時間：2022-09-05 22:29:34
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2.大體積混凝土的澆筑方案大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中多為設(shè)備基礎(chǔ)、高層建筑中的厚大基礎(chǔ)底板等，這類結(jié)構(gòu)由于承受巨大的荷載，整體性要求高，往往不允許留施工縫，要求一次澆筑完畢。因此，每遇到此類結(jié)構(gòu)，在施工前，我就定出混凝土的施工方案，可分為全面分層、分段分層、斜面分層三種。
2.1全面分層澆筑方案。是將結(jié)構(gòu)全面分成厚度相等的澆筑層，每層皆從一邊向另一邊推進(jìn)澆筑，要求每層混凝土必須在下面一層混凝土初凝前澆筑完畢。采用該方案時，結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜過大，否則混凝土強(qiáng)度（指單位時間內(nèi)澆筑混凝土的數(shù)量）過大，造成施工困難。
2.2分段分層澆筑方案將結(jié)構(gòu)適當(dāng)分成若干段，每段再分若干層，逐層逐段澆筑混凝土，該方案適用于厚度不大而面積或長度較大的結(jié)構(gòu)。(3)斜面分層澆筑方案。當(dāng)結(jié)構(gòu)長度較大而厚度不大時，可采用斜面分層澆筑方案。澆筑時混凝土一次澆筑到頂，讓混凝土自然流淌，形成一定的斜面。這時混凝土的振搗應(yīng)從下端開始，逐步向上，這種方案較適合泵送混凝土工藝，因為可免去混凝土輸送管反復(fù)拆裝。
3分析大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
3.1干縮裂縫?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。
3.2塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)，且長短不一，互不連貫狀態(tài)。常發(fā)生在混凝土板或比表面積較大的墻面上，較短的裂縫一般長20～30cm，較長的裂縫可達(dá)2～3m，寬1～5mm。從外觀分為無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)狀和稍有規(guī)則的斜紋狀或反映出混凝土布筋情況和混凝土構(gòu)件截面變化等規(guī)則的形狀，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的邊緣。
3.3沉陷裂縫。沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致?；蛘咭驗槟０鍎偠炔蛔?，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)沉陷裂縫。特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。
3.4溫度裂縫。溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷翝沧⒑螅谟不^程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升。而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差。較大的溫差造成混凝土內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。
4.對大體積混凝土裂縫采用材料控制技術(shù)
4.1水泥的合理選取。優(yōu)先選用收縮小的或具有微膨脹性的水泥。因為這種水泥在水化膨脹期（1～5d）可產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，而在水化后期預(yù)壓應(yīng)力部分抵消溫度徐變應(yīng)力，減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力，提高混凝土的抗裂能力。
4.2骨料的合理選取。選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈性模量低、表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料，這樣可以獲得較小的空隙率及表面積，從而減少水泥的用量，降低水化熱，減少干縮，減小了混凝土裂縫的開展。
4.3盡可能減少水的用量?；炷辆哂须p重作用，水化反應(yīng)離不開水的存在，但多余水貯存于混凝土體內(nèi)，不僅會對混凝土的凝膠體結(jié)構(gòu)和骨料與凝膠體間的界面過度區(qū)間的結(jié)構(gòu)發(fā)展帶來影響，而且一旦這些水分損失后，凝膠體體積會收縮，如果收縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過界面過度區(qū)間的抗力，就有可能在此界面區(qū)產(chǎn)生微裂縫，降低混凝土內(nèi)部抵抗拉應(yīng)力的能力。
5.加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)混凝土拌合物經(jīng)澆筑搗密后，即進(jìn)入靜置養(yǎng)護(hù)期，其中水泥和水逐漸起水化作用而增長強(qiáng)度。在這期間應(yīng)該設(shè)法為水泥的順利水化創(chuàng)造條件，稱混凝土的養(yǎng)護(hù)。水泥的水化要有一定的溫度和濕度的條件。溫度的高低主要影響水泥水化的速度，而濕度條件則影響水泥水化能力。混凝土如在炎熱氣候下澆筑，又不及時灑水養(yǎng)護(hù)，會使混凝土中的水分蒸發(fā)過快，出現(xiàn)脫水現(xiàn)象，使已形成凝膠狀態(tài)的水泥顆粒不能充分水化，不能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的結(jié)晶而失去了粘結(jié)力，混凝土表面就會出現(xiàn)片狀或粉狀剝落，降低了混凝土的強(qiáng)度，另外，混凝土過早失水，還會因收縮變形而出現(xiàn)干縮裂縫，影響混凝土的整體性和耐久性。所以在一定溫度條件下混凝土養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵是防止混凝土脫水。
6.摻入外加劑與摻合材料提高混凝土耐久性
6.1粉煤灰。混凝土中摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，抑制堿集料反應(yīng)，減少新拌混凝土的泌水等。這些諸多好處均將有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同時會顯著降低混凝土的早期強(qiáng)度，對抗裂不利。試驗表明，當(dāng)粉煤灰取代率超過20%時，對混凝土早期強(qiáng)度影響較大，對于抗裂尤其不利。
6.2硅粉。（1）抗凍性：微硅粉在經(jīng)過300～500次快速凍解循環(huán)，相對彈性模量隆低10～20%，而普通混凝土通過25～50次循環(huán)，相對彈性模量隆低為30～73%.（2）早強(qiáng)性：微硅粉混凝土使誘導(dǎo)期縮短，具有早強(qiáng)的特性。（3）抗沖磨、控空蝕性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗沖磨能力提高0.5～2.5倍，抗空蝕能力提高3～16倍。
6.3減水劑。緩凝高效減水劑能夠提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，并對減少混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學(xué)、熱學(xué)、變形等性能起著極為重要的作用。
6.4引氣劑。引氣劑除了能顯著提高混凝土抗凍融循環(huán)和抗侵蝕環(huán)境的能力外，能起著降低新拌混凝土的泌水，提高混凝土的工作度，降低混凝土的彈性模量，優(yōu)化混凝土體內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗凍性能。
