1、概 述
在當(dāng)今的整個(gè)社會(huì)的建設(shè)中,不論什么樣的建筑,都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因?yàn)樵摻ㄖ牧蟽r(jià)廉物美,施工方便,承載力大,可裝飾強(qiáng)的特點(diǎn),日益受到人們的歡迎。在我國(guó)不論是城市或在農(nóng)村,鋼筋混凝土的應(yīng)用面可以說(shuō)是無(wú)處不在。但是,在使用混凝土的同時(shí),由于對(duì)混凝土的性能了解不深,在工程完畢后的十幾天,一個(gè)月或者更長(zhǎng)一點(diǎn)的時(shí)間后,混凝土結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)了裂縫或其他不良反映,給人們的心中造成擔(dān)憂和后怕的感覺(jué)。一些搞混凝土技術(shù)的研究人員對(duì)混凝土構(gòu)筑物的裂縫形成,進(jìn)行了大量的研究和技術(shù)探討,提出解決混凝土裂縫的辦法和意見(jiàn),也取得了較大的科研成果,使混凝土構(gòu)筑物的裂縫降低到最低范圍之內(nèi)。目前對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫問(wèn)題,是在混凝土工程建設(shè)中帶有一定普遍性的技術(shù)問(wèn)題。而混凝土結(jié)構(gòu)的破壞和建筑物的倒塌,也都是從結(jié)構(gòu)裂縫的擴(kuò)展開(kāi)始而引起的。如地下工程(地下室、地下倉(cāng)庫(kù)、地下變電所、地下人防工程等),若出現(xiàn)裂縫,將會(huì)產(chǎn)生大量的滲水,使地下工程的使用性能降低或不能使用;而廠房、住宅、辦公樓的墻、板、柱、梁出現(xiàn)裂縫后,一是影響美觀,二是影響使用壽命,有嚴(yán)重裂縫的建筑物將會(huì)威脅到人們的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。故在某些施工驗(yàn)收規(guī)范和工程都是不允許混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有明顯的裂縫。
但是,從近代科學(xué)關(guān)于混凝土工作的研究及大量的混凝土工程實(shí)踐證明,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是不可避免的,裂縫是人們可以接受的一種材料特性,只是如何使有害程度控制在某一有效范圍之內(nèi)。因?yàn)槭褂玫幕炷潦嵌喾N材料組成的一種混合體,且又是一種脆性材料,在受到溫度、壓力和外力的作用下,都有出現(xiàn)裂縫的可能性。而對(duì)出現(xiàn)裂縫后,就要分析哪些裂縫是有害裂縫,哪些是無(wú)害裂縫,經(jīng)分析后,對(duì)有害裂縫的形成原因和如何處理,這是本文所提出的關(guān)鍵所在。
2、國(guó)內(nèi)外對(duì)混凝土裂縫控制的要求
從目前的情況看,設(shè)計(jì)上對(duì)混凝土裂縫有一定范圍。從我國(guó)的“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范《GBJ10——89)”表3·3·4規(guī)定看,其裂縫寬度在不同的環(huán)境下,不同的混凝土結(jié)構(gòu)物其裂縫的寬度也有所不同的控制標(biāo)準(zhǔn),允許裂縫寬度為0.2~0.3mm。而從國(guó)外的情況看,不同的國(guó)家對(duì)混凝土構(gòu)筑物的裂縫寬度也有不同的規(guī)定,如1970年歐洲混凝土專(zhuān)業(yè)委員會(huì)的規(guī)范所收集各個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)裂縫規(guī)定如下:
