裂缝的特征出发,对产生裂缝的原因进行分析,并提出相应的预防措施,希望对预防钢筋混凝土剪力墙裂缝起到一定的积极作用.1剪力墙裂缝成因分析1.1裂缝的一般特征和性质根据在实际工程中的施工经验,结合目前对混凝土裂缝的研究现状.钢筋混凝土剪力墙的裂缝一般可分为表面不规则裂缝和贯穿性裂缝.表面不规则裂缝一般出现在混凝土浇筑后不久,分布于墙体表面,此种裂缝既宽又密,但深度一般不大,多因养护不足而产生,对结构构件影响一般不大,且易于治理.竖向贯穿性裂缝一般发生在混凝土浇筑后若干天后(一般拆模后不久),由下而上,走向与楼面接近垂直,有的通至楼面板底但不穿过楼层,缝宽一般为0.10.3ram,个别可达0.40.5mm甚至更宽,缝深一般较大,最深的可贯穿墙体.1.2裂缝产生的原因分析一般情况下,工程中构件裂缝产生的主要原因可分为两大类:一是动,静荷载和其他各种外荷载引起的裂缝;二是由混凝土收缩,内外温差或地基不均匀沉降等变形荷载引起的裂缝.此外,设计体型和结构布置也是产生裂缝的一个重要原因.总之裂缝产生的原因很复杂,综合考虑设计,材料,施工及环境等各方面的因素,钢筋混凝土剪力墙裂缝主要由以下原因产生:1)混凝土的收缩应力过大.混凝土的收缩应力过大导致裂缝主要与水泥用量骨料,构件长度及外加剂等因素有关.水泥用量.目前,随着我国高层建筑的不断发展,各种高强度混凝土也得到了广泛的应用,C50,c60混凝土设计标号已屡见不鲜,由此相应的是水泥用量的增大,水灰比的减小.而水灰比是影响混凝土收缩的最主要因素.骨料.预拌混凝土为了满足运输,泵送的要求.增加了细骨料用量,使得骨料的表面积增大,相应包裹在骨料上的水泥等胶凝材料变少,减弱了混凝土之间的连接能力,增大了混凝土的塑性收缩.构件长度.现代建筑的跨度,构件长度均有较大提高,显然对于相同的混凝土收缩率而言,收缩的绝对值增大,如未采取相应措施,则极易产生裂缝.t-JJn剂.外加剂在混凝土中掺量少,作用大.目前使用的混凝土中普遍掺有减水剂,缓凝剂,早强剂,防水剂等多种外加剂.研究表明,有近一半外加剂会造成混凝土收缩率大于普通混凝土,混凝土收缩率的增大自然加大了裂缝的出现概率.2)混凝土的温度应力过大.温度裂缝主要与水泥品种,养护条件,拆模时间及温差等因素有关.水泥品种.目前预拌混凝土大多使用新法(主要为旋窑)烧制成的水泥,为提高混凝土标号,大量使用硅酸盐水泥,使得水泥水化热高且集中.水泥水化过程中放出大量的热量,且大部分水化热都是在浇筑的前三天释放,而混凝土是热的不良导体,产生的热量不易散发,内部温度不断上升.而拆模后,表面散热快,温度较低,内外形成温度梯度.内部混凝土热胀产生压应力,外部混凝土产生拉应力.当此拉应力超过此时混凝土的抗拉强度时,便使混凝土产生开裂.养护条件.由于剪力墙养护不足,墙体表面积大,水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化相对较小,体积收缩较小,表面收缩变形受到内部混凝土的约束而产生拉应力,引起混凝土表面开裂.拆模时间.墙体模板的拆除时间过早,混凝土表面温度急剧变化,产生较大的降温收缩,表面受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力(内部混凝土温度变化相对较小,受自约束而产生压应力),而混凝土早期抗拉强度和弹性模量较低,因而出现墙体表面较浅范围内的裂缝.另外在室外温差较大的严冬和盛夏,由于混凝土结构不易导热,在结构的顶部和底部常产生温度裂缝.3)剪力墙所受的各种约束.约束是对结构构件活动和变形的制约,约束分为内部约束和外部约束.内部约束主要有:混凝土墙内配筋对混凝土收缩变形的约束;墙体内收缩变形小的部分对收缩变形大的部分的约束;墙体内暗柱,暗梁对墙板收缩变形的约束;长度大的混凝土墙,墙端与墙中收缩变形的相互约束.外部约束主要是超静定结构的多余联系,如墙体以下的基础和底板,墙体顶上的楼板或梁,墙体两端的附墙柱或电梯井筒等.当墙体混凝土收缩变形产生内应力,若外约束很强,产生的内应力不能造成约束变形时,则墙体出现开裂,尤其是早期容易开裂,因为混凝土早期抗拉强度较低.