關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)懸臂施工掛籃設(shè)計有限元
1.工程概況
韓家店1號特大橋是國道主干線重慶至湛江公路貴州省境內(nèi)崇溪河至遵義高速公路上的一座特大型三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，該橋主橋全長為454m，跨徑設(shè)置為122m+210m+122m。該橋箱梁0號段長15m，其中橋墩兩側(cè)各外伸1.5m，每個“T”構(gòu)沿縱橋方向分為36個對稱梁段，梁段數(shù)及梁段長度從根部至跨中分別為10×2.2m，10×2.5m，13×3m，3×3.5m。橋體按整幅設(shè)計，箱梁采用單箱單室截面，頂板寬22.5m，底板寬11m，外翼板懸臂長5.57m，梁高由0號塊處的12.5m以半拋物線形式從根部過度到跨中的3.5m。
2.掛籃形式的選取
2.1分段施工法與懸灌掛籃的演化
預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的分段施工法是從預(yù)應(yīng)力原理、箱梁設(shè)計和懸臂施工法綜合演進(jìn)而成的。自從二十世紀(jì)五十年代PC箱梁的分段施工法在西歐誕生以來[1]，國內(nèi)外大跨度橋梁多采用此法。除懸臂拼裝法以外，尤其是特大橋梁中更是普遍應(yīng)用平衡懸臂灌筑法——即單“T”的每一個設(shè)計節(jié)段利用掛籃對稱就地澆筑混凝土。懸臂灌筑法中不需要象滿堂支架法那樣大量的施工支架和臨時設(shè)備，不影響橋下通航和通車，施工不受季節(jié)、河道水位的影響。
平衡懸灌法施工的成敗及質(zhì)量控制的優(yōu)劣在于掛籃的工藝設(shè)計，掛籃設(shè)計的好壞直接影響到施工進(jìn)度，它是特大橋梁施工中的一項關(guān)鍵技術(shù)。
就掛籃總重與懸澆最大梁段的重量比而言，PC橋梁的懸臂施工掛籃的演化過程[2][3]大致經(jīng)歷了從平行桁架式，三角型組合梁式，曲弦桁架式(或稱弓弦式)，菱形式到滑動斜拉式的階段變化。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)越來越輕型化，受力越來越合理，有些掛籃的行走系統(tǒng)還設(shè)計有統(tǒng)一的液壓伺服裝置來控制掛籃的升降和行走，使得掛籃操作及施工控制越來越趨向智能化[4]。
2.2掛籃設(shè)計的輕型化
目前，掛籃已向輕型、重載方向發(fā)展。其中可以用兩個主要控制指標(biāo)β，β’來反映掛籃的設(shè)計優(yōu)化與否。設(shè)定β=掛籃總重/懸澆節(jié)段重量，β’=主承重結(jié)構(gòu)/懸澆節(jié)段重量。
β值越低，表示承受節(jié)段單位重量使用的掛籃材料越省，整個掛籃（包括模板）設(shè)計越合理；β’值越低，表示掛籃主承重構(gòu)件使用的材料越省，設(shè)計越合理。另外，減輕掛籃自重采用的手段除優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式外，最重要的措施是不設(shè)平衡重，并改善滑移系統(tǒng)，同時改進(jìn)力的傳遞系統(tǒng)。
圖1列出了國內(nèi)外20座大橋的的β值分布，其中最大為2.18，最小為0.31。
圖1國內(nèi)外20座大橋的β值分布
2.3韓家店掛籃形式的選取
因懸灌施工中有多種因素制約掛籃的布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計，如施工狀態(tài)大橋主梁的強(qiáng)度及變形要求，近海施工風(fēng)荷載的影響，吊機(jī)的噸位及安裝位置等等。一般來說，采用的掛籃須滿足：結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，安裝、拆除方便，安全可靠，灌注混凝土過程中變形小等特點(diǎn)。
韓家店掛籃形式在參考了平弦無平衡重掛籃、菱形掛籃、弓弦式掛籃、斜拉式掛籃等結(jié)構(gòu)形式后，從中選取了三角形掛籃形式，該掛籃與其它形式掛籃比較有如下突出特點(diǎn)：
⑴、三角形掛籃與菱形掛籃相比，降低了前橫梁高度，即掛籃重心位置大大降低，從而提高了掛籃走行時的穩(wěn)定性。
⑵、結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，重量較輕。設(shè)計中三角形掛籃主桁架和主要結(jié)構(gòu)體系采用鋼板和型鋼焊制的箱形結(jié)構(gòu)，單件重量較輕，主桁架桿件間采用法蘭結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)螺栓連接，易于搬運(yùn)和拆裝。
⑶、該三角形掛籃平衡重系統(tǒng)利用已成形梁段豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋作為后錨點(diǎn)，取消了平衡重的壓重結(jié)構(gòu)。
⑷、掛籃走行采用液壓走行系統(tǒng)，由導(dǎo)梁、走行輪、反扣輪、走行油缸組成，該系統(tǒng)具有掛籃就位準(zhǔn)確、走行速度快、安全可靠等特點(diǎn)。
⑸、該掛籃通用性強(qiáng)，稍做改裝即可用于其它幅寬和梁高的橋上。
3．掛籃結(jié)構(gòu)布置
該三角形掛籃由主桁、前橫梁、底籃系統(tǒng)、前吊系統(tǒng)、內(nèi)外模滑梁系統(tǒng)、后錨系統(tǒng)組成，掛籃總重(含內(nèi)外模)約為1160kN，因模板以及吊桿隨施工過程中截面高度的不斷降低有一部分將會移去，對跨中合攏梁段所要求的支架重量須小于1300kN是顯然滿足的，所以減小荷載后的掛籃仍然可以作為中跨合攏的支架方案使用?？傮w布置圖以及吊掛系統(tǒng)如圖2-1、2-2所示。
4．掛籃的設(shè)計
4.1掛籃構(gòu)件的傳力過程
考察主梁設(shè)計截面的形狀，單箱單室的截面形式至多可用8個相對獨(dú)立的內(nèi)外模板（外頂模2塊+外側(cè)模2塊+底模1塊+內(nèi)頂模1塊+內(nèi)側(cè)模2塊）拼接而成。作為待澆梁段混凝土的支撐面，內(nèi)、外頂模支撐翼緣板與頂板的混凝土重量，模板以上的重量則由間隔分布的8根內(nèi)、外縱滑梁承受，內(nèi)、外縱滑梁則把力傳遞到已澆梁段的頂板和前上橫梁上安裝的吊桿上。待澆腹板和底板混凝土的重量則通過底模傳遞給底欄縱、橫梁，通過前、后下橫梁上安裝的吊帶傳力給已澆梁段的底板和前上橫梁。而前上橫梁的所有荷載則都傳遞到三角形主桁架上，三角形主桁架的前支點(diǎn)和后錨點(diǎn)把力再傳給已澆梁段的頂板。澆注某一節(jié)段混凝土?xí)r掛籃構(gòu)件的傳力過程如圖3所示。
圖3澆注混凝土?xí)r掛籃構(gòu)件的傳力過程
4.2構(gòu)件內(nèi)力的計算
掛籃必須適應(yīng)整個施工過程，因施工過程中節(jié)段荷載的不斷變化，掛籃中各桿件的受力也是在不斷變化之中，因此擬訂一個最不利的施工過程進(jìn)行計算，既可以優(yōu)化桿件的設(shè)計，又可以確保施工安全。一般而言，擬訂最不利施工過程的依據(jù)是待澆梁段混凝土的總體積最大，總重量最重。按設(shè)計劃分的單“T”沿36個梁段的體積分布如圖4所示。因為各構(gòu)件在所有施工過程中的受力具有相對的獨(dú)立性，有必要根據(jù)設(shè)計分段的情況把主梁截面細(xì)分，如34#節(jié)段（最長3.5m梁段）混凝土重量可能會對翼緣板外滑梁和頂板內(nèi)滑梁產(chǎn)生最不利影響，1#節(jié)段（最重2.2m梁段）可能會對底?？v橫梁以及前后吊掛構(gòu)件產(chǎn)生最不利影響。事實上，根據(jù)設(shè)計節(jié)段長度的變化，擬訂1#，11#，21#，34#四個施工節(jié)段混凝土重量對掛籃構(gòu)件的效應(yīng)可以涵蓋其它施工節(jié)段，掛籃構(gòu)件內(nèi)力計算即以這四個施工節(jié)段為基準(zhǔn)，空掛籃狀態(tài)則以1#施工節(jié)段為基準(zhǔn)計算。
圖4單“T”沿36個梁段的體積
