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混凝土工程裂縫的分析與判定

時(shí)期:2023-11-29 09:00:44 點(diǎn)擊數(shù):14

  一、混凝土裂縫分類

按裂縫產(chǎn)生的原因,可以分為以下六類:

(一)結(jié)構(gòu)應(yīng)力裂縫


混凝土結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生的裂縫,稱做應(yīng)力裂縫。普通混凝土構(gòu)件在承受30%~40%的設(shè)計(jì)荷載時(shí),就可能出現(xiàn)應(yīng)力裂縫,而這類構(gòu)件的極限破壞荷載往往在設(shè)計(jì)荷載值的1.5倍以上。此類裂縫只要寬度符合規(guī)范的規(guī)定,不會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全。


(二)溫度裂縫


溫度裂縫產(chǎn)生的原因有兩種,其一,混凝土在溫度變形和約束的共同作用下,產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)溫度應(yīng)力超過結(jié)構(gòu)抗力時(shí),產(chǎn)生裂縫。其二,混凝土受熱后,物理力學(xué)性能惡化,加之游離水蒸發(fā)和水泥結(jié)石脫水收縮,也會(huì)產(chǎn)生裂縫。


(三)干縮裂縫


混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí),體積會(huì)逐漸縮?。ǜ煽s或收縮),此時(shí)產(chǎn)生的裂縫稱為干縮裂縫。干縮裂縫最常見的是施工中混凝土表面干燥過快,構(gòu)件表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),即產(chǎn)生干縮裂縫。



(四)原材料質(zhì)量問題造成的裂縫


較常見的是水泥或碎石等原材質(zhì)量不良,在混凝土澆筑完成之后,凝結(jié)過程中或使用過程中由于強(qiáng)度不足,產(chǎn)生的裂縫。


(五)沉降裂縫


沉降裂縫的產(chǎn)生多是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟,或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致。裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系,地基變形穩(wěn)定后,裂縫也基本趨于穩(wěn)定。


(六)施工裂縫


施工裂縫產(chǎn)生原因,一是混凝土配合比不準(zhǔn),施工中任意加水或任意提高混凝土強(qiáng)度。二是模版構(gòu)造方案不當(dāng),漏水、漏漿、模板及支撐剛度不足。三是混凝土養(yǎng)護(hù)不足,特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。四是裝配式結(jié)構(gòu)的安裝順序,安裝工藝、焊接工藝等原因。


二、混凝土裂縫調(diào)查的主要內(nèi)容


一般從裂縫的現(xiàn)狀、開裂時(shí)間和裂縫發(fā)展變化三個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查分析,主要有以下幾個(gè)方面:



(一)裂縫的位置與分布特征


查明裂縫發(fā)生的建筑層數(shù),構(gòu)件的部位,如梁的兩端或跨中,梁高的受拉區(qū)或受壓區(qū)等。


(二)裂縫的方向和形狀


一般裂縫的方向和主受拉應(yīng)力方向垂直,因此要注意分清裂縫的方向,如縱向、橫向、斜向、對(duì)角線等,注意區(qū)分裂縫的形狀是上寬下窄、上窄下寬等情況,觀察裂縫的分支情況等(常見的是3支裂縫)。


(三)裂縫的寬度、長度、深度以及裂縫的發(fā)展變化


注意所測裂縫要具有代表性,每次測量的溫、濕度條件盡可能一致,直接淋雨的構(gòu)件,宜在干燥2~3d后測量。


(四)裂縫的開裂時(shí)間和發(fā)展變化情況


裂縫的開裂時(shí)間和開裂原因有著一定的關(guān)系,要準(zhǔn)確查清。同時(shí)還要注意裂縫的長度、寬度、深度、數(shù)量的變化。


三、混凝土裂縫的分析與判定


由于混凝土施工裂縫、沉降裂縫和原材料質(zhì)量問題造成的裂縫,較易作出判定。下面只論述溫度裂縫、應(yīng)力裂縫、干縮裂縫的判定。


(一)溫度裂縫


溫度裂縫分為表面裂縫和深度裂縫。其中表層溫度裂縫的方向一般無規(guī)律性,而深度縫的走向往往與主筋方向平行或接近平行。一般容易發(fā)生于以下兩種情況:


①環(huán)境溫度劇烈變化的現(xiàn)澆梁、板。發(fā)生在板上時(shí)多為貫穿裂縫,在矩形板上,裂縫常與短邊平行;當(dāng)板有橫肋時(shí),裂縫多與橫肋相垂直,常見的裂縫寬度為0.15~0.5mm。


②大體積混凝土。混凝土水化熱大量積聚,散發(fā)慢。內(nèi)外溫差與溫度陡降只引起表面或淺層的裂縫;混凝土內(nèi)部溫差可造成貫穿裂縫。有時(shí)幾種不同溫度差作用的疊加,可能造成結(jié)構(gòu)截面全部斷裂。


(二)應(yīng)力裂縫


一般有兩個(gè)形態(tài)特征:一是走向與主筋方向接近與垂直;二是裂縫的寬度一般較寬,且沿長度和深度方向有明顯的變化。


受彎構(gòu)件常見的有垂直裂縫和斜裂縫兩種,垂直裂縫多出現(xiàn)在梁、板構(gòu)件彎矩最大的截面上或斷面突然削弱處;斜裂縫一般出現(xiàn)在剪力最大的部位。多數(shù)裂縫是在剪力和彎矩共同作用下產(chǎn)生的,裂縫一般由下部開始,一般沿45度方向向跨中上方伸展,隨荷載的增加。裂縫不斷擴(kuò)大,數(shù)量增加。


對(duì)軸心受壓構(gòu)件受壓區(qū)的混凝土裂縫必須認(rèn)真對(duì)待,謹(jǐn)慎處理。因?yàn)槭軌簠^(qū)混凝土的明顯豎向裂縫,往往是結(jié)構(gòu)接近極限承載力,或結(jié)構(gòu)破壞的前兆。


軸心受拉構(gòu)件在荷載不大時(shí)就產(chǎn)生裂縫,其特征是沿正截面開展,和鋼筋拉力作用線相垂直,各裂縫間距近似相等。


沖切構(gòu)件裂縫,如柱下基礎(chǔ)底板,從柱的周邊開始沿45度斜面拉裂,形成沖切面。


彎扭構(gòu)件裂縫,鋼筋混凝土構(gòu)件受扭彎時(shí),構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生近于45度傾斜角的螺旋形斜裂縫。


(三)干縮裂縫


干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之間,大體積混凝土中平面部位多見,較薄的梁板中多沿其短向分布。


塑性收縮裂縫也是干縮裂縫的一種,一般出現(xiàn)在干熱或大風(fēng)天氣,裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一,互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達(dá)2~3m,寬1~5mm。


干縮裂縫通常會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性,引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性,在水壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力。如僅由干縮造成的裂縫,其長度與寬度比較小。對(duì)早期裂縫(混凝土終凝前),如果及時(shí)抹平養(yǎng)護(hù),可以消失。


千里之堤毀于蟻穴,百尺高樓塌于厘縫。裂縫雖小,卻關(guān)系著建筑結(jié)構(gòu)安全。希望本文能夠?yàn)閺V大的工程人在混凝土裂縫分析與判定方面提供些許參考。


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