美國(guó)AGl 規(guī)范規(guī)定裂縫為0.108mm;法國(guó) 規(guī)范規(guī)定裂縫為0.27mm;加拿大 規(guī)范規(guī)定裂縫為0.064mm;前蘇聯(lián) 規(guī)范規(guī)定裂縫為0.12mm;波蘭 規(guī)范規(guī)定裂縫為0.182mm。
從不同的國(guó)家來(lái)看,各國(guó)的規(guī)范對(duì)混凝土構(gòu)筑物的裂縫都有不同的控制范圍和要求,要保證混凝土構(gòu)筑物不出現(xiàn)裂縫可以說(shuō)是不可能的。在我國(guó),對(duì)在不同環(huán)境下混凝土構(gòu)筑物,在不同的介質(zhì)情況下,所規(guī)定的混凝土裂縫寬度也不同。所以說(shuō),對(duì)混凝土構(gòu)筑物的裂縫我國(guó)規(guī)范規(guī)定在設(shè)計(jì)上有一定的允許寬度。國(guó)際上也都根據(jù)本國(guó)的特點(diǎn),對(duì)混凝土的裂縫都有明確的規(guī)定,說(shuō)明混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫在一定范圍內(nèi)是允許的,要想控制混凝土構(gòu)筑物不裂縫是很難的,關(guān)鍵是裂縫的寬度應(yīng)該控制在什么范圍內(nèi)。
3、混凝土構(gòu)筑物裂縫的種類(lèi)及滲、漏原因
混凝土滲、漏的主要原因是在其拌合物在澆灌振搗過(guò)程中漏振和振搗不密實(shí)而產(chǎn)生的毛細(xì)孔隙或蜂窩狀,在外部水壓力的作用下,導(dǎo)致滲、漏現(xiàn)象。
同時(shí),由于設(shè)計(jì)的原因,如結(jié)構(gòu)的造型尺寸、受力情況、構(gòu)造等因素考慮不周,也會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)的滲、漏現(xiàn)象。從以往的實(shí)際情況看,混凝土的裂縫大致可分為以下幾種:
(1)混凝土拌合物凝結(jié)前的沉降裂縫及干縮裂縫;
(2)混凝土溫度應(yīng)力裂縫;
(3)混凝土自應(yīng)力裂縫;
(4)混凝土受外力及荷重影響裂縫。
從實(shí)際情況來(lái)看,地下混凝土工程結(jié)構(gòu)的裂縫情況可分為以下幾個(gè)方面,筆者予以分別介紹。
3.1混凝土拌合物沉降裂縫
這種裂縫的發(fā)生,往往是采用大流動(dòng)性混凝土拌合物時(shí)而發(fā)生的裂縫,大家知道,大流動(dòng)性混凝土拌合物在混凝土初凝前,混凝土拌合物中的粗骨料始終處于一種自由體,雖然經(jīng)過(guò)振動(dòng)器械進(jìn)行了振動(dòng),內(nèi)部的孔隙也基本排除,但在混凝土內(nèi)部的粗骨料本身在自身質(zhì)量的作用下緩慢下沉,若是素混凝土,內(nèi)部的下沉是均勻的,在混凝土硬化過(guò)程中,表面的裂縫一般均為施工人員在操作過(guò)程中所留下的腳窩因用素漿找平后而形成的,因?yàn)檫@些裂縫是素漿在硬化時(shí)產(chǎn)生的收縮(干裂)裂縫;但是只要在混凝土初凝時(shí)予以壓光即可解決。另外一方面是鋼筋混凝土張相寶,在混凝土沒(méi)有達(dá)到初凝前,其內(nèi)部的粗骨料繼續(xù)處于下沉狀態(tài),而混凝土沿著鋼筋的下方繼續(xù)下沉,由于在鋼筋的作用下,鋼筋上面的混凝土被鋼筋的支護(hù),在鋼筋上表面沿著鋼筋的走向產(chǎn)生裂縫,這種裂縫的深度一般只達(dá)到鋼筋表面為止。
3.2早期混凝土干縮裂縫