計算中掛籃系統(tǒng)采用空間（桿系＋板塊）有限元進(jìn)行彈性分析，其中三角形主桁桿件、橫聯(lián)，上、下橫梁，底籃縱梁,內(nèi)、外縱滑梁用梁單元來模擬；吊桿、吊帶用只拉桿單元來模擬；底籃模板采用具有較大剛性的板單元來模擬，計算模型如圖5所示。這種空間模型較一般采用的平面桿系模型更能反映每根桿件或每塊模板的受力和變形情況，避免了平面桿系模型中三角形主桁片桿件合并帶來的桿件受力、變形平均化問題，對分析各桿件的真實受力狀態(tài)有益，也對掛籃總體變形及施工標(biāo)高的控制有益。
有限元法計算中的部分參數(shù)如表1所示。
表1掛籃構(gòu)件內(nèi)力計算中參數(shù)的選定
序號
材料
序號
荷載
⑴
16Mn鋼
[σ]=200MPa
⑴
施工臨時荷載重
2.0kN/m2
⑵
A3鋼
[σ]=140MPa
⑵
施工沖擊荷載重
1.5kN/m2
⑶
混凝土
容重γ
26.0kN/m3
⑶
模板重量根據(jù)該節(jié)
所用數(shù)量確定
模板采用
定型鋼模
⑷
結(jié)構(gòu)自重
程序自動加載
圖5空間計算模型示意（其中符號：，分別表示支點(diǎn)和吊點(diǎn)）
圖中A:三角形主桁架；B,C,D:上、下橫梁；E:內(nèi)、外滑梁；F,G:底籃前后吊帶；H:縱滑梁吊桿；I:底籃模板及縱梁
4.3計算結(jié)果及分析
表2列出了掛籃在4個澆筑階段（1#，11#，21#，34#施工節(jié)段）和空掛籃在1個行走階段（1#2#施工節(jié)段）的構(gòu)件應(yīng)力計算結(jié)果。
表2澆筑階段和行走階段掛籃構(gòu)件的最大應(yīng)力(絕對值)（MPa）
桿件
編號
桿件
名稱
澆筑階段
行走階段
1#
11#
21#
34#
1#2#
⑴
前后下弦桿
27.2
23.6
23.3
23.1
11.2
⑵
立柱
13.0
11.1
11.0
10.9
4.6
⑶
前后斜桿
40.7
35.1
34.5
34.2
15.0
⑷
前上橫梁
38.4
33.5
34.8
36.2
14.9
⑸
前下橫梁
18.7
15.1
13.1
9.4
4.5
⑹
后下橫梁
22.3
17.5
10.5
6.6
6.0
⑺
底籃縱梁
93.8
73.8
48.8
26.0
3.0
⑻
前吊帶
15.5
13.1
10.2
6.7
3.1
⑼
后吊帶（繩）
35.1
28.1
19.7
11.4
74.7*
⑽
內(nèi)外滑梁
112.4
99.6
113.4
125.1
97.5
⑾
滑梁吊桿
83.0
87.9
94.3
97.9
40.1
注：表中“*”號表示行走階段后吊點(diǎn)采用鋼絲繩。
與表2中五種工況對應(yīng)的掛籃底籃的最大變形分別為：1#：11.3mm；11#：9.4mm；21#：8.8mm；34#：8.0mm；掛籃從1#行走至2#節(jié)段時為15.8mm。
從計算結(jié)果看，掛籃在整個施工過程中構(gòu)件的應(yīng)力是能夠滿足材料的允許值要求的。澆注混凝土過程中掛籃的變形較小說明掛籃的整體剛度較大，這有益于在實際施工中對線型及標(biāo)高的控制，進(jìn)而提高施工質(zhì)量。
5結(jié)束語
韓家店1號特大橋通過選擇三角形掛籃這種合理的掛籃形式，設(shè)計中充分了解了掛籃在施工過程和走行過程中各構(gòu)件的傳力機(jī)理，對掛籃在各種工況下建立了適用、合理的三維空間有限元模型，以至于能夠比較完整地了解各桿件的受力和變形情況，計算結(jié)果滿足各施工過程受力和變形的要求。
每一座懸灌施工的大橋都有其自身的特點(diǎn)，這需要綜合考慮大橋本身因素以及圍繞大橋伴生的各種因素對掛籃選擇的影響。技術(shù)層面上，對選定的掛籃還需進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式和桿件的設(shè)計。輕型、重載的掛籃結(jié)構(gòu)形式對增強(qiáng)施工現(xiàn)場的可操作性、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益有著重要意義！
參考文獻(xiàn)：
[1]預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁分段施工和設(shè)計，[美]小沃爾特·波多爾尼[法]J·M·米勒爾，1986.4，萬國朝，黃邦本譯
[2]PC橋梁懸臂灌注施工掛籃的發(fā)展，王武勤，橋梁建設(shè)，1997年第4期，p55～p57
關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；成因；預(yù)防
一、混凝土裂縫的分類
混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發(fā)病。病情絕大多數(shù)發(fā)生于施工階段，其原因復(fù)雜多變，一般可分為無害裂縫和有害裂縫兩大類。無害裂縫是指肉眼看不到的、砼內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，這種砼本身固有的微觀裂縫，荷載不超過設(shè)計規(guī)定的條件下，一般視為無害。有害裂縫寬度在0.05mm以上，并且認(rèn)為寬度小于0.2～0.3mm的裂縫是無害的，但是這里必須有個前提，即裂縫不再擴(kuò)展，為最終寬度。
二、混凝土裂縫的成因
裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，有設(shè)計方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產(chǎn)生的。
(一)砼的收縮
收縮是砼的一個主要特性，對砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展，則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開裂、變形甚至破壞。產(chǎn)生收縮裂縫的原因，一般認(rèn)為在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產(chǎn)生的裂縫。多為規(guī)則的條狀，很少交叉。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處，往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發(fā)生在大體積砼中，梁、板、柱等小塊體構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大，尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物，影響更大。如不加以防止，可能會造成嚴(yán)重后果。
(二)混凝土材料及配合比
配合比設(shè)計不當(dāng)直接影響砼的抗拉強(qiáng)度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)?，這幾個因素是互相關(guān)聯(lián)的。有關(guān)試驗資料顯示：用水量不變時。水泥用量每增加10％，混凝土收縮增加5％；水泥用量不變時，用水量每增加10％，混凝土強(qiáng)度降低20％，混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低10％。合肥市近兩年發(fā)現(xiàn)不少商品混凝土澆搗的樓板出現(xiàn)裂縫，總結(jié)的原因有如下方面：
1、粗細(xì)集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2、骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。
3、混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。
4、水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。
5、水泥等級及混凝土強(qiáng)度等級原因：水泥等級越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對混凝土開裂影響很大?；炷猎O(shè)計強(qiáng)度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。
