岩土施工中混凝土结构裂缝原因分析与控制方法

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  【摘要】岩土施工中混凝土结构发生裂缝的情况比较普遍,影响混凝土结构产生的裂缝的因素很多,一旦有裂缝产生,会对混凝土结构的刚度造成直接的影响,从而影响整个建筑物质量和安全。本文对岩土施工中混凝土结构裂缝的原因加以分析,并针对常见的混凝土结构裂缝类型提出有效的控制方法。
  【关键词】岩土施工;混凝土结构;裂缝;控制方法
  岩土施工中混凝土结构产生裂缝直接影响岩土工程整体的刚度,影响工程质量,带来安全隐患。混凝土结构产生裂缝是岩土施工中常见的现象,导致裂缝产生的因素也有很多。虽然轻微的裂缝不会从根本上影响岩土工程的质量和安全,但是会影响其外观的美观性。随着裂缝的加大,达到一定限度会就会对工程的刚度和安全性造成危害,影响混凝土结构的耐久性,因此,必须对混凝土结构裂缝加以重视,并采取相应的措施对其加以控制。
  1、混凝土结构裂缝产生的原因分析
  混凝土裂缝的产生受多方面因素的影响,除了混凝土本身的因素之外,施工过程中的人为因素、外部环境的因素都可能使混凝土结构产生裂缝。混凝土中的水泥成分水化放热后在降温的过程中温度的变化会导致裂缝产生、水泥砂浆在硬化的过程中硬化收缩会导致裂缝产生、混凝土在干燥的過程中干缩导致裂缝产生;岩土工程外部的环境变化造成的温度升降带来的温差导致混凝土缩胀变化使裂缝产生;岩土工程设计考虑不周、混凝土材料的配置比例不恰当、施工工艺不当等都会导致裂缝产生。
  在我国建筑行业中,建筑工程产生裂缝具有普遍性,而且裂缝的种类和形态也不尽相同,轻者影响建筑的美观度,重者降低建筑的载荷,影响建筑的安全性。据资料统计,因工程结构变形引起的裂缝占80%的比重,其余的20%为载荷导致的裂缝。为了更好的控制岩土工程裂缝的产生,必须从源头抓起,深入分析裂缝产生的原因,从根本上加强控制。
  2、混凝土结构裂缝的分类及控制方法
  2.1塑性裂缝的控制方法
  塑性裂缝多在施工的过程中产生,浇灌的混凝土在初凝后或者在终凝前,在混凝土结构的表面有时会有裂缝产生,其外观与泥浆干燥时表面的裂缝相似。塑性裂缝多表现为不连贯的、不规则形状的裂缝。塑性裂缝的产生多是混凝土浇灌养护的过程中,自身温度过高,长时间处于70℃以上的温度,或者与外界存在大的温差,在干燥的气候条件下就会有裂缝出现。究其产生的原因,大多是因为混凝土水灰的配比不当,水泥的量多,混凝土浇灌后在初凝起养护不到位,没有对混凝土表面进行有效的覆盖,使混凝土中的水分直接与外界接触,过快的蒸发导致混凝土收缩过快,混凝土初期的强度较低,无法对变形应力进行有效的抵抗,从而产生变形。
  对于塑性裂缝的控制,要注意严格控制混凝土原材料的配比,比例要恰当,不要过量的使用水泥;在浇灌混凝土前要做好准备工作,将基层和模板彻底湿透;混凝土浇灌之后要及时对其表明进行覆盖,控制其表面水分蒸发的速度,同时定时向表明喷水,做好养护工作;对于混凝土在初凝时或者终凝时产生的裂缝,在终凝前对混凝土表面在进行一次抹压,在进行必要的养护工作,就可以消除裂缝。
  2.2干缩裂缝的控制方法
  干缩裂缝通常在在混凝土结构或预制构件养护完毕,经一段时间后在表面出现。干缩裂缝较其它类型的裂缝要细多,横竖裂缝交错,毫无规律性。干缩裂缝产生的主要原因是因为混凝土在干燥的过程中,受到外界风吹日晒的影响,表面过快的干燥,水分蒸发迅速,表面干缩速度过快受混凝土内部约束,拉应力过大导致混凝土表面产生裂缝。
