工程结构裂缝成因及处理方法探讨

水利建设与管理・２００６年第１０期　１９　较大，导致混凝土表面温度急剧变化而产生较大的降温收　工程结构裂缝成因及处理方法探讨　缩，受到内部混凝土的约束，而出现裂缝。　时．因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。　ｂ．伸缩裂缝。？昆凝土尚处于未完全硬化状态时，如干燥　李建平　过决则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度小。　。一新疆地矿局第十一地质大队　昌吉　∞　一一００一　ｃ．水泥水化、硬化时的裂缝。水泥在水化及硬化的过程　中散发大量热量，使混凝土内、外部产生温差，超过一定值　ｄ．计量不准。如钢筋混凝土梁的截面不够，梁的跨度过　一新疆水利水电勘察设计研究院　乌鲁木齐　∞　０００　一　受力钢筋截面偏小、配筋　大，高度偏小，或者由于计算错误，一新疆水利管理总站刘　李　龙　虎　涛　【摘　要】　钢筋混凝土裂缝控制、分析及预防措施，对在工　程施工中正确处理钢筋混凝土裂缝，提高工程质量，满足工　程设计要求有重要的意义。　【关键词】　钢筋混凝土　裂缝　灌浆法　防治措施　在水利水电工程中，混凝土应用极其广泛　钢筋混凝土　具有抗拉抗压性能，但在使用过程中容易产生裂缝，这对工　程质量构成了威胁。如大坝中存在裂缝，必然产生沿裂缝的　渗透水流，对大坝不利。笔者在长期施工中对钢筋？昆凝土常　见的裂缝进行了分析，对裂缝形成原因、防治及处理方法和　措施进行了归纳。　钢筋混凝土裂缝是不可避免的，微观裂缝是混凝土本身　的物理力学性质决定的。目前世界各国对裂缝的宽度限制虽　不完全一致，但大致相同，最严格的允许裂缝宽为０．１ｍｍ，近　年来，许多国家已根据大量试验将其放宽到０．２ｍｍ。　ｌ混凝土裂缝产生的主要原因　产生裂缝的原因很复杂，主要有以下几种：温度裂缝，化　学裂缝，沉降裂缝，收缩裂缝，原材料质量控制不好，计量不　准，运输的影响，混凝土养护不当等。　ａ．温度裂缝。水泥在硬化期间，混凝土表面与内部温差　位置不当、节点不合理等，都会导致混凝土粱出现结构裂缝。　ｇ．施工质量造成的裂缝：　乌鲁木齐∞　ｏ０００一⑧由于混凝土标号偏低，受力钢筋截面偏小，截面尺寸　　不符合设计等而导致混凝土梁出现裂缝；⑥由于施工不当，模　板支撑下沉，或过早拆除底模和支撑形成的裂缝。＠由于施　工控制不严，在梁上超载堆荷导致出现裂缝。　ｆ．预制钢筋混凝土梁在运输、吊装过程中，由于支撑不　合理、吊点位置不符，以及较大的振动或冲击荷载，均会导致　混凝土出现裂缝。　使用过程中改变原来的使用功能，如屋面加层、使用　不当、增大梁上荷载等，均会出现裂缝。　２裂缝的处理　２．１裂缝的类型　根据裂缝的成因，可将其分为两种类型。　ａ．由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂　缝等，这类裂缝一般对承载力影响较小，可做一般处理。　ｂ．另一类裂缝影响梁的承载力，影响坝的防渗效果，这　种裂缝必须及早采取加固措施，满足结构安全需要。　混凝土产生裂缝后，在修补前应全面分析各种影响因　素，仔细研究产生裂缝的原因及裂缝种类、程度、危害和加固　的依据，结合结构物的功能要求，采用恰当的修补方法。　