(三)施工及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)原因
1、現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2、高空澆注混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。
3、對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。
4、大體積混凝土澆注，對水化計算不準(zhǔn)、現(xiàn)場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
5、現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。
6、現(xiàn)場模板拆除不當(dāng)，引起拆模裂縫或拆模過早。
7、現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)(超張、偏心)，引起混凝土張拉裂縫。
這些因素都會造成砼較大的收縮，產(chǎn)生龜裂裂縫或疏松裂縫，致使砼微觀裂縫迅速擴(kuò)展，形成宏觀裂縫。
養(yǎng)護(hù)是使砼正常硬化的重要手段。養(yǎng)護(hù)條件對裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，砼硬化正常，不會開裂，但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn)，現(xiàn)場施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到，現(xiàn)場砼養(yǎng)護(hù)越接近標(biāo)準(zhǔn)條件，砼開裂可能性就越小。
(四)使用原因(外界因素)
1、構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。
2、使用荷載超負(fù)。
3、野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。
4、周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫。
5、意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。
三、混凝土裂縫預(yù)防措施
根據(jù)砼裂縫成因，采取適當(dāng)措施進(jìn)行預(yù)防要比事后補(bǔ)救有效的多。也就是說采取以防為主的方法，歸納起來，可以從以下幾個方面著手：
1、設(shè)計
在設(shè)計上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對預(yù)防開裂越有利。
2、施工方案
好的施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時間、運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意，一般來說，因盡量留在變截面處，或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在砼的受壓區(qū)，確定澆筑時間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來控制砼入模溫度。
3、施工質(zhì)量
由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95％以上。如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此，施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個問題：首先砼要有合適的配合比，選擇合適的配合比，不僅要滿足強(qiáng)度要求、施工要求，還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。其次適當(dāng)?shù)剡x擇好水灰比，在滿足強(qiáng)度要求的原則下，盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固，以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除，以免影響粘結(jié)力。最后是澆筑、振搗操作合理，特別是振搗操作技術(shù)，往往不被人們重視。過分地振搗對砼均勻性有害，振搗不足也不能保證砼應(yīng)有的密實度，要恰到好處。
4、養(yǎng)護(hù)
養(yǎng)護(hù)的目的是使砼正常硬化，強(qiáng)度增長，不受或少受外界影響。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)法使砼溫度級慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程中的溫差。以便減小溫度應(yīng)力，阻力裂縫的產(chǎn)生。
混凝土一般都采用柱塞泵泵送，泵送時會產(chǎn)生比較大的沖擊力，因此模板支撐系統(tǒng)必須經(jīng)過嚴(yán)格的計算，要復(fù)核鋼管強(qiáng)度、整體剛度、抗傾覆能力，并適當(dāng)加密立桿間距，減小和控制模板下?lián)铣潭?，以保證模板支撐系統(tǒng)有足夠的剛度來承受混凝土的澆筑沖力?；炷聊０逯蜗到y(tǒng)要做到構(gòu)造合理、重點(diǎn)加強(qiáng)，特別是掃地桿不能缺少。模板拼縫要滿足施工及規(guī)范要求，做到不漏水、漏漿，為保證樓板厚度應(yīng)嚴(yán)格控制模板和混凝土頂標(biāo)高。
尤其要注意的是，樓面堆載不能過早。施工過程中，嚴(yán)格根據(jù)樓面混凝土實際強(qiáng)度確定下一層周轉(zhuǎn)材料和柱鋼筋的上樓面時間。現(xiàn)澆板上不要過早上人、堆料、增加施工荷載，因混凝土澆筑后要有一個硬化過程，才會有強(qiáng)度，在這個過程中，應(yīng)對混凝土加以保養(yǎng)，不能對混凝土施加任何外力。必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2以后，才允許在其上踩踏或安裝模板及支架?？刂品椒ê芎唵危褪且笏跛緳C(jī)在接到項目部通知后方允許吊運(yùn)材料，并且注意嚴(yán)禁集中堆載，才可避免因人為因素造成破壞性裂縫。
2塑性收縮裂縫
塑性收縮裂縫出現(xiàn)在暴露于空氣中的混凝土表面，裂縫較淺，長短不一，短的僅20cm-30cm，長的可達(dá)2m-3m，寬Imm-5mm，裂縫互不連貫，類似干燥的泥漿面。
防止收縮裂縫的措施
2.1選用水泥時，宜選用鋁酸三鈣谷量較低，細(xì)度不宜過細(xì)，礦渣含量不宜過多的水泥，砂不宜用特細(xì)砂。在確定配合比時，應(yīng)采用低水灰比，低水泥用量和低用水量，選用級配良好的砂子和石子。氣溫較低時，在混凝土中摻加促凝刑，以加速混凝土的凝結(jié)和強(qiáng)度發(fā)展。
2.2澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。
2.3振搗密實，減少混凝土的收縮量。施工中應(yīng)加強(qiáng)振搗，提高密實度，加強(qiáng)澆水養(yǎng)護(hù)，延遲收縮發(fā)生，以避免在早期混凝土強(qiáng)度較低時，出現(xiàn)過大的收縮而造成裂縫。
2.4混凝土澆筑后，在初凝前完成抹平工作，終凝前完成壓光工作。建議推廣二次抹壓工藝。抹光后及時用潮濕的草袋或塑料薄膜覆蓋，認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，也可噴涂混凝土養(yǎng)護(hù)劑。