  对于干缩裂缝的控制,首先要对混凝土的比例严格控制,尤其粉砂不能过量的使用,同时混凝土浇灌后加强养护,使混凝土表面保持湿润,提高混凝土表面的抗裂强度。混凝土脱模后仍然要重视喷水养护的工作。对于混凝土预制构件在露天放置的时期要避免阳光直射或者空气中暴露,采取必要的覆盖央行措施,保持湿润,尤其是薄壁构件应该堆放在阴凉的地方对其进行覆盖养护。需要注意的是混凝土构件如果是在露天条件下制作,要注意防风,及时张拉预应力构体。如果有微小裂缝产生,要及时喷水进行养护。
  2.3温差裂缝的控制方法
  为了预防收缩裂缝的产生,在设计阶段就应该采取措施进行预防。对于拉应力较大的部位,要进行后浇带或者永久变形缝的设置。混凝土使用微膨胀的混凝土并采用预应力结构,同时注意对结构抗侧力构件进行必要的调整。对于体积规模较大的混凝土结构在进行浇注的过程中,水泥水化会带来温度大幅度的升降变化。混凝土与外界环境以及混凝土自身表面和内部的温度都会存在很大的温差,对此问题必须加以重视,一定要注意模板拆除不能过早。如果是在冬季施工,必须对混凝土进行及时的覆盖,以起到保温的作用。如果保温层拆除过早,混凝土表面温度急剧降低,表明冷却收缩速度过快,受混凝土内部约束的作用,会产生拉应力。如果混凝土的抗拉强度不能抵抗拉应力时,就会在混凝土表面产生裂缝,这种裂缝对混凝土结构本身不会造成严重的影响。但是如果大体积的混凝土浇筑在岩石地基或厚大的
  混凝土垫层上,如果浇灌温度过高,会产生外约束降温收缩裂缝,裂缝较深,严重的会成为贯穿性裂缝,对混凝土整体结构造成破坏性影响。
  2.4沉降裂缝的控制方法
  岩土工程的地基不均匀发生沉降而造成裂缝产生的现象较为常见,这主要是因为地基承载力不够、地基土不均匀,地基含水量变化的不正常都是造成沉降裂缝产生的原因。沉降裂缝的方向多与地基的主应力方向呈垂直状态,裂缝的大小和裂缝的深度受时间和地基变形的发展变化而变化。地基变形会产生较大的应力,由此产生的裂缝也多为贯穿性裂缝,具有严重的危害性。严重的沉降裂缝会造成混凝土结构的破坏,甚至坍塌,因此必须对沉降裂缝进行有效的控制,避免沉降裂缝的产生。
  对于沉降裂缝的控制,搜寻在设计上要尽量采用整体性好的基础。对于独立性的基础要设置基础联系梁。如果地基土不均匀必须要对地基进行有效的处理,解决地基不均匀的问题。如果因地基不均匀产生了沉降裂缝,就要对沉降进行严密的观测,及时采取有效的措施对其加以控制,最大限度的降低沉降裂缝带来的危害。首先对地基进行压实和加固处理,提高地基的刚度和强度,提高地基的载荷能力,同时力争做到地基整体能够均匀的受力。其次在基坑的周围要注意完善排水的措施和设备,避免地基被水浸泡影响其刚度。为了有效的提高混凝土结构的载荷能力,保证其具有良好的稳定性,应采用压注水泥匠液,结构补强等方法对混凝土结构进行加固。
  3、结语
  混凝土结构或构件在设计和施工过程中,可采取有效的技术措施,防止和减少裂缝的产生,一旦出现了裂缝,应根据裂缝的性质、大小、结构受力情况和使用要求等不同情况,及时采取有效措施进行处理,以保证结构的承载力、稳定性和耐久性,确保建筑混凝土工程质量。
  参考文献
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