２．２裂缝处理方法　经过分析，在不降低承载力的情况下，采用以下几种方法。　２．２．１表面处理法（包括表面涂抹和表面贴补法）　表面涂抹法适用于裂缝较窄的情况。常用的是在混凝土　裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧树脂或树脂浸渍玻璃　布。用于恢复构件表面美观和提高耐久性以及浆液难以灌入　的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的不漏水的发丝裂缝　的处理。　表面贴补法适用于大面积漏水（蜂窝，麻面等或不易确　定具体漏水位置变形缝）的防渗堵漏。　施工时先将混凝土表面用钢丝刷打毛，清水洗净干燥，　将混凝土表面气孔由油灰状树脂填平，然后在其上铺设薄　膜　如果单纯以防水为目的，也可采用涂刷沥青的方法。　２．２．２填充法　用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽（＞０．３ｍｍ）　的裂缝，沿裂缝混凝土表面凿成Ｖ形或Ｕ形槽，使用树脂砂　浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时，　先将槽内碎片清除，必要时涂底层结合料，待填充料充分硬　化后，用砂轮或抛光机将表面磨光。　维普资讯 http://www.cqvip.com

李建平等／工程结构裂缝成因及处理方法探讨　２．２．３注入法　２．２．８梁的单面加大截面法　当裂缝宽度较小且较深时，可采用将修补材料注入混凝土　深的单面加大截面法分两种，即上面加高和下面加厚。　内部的修补方法，首先在裂缝处安设注入用管。其他部位用表　上面加高适用于梁的支座抗弯强度不足的加固。所加混凝土　面处理法封住，使用低粘度环氧树脂注入材料，用电动泵或手　靠梁上上部箍筋上的附加箍筋与原混凝土结构构成整体．上　动泵注入修补。此法在裂缝宽大于０．２ｍｍ时，处理效果较好。　部荷载靠附加纵筋承受。粱的下面加厚。适用于梁跨中抗弯　２．２．４结构补强法　不足的加固，当梁截面强度与要求相差不大时，可将梁下加　当裂缝影响到结构强度时，可采用结构补强法，包括断　厚８０～１００ｍｍ，配制新的纵梁与原梁焊接，做法与三面围套相　面补强法、锚固补强法、预应力法等。　同。当梁的下部增加ｌＯＯｍｍ以上时，按计算配置纵筋和箍筋。　２．２．５灌浆法　采用围套及单面加厚法加固时，纵筋与支座接下述方法　此法应用范围广，主要用于重要的结构物，从细微裂缝　连接：梁支承在柱上时，新加筋可通过连接钢板或直接与柱　到大裂缝均可使用，处理效果好。　受力筋焊接在一起，此种情况下应在主梁上回设斜托支座，　２．２．６粘贴加固法　斜托钢梁与主梁中主梁焊接。对于梁的端支座，可将梁内部　此法是将钢板或型钢用改性环氧树脂粘结剂。粘接到构　分纵向钢筋按４５。或３０。角曲折成斜筋焊于主梁内原纵筋上．　件混凝土裂缝部位表面．使钢板与混凝土连接成整体共同工　或加入浮筋。以电焊连接新旧纵筋。　作。粘接前，对钢材表面进行喷砂处理，混凝土表面刷净干　３灌浆法在双港桥隧道中的应用　燥，粘接层厚度为３ｍｍ。　中铁隧道集团二处在双港桥隧道中采用环氧树脂灌浆　２．２．７梁的三面或四面加做围套法　法修补衬砌裂缝，使裂缝封闭。