2.5在氣溫高、風(fēng)速大、干燥的天氣時施工，加擋風(fēng)設(shè)施。混凝土澆筑后應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，使其保持濕潤。大面積混凝土宜澆完一段，養(yǎng)護(hù)一段。在炎熱季節(jié)，需加強(qiáng)表面的抹壓和養(yǎng)護(hù)。必要時加設(shè)遮陽擋風(fēng)及噴霧設(shè)施等。
2.6采用合理的構(gòu)造措施。收縮裂縫多出現(xiàn)在伸縮縫間距過大的建筑中，有的建筑物溫度收縮的間距雖符合規(guī)范中使用要求，但由于施工周期長，結(jié)構(gòu)在較長時間內(nèi)為暴露在大氣中的露天結(jié)構(gòu)，其收縮變化明顯比室內(nèi)結(jié)構(gòu)要大，因此，大多在施工期間出現(xiàn)裂縫，故在結(jié)構(gòu)中斷面薄弱處、應(yīng)力集中處宜采取各種加強(qiáng)措施。
2.7避免各種應(yīng)力疊加?；炷馏w積較大時，要防止各種收縮應(yīng)力疊加，在結(jié)構(gòu)應(yīng)力復(fù)雜、應(yīng)力集中或應(yīng)力較大的部位，特別要防止出現(xiàn)過大的收縮應(yīng)力。
2.8摻加外加料。例如摻加膨脹劑可以抵消或大部分抵消混凝土的收縮應(yīng)力，從而控制裂縫的產(chǎn)生。
3溫度裂縫
水泥水化過程中放出大量的熱，且主要集中在澆筑后的前7d內(nèi)，一般每克水泥可以放出502J的熱量，如果以水泥用量350kg/m3-550kg/m3來計算，每m3混凝土將放出17500kJ-27500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高。尤其對大體積混凝土來說，這種現(xiàn)象更嚴(yán)重。因為混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同，所以，混凝生中心溫度低，形成溫度梯度，造成溫度變形和溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力和溫度成正比，當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土的內(nèi)外約束應(yīng)力（包括混凝土抗拉強(qiáng)度）時，就會產(chǎn)生裂縫。這種裂縫初期出現(xiàn)時很細(xì)，隨著時間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。
溫度裂縫的控制措施：
3.1考慮選擇粉煤灰水泥、礦渣水泥、火山灰水泥或復(fù)合水泥，對于體積較大的結(jié)構(gòu)，應(yīng)優(yōu)先選擇中熱水泥甚至低熱水泥。其次，可充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。為更好地控制水化熱所造成的溫度升高，減少溫度應(yīng)力，可根據(jù)工程結(jié)構(gòu)實際承受荷載時的情況，并和設(shè)計單位協(xié)商，以56d或90d抗壓強(qiáng)度代替28d抗壓強(qiáng)度作為設(shè)計強(qiáng)度。對大體積鋼筋混凝土基礎(chǔ)的高層建筑，28d不可能影響混凝土結(jié)構(gòu)，特別是大體積鋼筋混凝土基礎(chǔ)施加設(shè)計荷載，因此，將試驗混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的齡期推遲到56d或90d是合理的。
3.2澆筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)不得已而采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥時，應(yīng)考慮在保證強(qiáng)度指標(biāo)的情況下，摻加一定量活性摻合料（如粉煤灰、礦渣微粉等），活性摻合料對水泥的替代越大，降低混凝土溫升的效果越好。摻加粉煤灰混凝土的溫度和水化熱，在1d-28d齡期內(nèi)，摻入粉煤灰的百分?jǐn)?shù)就是溫度和水化熱降低的百分?jǐn)?shù)，即摻加20%粉煤灰的水泥混凝土，其溫升和水化熱約為未摻粉煤灰的水泥混凝土的80%，可見摻加粉煤灰對降低混凝土的水化熱和溫升的效果是非常顯著的。
3.3在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝、引氣劑的外加劑，可以改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性。由于其減水作用和分散作用，在降低用水量和提高強(qiáng)度的同時，還可以降低水化熱，推遲放熱峰的出現(xiàn)時間，因而減少溫度裂縫。
該法適合于修補(bǔ)較寬裂縫大于0.5mm，采用環(huán)氧樹脂：10，聚硫橡膠：3，水泥：12.5，砂：28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環(huán)氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當(dāng)中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度（約0.4斤丙酮就可以了）。及時將已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。
1.2低壓注漿法修補(bǔ)裂縫
低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm~0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)工序如下：裂縫清理-試漏-配制注漿液-壓力注漿-二次注漿-清理表面。
當(dāng)裂縫數(shù)量較多時，先要在裂縫位置上貼醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補(bǔ)上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進(jìn)行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時先用補(bǔ)縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補(bǔ)縫器活塞，使?jié){液通過注漿嘴壓入裂縫，當(dāng)相鄰的嘴中流出漿液時，就可拔出補(bǔ)縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補(bǔ)漿。
1.3表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫
這是一種在微細(xì)裂縫（一般寬度小于0.2mm）的表面上涂膜，以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法，這種方法的缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無法深入到裂縫內(nèi)部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。
表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及建筑物所處環(huán)境不同而異，通常采用彈性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘貼）等。施工時，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛，清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補(bǔ)材料涂覆表面。
結(jié)論。裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，防患于未來，盡可能地降低混凝土裂縫的出現(xiàn)；對混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
參考文獻(xiàn)
[1]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社，1999.2.
