建筑混凝土梁结构收缩裂缝解决措施

1、建筑混凝土梁结构收缩裂缝解决措施关键词：结构裂缝；钢筋混凝土；裂缝1工程概况某高层建筑为住宅楼，采用剪力墙结构，地下2层，地上20层, 地下部分一0 .13m6.35m为局部带夹层的地下室，一6.35m以下采用1.3m厚的C35 钢筋混凝土筏板，筏板下为直径700 mm,深度28m32m的钢筋混凝土 灌注桩。地上部分：l层8层的梁、板、柱、墙采用C40混凝土浇筑, 9层16层采用C35混凝土浇筑，16层以上采用C30混凝土浇筑，本 工程梁跨度均在28m范围内。混凝土施工方案全部采用泵送混凝土，地上部分，第一层的混凝土 于3月2日开始浇筑，4天浇完成，以后每10天左右完成一层。当施 工完第6层，

2、在检查中发现：已施工完的下面4层楼中，每层较长的梁 （长5.4m6.5m ,宽350 mm ,高750 mm ）均出现竖向裂缝，其中 一根梁上裂缝数量达到8条之多，见图1。这些裂缝均垂直于梁轴线， 距支座0.3m1.lm ,大多在梁腰两侧同时出现（即贯穿梁腰）。每条裂 缝宽度沿梁高分布呈枣核状，即在梁腰中部附近最宽（宽度最大达到0 . 3 mm）,向上向下均逐渐变窄，大多数裂缝向下终止于梁底以上20 mm 30 mm ,向上终止于梁板交接处以下20 mm30 mm。图12受力分析梁的截面尺寸及配筋如图2所示。根据当时的施工进度安排和施 工记录，每一层梁板混凝土浇筑后均养护24小时，才进行上一层

3、的钢筋 绑扎与安装工作。由于混凝土采用525R型早强水泥配制，24小时后的同 条件养护试件的检测结果表明，其混凝土强度远远超过施工规范规定的 1.2N / m2时的施工强度要求，因此可以排除因施工荷载作用而产生裂缝 的可能性。为了防止因拆模过早，混凝土强度还较低时就随荷载而产生结构裂 缝，影响混凝土的强度增长以及使用寿命，规范规定，对于现浇梁当按同 条件养护的混凝土试件的强度跨度28m梁构件达到设计强度等级的75% 时，方可拆除底模及支架。本工程施工实际预备了共三层模板的使用量供 周转使用，混凝土结构施工时总有两层模板在支护工作中。因此，拆除梁、 板底模换支点撑时，梁、板混凝土养护已达20多天

4、。此时，同条件养护 试件的检测结果表明，其混凝土强度远远超过设计强度等级的75%。而且 依规范进行荷载分析和配筋验算，均满足抗裂要求。因此，可判断此开裂 是由非荷载因素造成的。根据裂缝出现的位置以及开裂的形状，又考虑到 梁两端均与混凝土剪力的墙暗柱相连接（相当于梁处于全约束状态）的情 况，综合分析可初步断定该批裂缝均为因混凝土收缩所引起的收缩裂缝。图23钢筋混凝土梁裂缝验算根据公式对该工程混凝土梁上出现的裂缝进行验算。3.1混凝土收缩量（l）式中 标准状态下混凝土极限收缩量，取t -混凝土浇筑日期，t = 30天。由（1）式得：将其折算为当量温度：（2 ）式中a -温度系数，由（2 ）式得：此

5、当量温度叠加混凝土温度降低值得到综合降温差：（Tmax Tmin ） +Ty （3）式中：T 综合降温差，C；Tmax 梁中混凝土的最高温度，工程中根据监测，取42 C ;Tmin 梁中混凝土的最低温度，工程中根据外界气温及实测值,取 10 C;由(3)式得：温度差T = 40.4 C3.2混凝土中的极限拉应力(4 )式中E 一混凝土弹性模量，C40混凝土取MPaH ( t )混凝土应力松弛系数，H ( t ) = 0 . 5。由(4)式得，可见，混凝土中出现的收缩拉应力远大于混凝土该龄期的实际抗拉 强度(C40混凝土 28d的抗拉强度按4MPa考虑)，梁中出现的裂缝是由 混凝土的体积及温度收

6、缩造成的。4造成收缩裂缝的因素分析根据前边的分析及计算，说明裂缝主要是由于混凝土的收缩引起 的。考虑工程中所使用的原材料、现场施工情况、施工环境等诸多方面的 因素及笔者的经验，现对其影响因素逐一排列，进行分析，将裂缝产生的 原因归结为以下几个方面：4.1原材方面4.1.1混凝土配合比：1层8层所使用的C40混凝土的配合比为：水泥370 kg ,砂子 621 kg ,石子1154 kg ,水170 kg ,二级粉煤灰85kg。可见，该混凝 土中粉料用量接近500kg ,含量较大。因此，水泥水化放热量大，容易形 成收缩和干缩裂缝。4.1.2混凝土强度等级：实际工程中，混凝土强度等级的提升往往伴随着

7、水泥用量的增大， 因此容易引起混凝土收缩和干缩量的增大，这已经为工程实践所证明。该 工程中所用的混凝土强度等级为C40,水泥和粉煤灰总用量为445kg ,强 度等级及水泥、粉煤灰含量均属于较高较大范畴。4.1.3骨料质量：该工程中所用的细骨料为河中砂，骨料含泥量为4. 3%,接近施工 规范对C40混凝土含泥量的限定值。骨料含泥量越高，所拌制的混凝土 的收缩量也就越大。4. 2施工措施方面4.2.1混凝土搅拌质量:施工中，对混凝土用水量的控制一直是一个难题。由于对砂、石含 水量的检验总是滞后于施工现场的实际情况以及其他一些因素的影响，因 此搅拌过程中，混凝土的实际用水量很难符合配合比的要求。另外