墙体的最大外约束应力一般都产生在外约束的边缘,即墙体与柱,简体,基础,底板,梁等交接处.但实际裂缝并非在墙与约束体的交接处,而是离开0.30.5m,其理由是裂缝由约束产生,反过来约束又能推迟裂缝的出现和限制裂缝的扩展,这就是人们常说的”模箍作用”.4)外力作用引起墙体裂缝.墙两侧模板未同时拆除,选拆一边,未拆的一边模板支撑给新浇混凝土墙一个侧向压力,若模板支撑较紧,则混凝土墙体易产生裂缝.2剪力墙裂缝防治措施针对上述裂缝产生的原因,可相应采取以下预防和治理措施:1)调整混凝土各组分.如采用高标号水泥,减小水泥用量;尽量使用低水化热的水泥;严格控制外加剂的品种及用量;砂宜采用中砂,保证石子级配良好,并严格控制砂石含泥量.2)拆模及养护.适当延长剪力墙混凝土的拆模时间,并且拆模时不要马上移走模板,而是先让模板拆开一条缝隙作浇水养护用,从而改善混凝土的养护环境以达到控制墙体裂缝的目的.特别是预拌混凝土早期水化快,产生的水化热大,拌合物保水性强,泌水小,为此,施工过程中应特别注意加强养护环节的管理及防护措施的应用.当混凝土密实后,应尽可能早地覆盖养护,及时喷水,适当延长养护时间,这样,既可以减少内外部温差,又可以保证早期湿养护和后期养护的最佳效果.3)混凝土中掺加膨胀剂.由于使用微膨胀剂在一定程度上补偿了收缩应力,能有效减少混凝土收缩裂缝.4)剪力墙上增开”结构小洞”.这可能是最有效的方法,通过开洞把长墙变成短墙,减少混凝土收缩变形的约束,使混凝土收缩应力得到释放,从而达到控制墙体裂缝的目的,但必需重新对结构进行计算,确保结构的安全及正常的使用功能.5)留置后浇带.即先浇筑后浇带两侧混凝土,约两个月后当混凝土收缩变形趋于稳定时,再浇筑留缝部位,从而避免因收缩应力而出现裂缝.6)在剪力墙中部设置暗梁(或设置顶部暗圈梁).这样贯穿性裂缝只能裂到梁底,而不至裂到楼面板底,可有效减小有害裂缝的长度.(下转第129页)箍霸应用方法论129沥青混凝土路面裂缝的修补工艺探讨顾雷(承德市交通运输局,河北承德067000)摘要沥青混凝土路面的常见裂缝现象严重阻碍了我国道路交通事业的可持续发展,成为影响道路建设质量,缩短道路使用服务寿命,制约交通事业人性化服务的重要因素.因此,本文依据目前我国普遍存在的沥青混凝土路面裂缝现象分析了主要的成因,并探讨了科学有效的修补工艺策略,对规范我国道路建设施工秩序,完善建设环境,提升建设质量并促进道路施工建设各项事业的全面发展有重要的推动作用.关键词沥青;混凝土路面;裂缝;修补工艺中图分类号Tu文献标识码A文章编号16739671一(2011)0620129011沥青混凝土路面形成裂缝的综合原因分析1)荷载型裂缝.在道路建设工程的施工初期,首先应对路面的荷载能力进行科学的设计,而荷载型裂缝则主要指当交通行车的荷载超过了沥青混凝土道路表面荷载承受极限而产生的裂缝.因此路面整体结构设计的是否合理,荷载系数设计的是否完善,是否充分依据该路段的交通流量进行了来源于实践的施工及强度设计;在施工过程中建设质量是否符合标准,施工材料是否得到科学的筛选与严格的质量把关均成为控制沥青混凝土路面形成荷载型裂缝的主要因素.2)非荷载型裂缝.针对以上荷载型裂缝的成因分析我们不难看出非荷载型裂缝主要是指排除由行车荷载,结构荷载设计等外力因素引起的裂缝,主要包括温度变化引起的温缩裂缝,基层半刚性引起的反射裂缝,路基的不均匀沉降引起的沉降裂缝,热胀冷缩引起的路基冻胀裂缝,路面混凝土铺设对接缝施工工艺不精湛,处理不当因素引起的裂缝等.随着高速公路建设事业的快速发展,越来越多的软土地基公路施工应运而生,这也使得非荷载因素引起的路面裂缝现象发生机率大大增加,成为阻碍道路施工高质量发展的主要因素.2沥青混凝土路面裂缝的修补工艺研究2.1热融型灌缝胶开槽修补工艺依据国内外成功的施工修补工艺经验我们不难看出,开槽式的灌缝修补工艺其失效率要远远低于无槽式的灌缝修补,同时前者在修补过程中能有效且持续的抑制路面的水分渗入到地基中造成对道路的进一步破坏影响.因此,该工艺的实施进一步控制了道路表面的大修成本及日常养护费用.