關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；原因；防治；處理
1混凝土裂縫產(chǎn)生主要原因
1.1人為因素
（1）設(shè)計不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫。為追求建筑物的外觀樣式，建筑物表面存在過多凹凸角，產(chǎn)生的凹角應(yīng)力集中導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。一些超長建筑物，很易出現(xiàn)伸縮裂縫。此外，因設(shè)計的承重板件厚度太小，剛度減弱，板中受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力增大，致使板件出現(xiàn)穿透性裂縫。（2）混凝土材料使用不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫，比如：使用導(dǎo)致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標(biāo)號低或水灰比高均易產(chǎn)生裂縫。（3）施工方法不規(guī)范會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。
1.2客觀原因
（1）溫度應(yīng)力引起裂縫，目前溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。（2）收縮引起裂縫，收縮有很多種，包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。
2防治
2.1溫度的控制
（1）盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。
（2）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。
（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。
（4）改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。
（5）改善混凝土的攪拌加工工藝，在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。
（6）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱或采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。
（7）如果是大體積混凝土，因為溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力越大，所以在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫，減小混凝土的內(nèi)外溫差，減小約束。
（8）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度，澆筑混凝土?xí)r，預(yù)留溫度收縮縫。
（9）是減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設(shè)5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。
（10）是加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施，以防止寒潮襲擊。
（11）在混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)。
（12）規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。
2.2采用合理的施工方法
（1）混凝土的拌制，要嚴(yán)格控制原材料計量準(zhǔn)確，同時嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)塌落度，要盡量降低混凝土拌合物出機(jī)口溫度。
（2）混凝土澆注過程質(zhì)量控制。澆注過程中要進(jìn)行振搗方可密實，振搗時間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實、抹平，以防止表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密。避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時段，澆注盡量安排在夜間進(jìn)行。混凝土在實際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內(nèi)，預(yù)計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。在混凝土在拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護(hù)。防止表面降溫過大，引起裂縫。另外，當(dāng)日平均氣溫在2～3d內(nèi)連續(xù)下降不小于6～8℃時，28d齡期內(nèi)混凝土表面必須進(jìn)行表面保護(hù)。
2.3設(shè)計部門應(yīng)明確建筑物的安全第一的宗旨
在保證安全的前提下對建筑物的實用性、裝飾性進(jìn)行改進(jìn)，不可片面追求建筑物的經(jīng)濟(jì)性和裝飾效果。
2.4混凝土材料方面
（1）選用收縮性較低的水泥，合理搭配水泥強(qiáng)度等級與混凝土強(qiáng)度等級之間關(guān)系。一般情況下，水泥強(qiáng)度比所使用的混凝土強(qiáng)度大一個等級。如配置C30混凝土，使用強(qiáng)度等級為42.5的水泥比較合適，可以達(dá)到合理的水灰比，保證施工質(zhì)量。切記不能只為片面追求經(jīng)濟(jì)效益，使用高標(biāo)號水泥、大水灰比的配合比。在現(xiàn)場一定要設(shè)置與施工規(guī)模和進(jìn)度相匹配的水泥庫，嚴(yán)禁不同廠家的水泥混用。
（2）選用級配良好的粗、細(xì)骨料，粗骨料中針片狀石子嚴(yán)禁超標(biāo)，細(xì)骨料不能使用細(xì)砂，含泥量嚴(yán)格控制在規(guī)范要求以內(nèi)。盡量選用收縮率小的骨料。夏季骨料溫度高時，采用灑水等降溫措施，減緩混凝土水化反應(yīng)速度，降低混凝土入模溫度。
3.1表面處理法
包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(bǔ)法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。
3.2填充法
用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫（〉0.3mm），作業(yè)簡單，費(fèi)用低。寬度小于0.3mm、深度較淺的裂縫，或是裂縫中有充填物、用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫，以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后作填充處理。
3.3灌漿法
此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。
3.4結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法
因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補(bǔ)材料試驗、鉆心取樣試驗、壓水試驗、壓氣試驗等。
4混凝土裂縫控制案例分析
4.1在建工程發(fā)生裂縫描述
某小區(qū)在建某棟樓為六層磚混結(jié)構(gòu)，在砌磚基礎(chǔ)前用商品混凝土做300mm厚墊層，其中商品混凝土的配比及相關(guān)參數(shù)如下：該商品混凝土強(qiáng)度等級為C15，落度為110-130mm，水泥強(qiáng)度等級為P32.5，細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2.5，粗骨料最大粒徑為31.5mm，，減水劑摻量為1.6%，摻平電Ⅰ級粉煤灰.混凝土的配合比為：水泥：細(xì)骨料：水：摻合料：外摻劑=257：739：1156：180：64：4.0（每M3）?；炷翝仓戤吅螅职凑找髮ζ溥M(jìn)行了規(guī)定時間的養(yǎng)護(hù)。但是，在墊層的某些部位還是出現(xiàn)了一定程度的裂縫。經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，裂縫大部分屬表面裂縫，長短不等，尺寸在20mm-400mm之間，多出現(xiàn)在拐角等部位，形狀沒有任何規(guī)律。結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時即產(chǎn)生溫度裂縫。