现将该处所用施工工艺及方　在梁的刚度、强度或剪力不足且相差较大的情况下，采　法介绍如下。　用梁的三面或四面加做钢筋混凝土围套加固较为适宜。采用　３．１注浆所用材料及配合比　四面围套时壁厚应据实际情况而定，一般以两侧大于５０ｍｍ、　材料选用主要为６１０１（Ｅ—４４）环氧树脂（胶结料）、邻苯　上下大于１００ｍｍ为宜，纵向可用　２５钢筋，与原梁纵筋焊接　二甲二丁脂（增韧剂）、丙酮（稀释剂）、乙二胺（固化剂）及３２５　固定，施工时在梁两侧板上间隔５００ｍｍ凿洞以浇筋混凝土．　号水泥（需过筛，作为粉料使用）。见下表。　可用开口筋或穿板封闭箍，并经计算确定配筋数量。　注浆材料配制表　环氧树脂　邻苯二甲二丁　丙酮　乙二胺　３２５水泥　硬化时间　与混凝土粘结　抗拉强度　用途　（ｋｇ）　脂（ｋｇ）　（ｋｇ）　（ｋｇ）　（ｋｇ）　（ｈ）　强度（ＭＰａ）　（ＭＰａ）　ｌ００　１０　１０－１２　５０－１Ｏ０　１２－２４　２７－５０　５０　除缝固定注浆嘴用　ｌ００　２０　１４－１５　ｌ００～１５０　抹面用胶泥　ｌ００　１０　４０－５０　８～ｌ２　ｌ２－２４　２７－３０　５０　注浆用浆液　在钢制容器中称取定量的环氧树脂，加热至４０￣Ｃ左右。　浆修补密封。　然后加入增韧剂、稀释剂搅拌均匀后。再加入固化剂搅拌即　ｅ．压浆。压气试漏检查合格后，即开始进行压浆。压浆前　成。若是胶泥，则与固化剂一起加入３２５号水泥一道搅拌配　将所有注浆嘴上阀门打开。用压缩空气将孔道及裂缝吹干　制好的胶泥或浆液，需在４０ｍｉｍ内用完。　净，达到无水、无尘状态。采用单孔压浆，在一条裂缝上则由　３．２注浆工艺　浅到深，由下到上，由一端到另一端。压浆时将配好的浆液倒　ａ．裂缝处理。首先在裂缝表面凿成Ｖ形槽。槽宽５～　入罐内，旋紧罐口，将活接头接在注浆嘴上，开动空压机，使　ｌＯｏｍ，深３－５ｃｍ，然后利用钢丝刷及压缩空气将混凝土碎屑、　压力保持在０．２．～０．５ＭＰａ，打开阀门，浆液被压入缝中，经过　粉尘清除干净，接着利用高压水对裂缝内部污物进行冲洗，　３－５ｍｉｎ，待浆液从邻近注浆嘴冒出后。即关闭阀门。如此顺序　最后进行充分自然干燥或用喷灯烘干。　进行。为达到连续压浆，施工时另备适量不加硬化剂的浆液，　ｂ．设注浆嘴。注浆嘴间距根据裂缝大小、走向及结构形　边压浆边加入乙二胺，并拌匀随时使用，初压浆压力为０．１５～　式而定，根据实测的裂缝宽度，注浆嘴的间距为４０ｃｍ，每条　０．２５ＭＰａ。　缝上均有进浆、排气、出浆的注浆嘴，选用埋入式注浆嘴，沿　ｆ．压浆结束。标准一般为吸浆率小于０．１Ｌ／ｍｉｍ后再继续　裂缝全长用环氧胶泥固定。　压注几分钟，即可停止压注，当结束压浆关闭阀门后，应立即　ｃ．封缝。裂缝表面应涂刮环氧胶泥进行封闭。宽度应填　拆除管路，及时将压浆罐和注浆管中残留浆液吹净，并以丙　塞满沟槽，表面应酌情加宽１－２ｃｍ。　酮冲洗管路及擦洗工具。　ｄ．压气试漏。待环氧胶泥具一定强度后（常温季节约需　ｇ．养护。采用自然养护。注浆嘴在浆液硬化１２～２４ｈ后，　３ｈ），进行压气试漏，气压保持０．２～０．４ＭＰａ，试漏时在封口及　拆下，继续下一循环施工。　注浆嘴四周涂肥皂水，如出现泡沫，表示漏气，应采用促凝灰　裂缝处理完毕后。利用环氧胶泥对表面进行封闭。