我们可以做这样一个实验,选择一条沥青混凝土实验路段并观察其被穿流密集的车流量不断碾压的过程,当聚集一定的荷载压力后便会在道路表面形成荷载裂缝.如果采用未经开槽的工艺进行裂缝处理,那么经过不断的车辆磨损后,裂缝表面的贴缝修补材料便会在有限的胶体作用下无法起到对道路裂缝的封闭作用.因此,为了在道路的裂缝表面形成一层新的受力面,我们应将沥青路面的老化边缘予以去除,而后填充新的材料并确保其与接触面的牢固粘合,这样才能达到既经济又高效的裂缝修补目的.在开槽修补工艺的科学施工流程上,我们首先应选择轻型,移动便利,开槽形状规则,对裂缝跟踪性能强的旋转冲击式开槽设备,并严格的控制开槽深度,一般以12厘米为宜,同时开槽的深度应略大于开槽宽度.在进行裂缝处理时我们可选用带有空压机的灌缝机进行施工,这样可利用高压力的空气在边处理裂缝的同时边清理其中的残渣,并同时兼具加热功能,从而有效的提高其裂缝的粘结程度.在具体的灌缝作业时我们应依据裂缝的实际情况调节适当的出料速度,并且利用平板的刮铲进行灌缝材质的均匀性修补及调整,灌缝的高度不应超过开槽两端的2厘米且不能高过路面3毫米.浇灌后的冷却时间应依据施工(上接第145页)7)调整水平钢筋配筋方案.将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧,有效减小了混凝土保护层厚度,增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性.8)增加抗收缩钢筋.遵循配筋细而密可抵抗收缩应力的原则,适当增加水平钢筋的配筋率,减小钢筋直径而缩小配筋间距.另外在对剪力墙造成约束的结构构件与其连接处增设钢筋亦能对裂缝起到一定的抑制作用.9)裂缝补强治理措施.当裂缝不能自我愈合,且长期存在会给结的气候温度确定,当气温较低时则在灌缝10-ttttttttt后即可开放使用,倘若开槽的缝隙较深则可在灌缝15分钟后方可开放交通投入使用.2.2贴缝带修补裂缝工艺贴缝带修补裂缝工艺主要包括加热式修补工艺与白粘式修补工艺两类,其主要的施工材料为可以自行裁剪的宽度为1O厘米,厚度l一2毫米的橡胶带长卷,其施工工艺一般包括以下几个步骤.我们可用吹风机将裂缝内的残渣进行清理,同时根据裂缝的大小,宽度,深度等实际情况将贴缝带裁剪成相应的尺寸进行有针对性的修补,尤其对于具有复杂裂缝性状的纹状裂缝可以自主粘贴,及时修补,既避免了施工浪费又达到了良好的修补效果.加热贴缝带的修补方式主要采用液化喷枪进行辅助性修补,首先应用液化气将喷枪点燃,接着施工人员可手持喷枪相对贴缝带进行底部加热,当温度逐渐升高后贴缝带便发生逐渐融合的现象,这时便可继续沿着裂缝的方向进行移动式加热,从而达到牢固贴缝带密封效果的目的.一般在冬季进行贴缝带修补裂缝施工工艺时,可冷却5分钟左右而后恢复交通,而在炎热的夏季进行裂缝修补时则必须延长冷却时间,一般以2吩钟为宜.采用贴缝带进行裂缝修补施工具有施工工艺简便,使用施工设备携带方便,操作便利,对操作人员施工水平要求不高等优势,但同时由于需要进一步进行燃烧加热的固定方式,因此客观上延长了施工时间,阻碍了高效率施工的进行.因此对于裂缝面积不大或裂缝情况复杂的路面修补我们可以采用此种方式,当对施工速度有较高的要求时我们则可选择一些具有自粘功能的贴缝带,从而显着解决施工修补慢的问题.同时贴缝带修补裂缝工艺对热熔程度的精细化要求较高,虽然并不是整体的贴缝带均需要完全的加热融化,但此项施工环节依旧给施工修补带来了较大的难度,因此我们只有依据不同的施工环境,季节温度做适应性施工处理,根据不同的施工材料性质规范热熔施工,不能只一味的追求施工速度就忽略了施工质量的保证,才能使贴缝带修补裂缝工艺切实增强沥青混凝土路面的抗压,抗载能力,从而有效的提升其服务使用寿命.当施工维护中发现裂缝相对严重的路面段时,仅靠加热厚度较薄的贴缝带很难达到完整的密封裂缝效果,因此我们必须在贴缝带的表面进行二次覆盖加热的施工,从而确保封缝程度的牢固可靠.3结语笔者从修补工艺的角度出发,针对当前沥青混凝土路面产生裂缝的综合原因进行了系统分析,并制