4.2初步處理措施
基礎(chǔ)混凝土墊層存在部分嚴(yán)重收縮縫，經(jīng)勘察為表面收縮裂縫。對于基礎(chǔ)混凝土墊層存在部分收縮裂縫問題，采用人工沿裂縫每邊各50mm鑿除，用水沖洗干凈后，用C20細(xì)石混凝土重新澆筑，待終凝后澆水養(yǎng)護(hù)。完畢后使聚合砂漿保持一定時間的濕潤狀態(tài)，初凝后養(yǎng)護(hù)7天以上。實踐結(jié)果證明，對于混凝土墊層，該加固處理方法能取得良好的效果。
4.3以后施工過程中裂縫的防治措施
（1）混凝土收縮值的大小和水泥品種、用量、拌和用水量、骨料規(guī)格、振搗密實性和養(yǎng)護(hù)好壞有關(guān)，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。
（2）為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一，可摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性。
（3）在炎熱環(huán)境中降低混凝土表面溫度，如用冷水拌合、覆蓋模板及底板、避開一日中最熱時間施工等。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計
前言
自2001年起,蘇州市從預(yù)制多孔板體系轉(zhuǎn)化為商品混凝土現(xiàn)澆板體系?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板在結(jié)構(gòu)安全和使用功能方面比預(yù)制板優(yōu)越得多,但是樓板裂縫不斷增加。大多數(shù)消費(fèi)者對樓板裂縫缺乏必要常識,統(tǒng)視裂縫為有害,擔(dān)心樓板裂縫會引起建筑物倒塌,反應(yīng)極為敏感,近年來成為投訴熱點(diǎn),開發(fā)商和承包商為此的花費(fèi)亦逐年增長。
1樓板裂縫種類
1.1溫差裂縫
由于溫度變化,混凝土熱脹冷縮而形成的裂縫,此類裂縫一般集中在東西單元的房間、屋面層和上部樓層的樓板。
1.2結(jié)構(gòu)裂縫
雖然現(xiàn)澆樓板承載力均能滿足設(shè)計要求,但由于預(yù)制多孔板改為現(xiàn)澆板后,墻體剛度相對增大,樓板剛度相對減弱。因此在一些薄弱部位和截面突變處。往往容易產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)性裂縫。例如:墻角應(yīng)力集中處的45°斜裂縫,板端負(fù)彎矩較大處的板面裂縫等。
1.3構(gòu)造裂縫
PVC管處混凝土厚度減薄,容易出現(xiàn)裂縫。
1.4收縮裂縫
混凝土在塑性收縮、硬化收縮、碳化收縮、失水收縮過程中易形成各種收縮裂縫。
2樓板裂縫形式
2.145°斜裂縫
該裂縫常出現(xiàn)在墻角,特別是房屋東西兩端房間,呈45°狀。
2.2縱橫向裂縫
該裂縫一般出現(xiàn)在跨中、負(fù)彎距鋼筋端部、PVC電線暗管敷埋處。
2.3長裂縫
一部分房間預(yù)埋PVC電線管的板面上出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度達(dá)0．2mm～0．3mm左右。這種裂縫僅在樓板表面出現(xiàn),板底無裂縫。
2.4不規(guī)則裂縫
裂縫出現(xiàn)部位形狀無規(guī)則,或散狀或龜裂狀。一般發(fā)生在房屋東西兩單元、閣樓頂層部位。
3從設(shè)計方面分析裂縫及控制方法
造成現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂有設(shè)計原因、施工原因、材料原因,本文僅從設(shè)計方面進(jìn)行探討。隨著蘇州市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、建設(shè)任務(wù)增加迅猛,勘察設(shè)計隊伍亦在迅速擴(kuò)大,蘇州市住宅工程相當(dāng)一部分是由乙級和丙級設(shè)計單位承擔(dān)。住宅設(shè)計單位低資質(zhì),或由于設(shè)計市場管理的不到位,造成低資格設(shè)計人員掛靠設(shè)計,而掛靠單位收取一定比例管理費(fèi)后,就盲目蓋章、簽字,根本不對圖紙的結(jié)構(gòu)安全、合理性、完整性等認(rèn)真審核。結(jié)果是一部分住宅工程勘察設(shè)計質(zhì)量低下,問題較多。另一個原因是,一些住宅開發(fā)商任意壓價,片面降低勘察設(shè)計費(fèi),以收費(fèi)最低為主要條件選擇勘察設(shè)計單位,同時又不講合理設(shè)計時間,限期開工,逼迫提前出圖,造成施工圖設(shè)計深度不夠,問題必然較多。
3.1建筑設(shè)計方面原因
3.1.1斜屋面、露臺、外墻節(jié)能保溫措施不夠
蘇州市一年之內(nèi)氣溫變化較大,夏季最高溫度可達(dá)40℃以上,冬季溫度最低可達(dá)-4℃～-7℃,由于夏天室外墻體溫度高于室內(nèi)溫度,結(jié)構(gòu)外墻面在高溫下發(fā)生受熱膨脹,如果未采取保溫措施,在縱橫兩外墻面的變形對樓板產(chǎn)生牽拉作用下,東西單元的臥室樓板被外墻向外拉伸就容易引起裂縫。同樣,屋面如果未設(shè)保溫層,頂層樓板會因熱脹冷縮而引起開裂。
目前與溫度有關(guān)的裂縫計算公式有:
連續(xù)式約束條件下樓板、長板、剪力墻、大底板等最大約束應(yīng)力計算公式:
σ＊xmax＝－EaT1－1chβL2H（t，τ）（1）
或按時間增量的計算公式:
σ＊xmax＝∑ni＝1Δσi＝-a1－u∑ni＝11－1chβiL2ΔTiεi（t）H（t，τ）（2）
當(dāng)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時,可求出裂縫間距:
Lmax＝2EHCxarcchaTaT－εp（3）
L＝1．5EHCxarcchaTaT－εp（4）
Lmin＝12Lmax（5）
式中,T-包含水化熱、氣溫差及收縮當(dāng)量溫差。同號疊加,異號取差,由此可見,夏天炎熱季節(jié)澆筑混凝土到秋冬冷縮都是疊加的,拉應(yīng)力較大;
H（t,τ）-松弛系數(shù)。在保溫保濕養(yǎng)護(hù)條件下(緩慢降溫即緩慢收縮),松弛系數(shù)取0．3或0．5,當(dāng)寒潮襲擊或激烈干燥時,松弛系數(shù)取0．8,應(yīng)力接近彈性應(yīng)力,容易開裂;
T＝T1+T2+T3（T1為水化熱溫差、T2為氣溫差、T3為收縮當(dāng)量差,取代數(shù)和）;
εp-混凝土的極限拉伸。級配不良,養(yǎng)護(hù)不佳,取0．5×10-4～0．8×10-4;正常級配,一般養(yǎng)護(hù),取1．0×10-4～1．5×10-4;級配良好,養(yǎng)護(hù)優(yōu)良,取2×10-4;配筋合理(細(xì)一些,密一些),可提高極限拉伸20%～40%。構(gòu)造配筋宜為0．3%～0．5%;
H-均拉層厚度(強(qiáng)約束區(qū));
E-混凝土彈性模量;
Cx-水平約束系數(shù);
ch、arcch-雙曲余弦及雙曲余弦反函數(shù);
a-線膨脹系數(shù),一般情況εp≤｜aT｜,當(dāng)εp≥｜aT｜時取εp＝｜aT｜,［L］∞。
裂縫開展寬度:
δf＝2ψEHCxaTthβL2（6）
δfmax＝2ψEHCxaTthβLmax2（7）
δf＝2ψEHCxaTthβLmin2（8）
β＝CxEH（9）
式中,ψ-裂縫寬度經(jīng)驗系數(shù);
Cx-約束系數(shù)。
3.1.2住宅長度超長
住宅平面超長,由于溫差和材料變形,會造成墻體和樓板橫向開裂。僅就長度而言,結(jié)構(gòu)長度與應(yīng)力呈非線性關(guān)系,如結(jié)構(gòu)長度小于規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響很小。
3.1.3平面形狀
當(dāng)住宅臥室沿長度、寬度方向尺寸變化,由于樓板剛度不一致,會產(chǎn)生不相同變形,引起薄弱部位開裂。
3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方面原因