8、，施工 中当遇到泵送阻力较大，钢筋较密及浇筑施工较慢时，随意加水现象时有 发生。尤其在开始泵送和即将结束泵送时，为了保证顺利泵送及清洗混凝 土泵，都要大量加水，使泵出的浆体或混凝土中的含水量大大超标。这些 含水量超标的混凝土所浇筑的梁因混凝土水灰比过高而更容易出现裂缝。4.2.2混凝土养护质量：梁为悬空构件，混凝土养护难度大。而且施工单位在混凝土浇筑 3d到4d后即拆除侧模，使梁直接暴露在春季干燥的空气中，因此，墙体 的干缩及温度收缩值均较大。通常，混凝土在浇筑后强度发展的早期，容 易因内聚约束应力作用而使混凝土构件的表面产生表面裂纹；在浇筑后强 度发展的后期（15d到1个月以后）容易产生贯穿

9、性裂缝。但是，如果没 有良好的保温、保湿措施以及降温降湿过快，混凝土中的应力来不及松驰, 同样在早期会因混凝土表面裂缝向构件纵深发展而产生贯穿性裂缝。以第 一层楼为例，混凝土的浇筑时间为3月2日到3月5日，此时的昼夜温差 还较大，而空气的温度较小。因此前面提到的施工措施无法保证对混凝土 进行充分的保温保湿养护，容易导致混凝土开裂。4. 3设计及其他方面4. 3. 1设计人员对泵送混凝土的性能考虑不够:泵送混凝土在硬化过程中，其收缩率和徐变较大，容易导致混凝土 产生开裂。而目前在结构设计中往往只考虑结构强度的要求，对墙体一般 不作抗裂验算，只是套用现行规范进行设计而忽略了泵送混凝土的这一特 点。

10、泵送混凝土与同一强度等级的塑性混凝土相比，二者的力学性能虽然 相同，但在施工阶段的性能及浇筑的后期效果却有着较大的施工阶段的性 能及浇筑的后期效果却有着较大的差别。实践证明，采用流动性大的泵送 混凝土浇筑的构件比采用塑性混凝土浇筑的构件更容易出现裂缝。4. 3. 2梁高度和腰筋钢筋配置情况的影响：梁越高，梁腰部位越容易出现裂缝。该梁未设腰筋，梁腰无足够水 平来抵抗因混凝土收缩所产生的拉应力。4.3.3混凝土剪力墙对梁的极大约束：该混凝土梁与剪力墙相连，剪力墙的钢度相对于混凝土梁来说，几 乎可以认为是无限大。因此，梁体受到剪力墙极大的约束，无法自由收缩, 最后使梁中混凝土产生贯穿性裂缝。5混凝土

11、梁出现收缩裂缝的处理措施5.1增设腰筋在梁腰增设腰筋本工程在发现裂缝之后，立刻决定在梁腰加设2根 小16根腰筋，利用其来抵抗在梁身中部产生的收缩拉应力。5. 2组织控制严格控制水灰比针对施工中因泵送困难，钢筋较密不易振捣密实及 施工减慢而出现的随意加水以增加混凝土流动性的现象，制定了严格措 施，将责任落实到个人，加强检查，保证施工中混凝土水灰比基本稳定。5. 3原材控制严格控制原材料质量及混凝土配合比石子应尽量采用洁净的硬质 岩石，控制风化石含量。必要时还应人工进行级配优化。砂子应选取用干 净的中粗砂。有关资料表明，采用中粗砂比采用细砂每立方米混凝土可减 少用水量20 kg50 kg ,水泥用

12、量可相应减少5kg35 kg ,可降低混 凝土温升，减少混凝土收缩。当发现现场砂石含泥量较高时，应及时用水 进行冲洗。此外，要使混凝土满足泵送要求，并且有较好的流动性和抗离析性 能，不能依靠单纯增大用水量（水灰比）的办法，而应选用合适的外加剂 改善混凝土的和易性，达到减少拌和用水量和节约水泥的目的。另外，进 行混凝土配合比设计时，应尽量采用高强度水泥以减少水泥用量，以便降 低混凝土发热量，从而减少混凝土温度收缩值。同时，可掺加粉煤灰等材 料以增加混凝土抗离析性能和可泵送性。5.4工艺流程控制浇筑后的混凝土在初凝前，可进行二次振捣，以排除混凝土因泌水 在粗骨料、水平钢筋下部产生的水分和空隙，提升

13、混凝土与钢筋的握裹力, 达到提升混凝土强度、防止混凝土梁出现裂缝的目的。同时，混凝土初凝 前进行抹面处理可减少或避免表面收缩裂缝。延迟拆模时间，加强混凝土养护模板能阻止混凝土中的水分向外蒸 发，可以对混凝土起到很好的养护作用。施工中尽量晚拆模板，对不易洒 水或其他养护措施的悬空构件如梁，有很好的养护效果。6结语综上所述，钢筋混凝土结构的裂缝较难控制，我们制定了以上相应 的对策，并将其立刻应用于随后的施工中，效果很理想，后来施工的各层 混凝土梁中未重复出现类似的裂缝。参考文献1 GB50367-2006混凝土结构加固设计规范GB50010-2002 .混凝土结构设计规范S.冯乃谦.实用混凝土大全M.北京:科学出版社,2001.王海东.钢筋混凝土约束梁斜向贴CFRP抗剪加固试验研究