這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土較薄的結(jié)構(gòu);如現(xiàn)澆樓板混凝土、道路混凝土、地坪等混凝土,在結(jié)構(gòu)斷面≤300mm、混凝土坍落度>100mm時(shí),最容易發(fā)生此種裂縫。這種裂縫產(chǎn)生的原因是混凝土拌合物在澆搗完畢后,混凝土拌合物內(nèi)部的水份一部分泌出流失,一部分被水泥水化所用,另外一部分被蒸發(fā),尤其是在干熱、風(fēng)較大的季節(jié)以及在空中的薄壁結(jié)構(gòu)板混凝土拌合物則更容易出現(xiàn)失水干縮而發(fā)生裂縫。這種裂縫出現(xiàn)的時(shí)間較早,一般混凝土在初凝前就已經(jīng)發(fā)生,若不加以處理和養(yǎng)護(hù),局部裂縫將會(huì)貫穿整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu),部分裂縫也將達(dá)到結(jié)構(gòu)1/3~1/2的深度。象這樣的裂縫若在混凝土還沒(méi)達(dá)到初凝之前,對(duì)其表面用木抹子進(jìn)行再次拍壓抹平,并立即在表面覆蓋養(yǎng)護(hù),即可消除該種裂縫的再發(fā)生。這種裂縫在實(shí)際的施工過(guò)程中會(huì)經(jīng)常遇到,但只要引起注意,象混凝土早期出現(xiàn)初凝前的裂縫完全可以避免。
3.3對(duì)拉螺栓鋼筋端頭處漏水現(xiàn)象
在實(shí)際工程的施工中,對(duì)拉螺栓是用來(lái)固定模板的,在混凝土澆灌前已預(yù)先固定在鋼筋籠內(nèi),且鋼筋穿過(guò)整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)物。在施工時(shí),該對(duì)拉鋼筋在±0.00以下都要求在對(duì)拉鋼筋中焊接有鋼板止水墊,防止地下水從鋼筋周?chē)苯訚B入混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)部,要求止水鋼板與鋼筋四周用電焊焊滿(mǎn),不得有漏焊和點(diǎn)焊,確保對(duì)拉螺栓的止水效果,若止水墊焊不滿(mǎn),在混凝土振搗過(guò)程中,對(duì)拉螺栓下方的骨料顆粒還在繼續(xù)下沉,在混凝土凝結(jié)后,對(duì)拉鋼筋下面就形成一道水膜,在混凝土中的水泥產(chǎn)生水化和水份的蒸發(fā)以后,在螺拴下表面就形成了一道貫穿性的毛細(xì)孔,這種毛細(xì)孔在外部地下水的壓力作用下,將產(chǎn)生滲水現(xiàn)象。
但是,有的鋼止水板在焊接時(shí)焊得不嚴(yán),有漏焊點(diǎn)或漏焊處,在外部水壓力的作用下,水就會(huì)通過(guò)止水板的漏焊處,順著鋼筋螺栓滲透到結(jié)構(gòu)物內(nèi)部。
3.4 貫通性毛細(xì)孔和微細(xì)裂縫
在一般大流動(dòng)性混凝土工程結(jié)構(gòu)上容易產(chǎn)生貫通性的毛細(xì)孔。因?yàn)楸盟突炷恋牧鲃?dòng)性大,相應(yīng)地混凝土單位用水量也要比普通混凝土用水要多。在混凝土澆搗完后,一部分水泌掉,一部分蒸發(fā),一部分在水泥水化時(shí)被水泥吸收,那么另外一部分?jǐn)嚢栌盟痛嬖诨炷羶?nèi)部,在一定的時(shí)間內(nèi),水慢慢揮發(fā),原來(lái)水所占的體積就形成了一條毛細(xì)孔隙,在混凝土結(jié)構(gòu)外部地下水的壓力下,這種貫通性的毛細(xì)孔就很容易產(chǎn)生滲漏。
微細(xì)裂縫主要反映在大流動(dòng)性混凝土內(nèi)部,由于在振搗時(shí)漏振或振搗不夠,在混凝土硬化前,尤其是在鋼筋下方的骨料仍在繼續(xù)下沉,而鋼筋上部的混凝土中的骨料被鋼筋所支撐不能下沉,在鋼筋的下表面就形成了一道微細(xì)的水膜,日后它則會(huì)形成一條孔隙,地下水便會(huì)從此縫隙滲漏到混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)部。