3.2.1近代國際上結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則是,整個建筑結(jié)構(gòu)的功能必須滿足兩種狀態(tài)的要求:①承載力極限狀態(tài),以保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生破壞,不失去平衡,不產(chǎn)生破壞時過大變形,不失去穩(wěn)定。②正常使用極限狀態(tài),以確保結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生超過正常使用狀態(tài)的變形、裂縫及耐久性、振動及其它影響使用的極限狀態(tài)。目前人們對第一極限狀態(tài)已給于足夠重視并嚴(yán)格執(zhí)行,而對第二種極限狀態(tài)卻經(jīng)常被忽視。
3.2.2從鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板各種受力體系分析,無論是按單向板設(shè)計還是按雙向板設(shè)計,是單跨還是多跨連續(xù)板設(shè)計;無論是板端支承在磚墻上還是支承在過梁或剪力墻內(nèi),受力狀態(tài)考慮都是局限于樓板平面的應(yīng)力變化(按彎矩配置抵抗正、負(fù)彎矩的受力鋼筋)、板平面的受剪變形。即使是考慮板端嵌固端節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生彎矩,也只是考慮板平面彎曲或屈曲所產(chǎn)生的應(yīng)力。在樓板受力體系分析時,對于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間在三維空間中如何分配內(nèi)力、協(xié)調(diào)變形,根本沒有考慮。
3.2.3目前不少設(shè)計人員只按單向板計算方法來設(shè)計配置樓板鋼筋,支座處僅設(shè)置分離式負(fù)彎矩鋼筋。由于計算受力與實際受力情況不符,單向高強(qiáng)鋼筋或粗鋼筋使混凝土樓面抗拉能力不均,局部較弱處易產(chǎn)生裂縫。部分設(shè)計人員對構(gòu)造配筋,放射筋設(shè)置不重視或不合理,薄弱環(huán)節(jié)無加強(qiáng)筋。
3.2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計對板內(nèi)布線引起裂縫的構(gòu)造考慮不夠。住宅電器、電信快速發(fā)展的今日,現(xiàn)澆樓板內(nèi)暗敷PVC電線管越來越多,甚至有些部位三根交錯疊放,兩根管交錯疊放更為普遍。PVC管錯疊處板的抗彎高度大大降低,從而減弱了板的抗彎性能。
3.2.5對開口樓板,特別是開洞口比較大的雙向板,設(shè)計時往往只考慮樓板在豎向荷載作用下的洞口四周加強(qiáng)配筋。由于縱向的受力鋼筋被切斷,而忽視了板與墻體或板與梁的變形協(xié)調(diào)問題。這時如墻或梁的剛度較大,板的孔邊凹角處未必出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,開洞板易發(fā)生翹曲。
3.3建筑設(shè)計控制措施
3.3.1屋面與外墻采取保溫措施按照國外建筑設(shè)計常規(guī)的做法,屋面設(shè)保溫隔熱層,使屋面的傳熱系數(shù)≤1．0W／m2·K；外墻外表面或內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)置保溫隔熱層,同時外墻面宜采用淺色裝飾材料,增強(qiáng)熱反射,減少對日照熱量吸收。根據(jù)蘇州的具體情況,屋面和外墻的保溫設(shè)計應(yīng)通過熱工計算,在不同季節(jié)均應(yīng)能達(dá)到《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》和《江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》要求,徹底解決溫度應(yīng)力對屋面和墻體的破壞。
3.3.2適當(dāng)控制建筑物長度根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）和《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003-2001),為避免結(jié)構(gòu)由于溫度收縮應(yīng)力引起的開裂,宜采取設(shè)置伸縮縫,伸縮縫間距為30m～50m。多層住宅建筑控制長度建議不大于50m,高層應(yīng)控制在45m以內(nèi)。如果超過此長度,應(yīng)設(shè)置伸縮縫。超長量不大時,可采用設(shè)置后澆帶的方法,以減少混凝土樓板收縮開裂。
3.3.3住宅平面形狀控制住宅平面宜規(guī)則,避免平面形狀突變。當(dāng)樓板平面形狀不規(guī)則時,宜設(shè)置梁使之形成較規(guī)則平面。當(dāng)平面有凹口時,凹口周邊樓板的配筋宜適當(dāng)加強(qiáng)。
3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計控制措施
3.4.1工程裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土的變形。如溫度變形、收縮變形、基礎(chǔ)不均勻沉降變形等,此類因變形引起的裂縫幾乎占到全部裂縫的80%以上。在變形作用下,結(jié)構(gòu)抗力取決于混凝土的抗拉性能,當(dāng)抗拉應(yīng)力超過設(shè)計強(qiáng)度時,應(yīng)驗算裂縫間距,再根據(jù)裂縫間距驗算裂縫寬度。
3.4.2現(xiàn)澆板板厚宜控制在跨度的1／30,最小板厚不宜小于110mm（廚房、浴廁、陽臺板最小厚度不小于90mm）。有交叉管線時板厚不宜小于120mm。
3.4.3樓板宜采用熱軋帶肋鋼筋以增加其握裹力,不宜采用光圓鋼筋。分布鋼筋與構(gòu)造鋼筋宜采用變形鋼筋來增加與現(xiàn)澆混凝土的握裹力,對控制樓板裂縫的效果較好。
3.4.4設(shè)計時注意構(gòu)造鋼筋的布置十分重要,它對構(gòu)造抗裂影響很大。對連續(xù)板不宜采用分離式配筋,應(yīng)采用上、下兩層連續(xù)式配筋;洞口處配加強(qiáng)筋;對混凝土梁的腰部增配構(gòu)造筋,其直徑為8mm～14mm,間距約200mm。
3.4.5屋面層陽角處、東西單元房間和跨度≥3．9m時,應(yīng)設(shè)置雙層雙向鋼筋,陽角處鋼筋間距不宜大于100mm,跨度≥3．9m的樓板鋼筋間距不宜大于150mm?？缍龋?．9m的現(xiàn)澆樓板上面負(fù)彎矩鋼筋應(yīng)一隔一拉通。外墻轉(zhuǎn)角處應(yīng)設(shè)置放射鋼筋,配筋范圍應(yīng)大于板跨的1／3,且長度不小于2．0m,每一轉(zhuǎn)角處放射鋼筋數(shù)量不少于7根,鋼筋間距不宜大于100mm。
3.4.6現(xiàn)澆樓板的混凝土強(qiáng)度等級不宜大于C30,特殊情況須采用高強(qiáng)度等級混凝土或高強(qiáng)度等級水泥時,要考慮采用低水化熱的水泥和加強(qiáng)澆水養(yǎng)護(hù),便于混凝土凝固時的水化熱釋放。
3.4.7在預(yù)埋PVC電線管時,必須有一定的措施,PVC管要有支架固定,嚴(yán)禁兩根管線交叉疊放,確須交叉時應(yīng)采用專門設(shè)計的塑料接線盒,以防止塑料管在管線交叉對混凝土厚度削弱過多。在預(yù)埋電線管上部應(yīng)配置鋼筋網(wǎng)片,（4＠100mm寬度600mm）。若用鐵管作為預(yù)埋管時,宜采用內(nèi)壁涂塑黑鐵管,一方面既能保證黑鐵管(不鍍鋅鋼管)與混凝土的粘結(jié)力,同時也有利于穿線和不影響混凝土的計算高度。
3.4.8后澆帶處理
（1）后澆帶應(yīng)設(shè)置在對結(jié)構(gòu)受力影響較小部位,一般應(yīng)從梁、板的1／3跨部位通過或從縱橫相交部位或門洞口的連梁處通過。后澆帶間距不宜超過30m。
（2）后澆帶寬度為700mm～1000mm,板和墻鋼筋搭接長度應(yīng)不低于45d,且同一截面受力筋搭接不超過50%。梁、板主筋不宜斷開,使其保持一定聯(lián)系性。
（3）后澆帶澆筑時間不宜過早,以能將混凝土總降溫及收縮變形完成一半以上時間為佳。從目前混凝土的收縮量來看,估計3～6月方能取得明顯效果,最短不少于45天。在蘇州這樣軟土地區(qū),后澆帶澆筑時間應(yīng)在主體封頂以后,方可有效地釋放沉降的應(yīng)力。
（4）后澆帶中垃圾應(yīng)清理干凈,接縫應(yīng)密實,新老混凝土界面用1:1水泥砂漿接漿。后澆帶混凝土強(qiáng)度等級比原混凝土強(qiáng)度等級提高一級,且采用微膨脹混凝土,以防止新老混凝土界面產(chǎn)生裂縫。
（5）后澆帶混凝土接縫宜設(shè)置企口縫,混凝土澆筑溫度盡量與原老混凝土澆筑時溫度一致。
一、概述
總干4#隧洞位于引黃總干一，二級泵站之間，前連1#出水調(diào)壓井，后接2#進(jìn)水調(diào)壓井，總長1698.92m，為有壓輸水遂洞，設(shè)計開挖斷面為圓形，直徑D=6.45m，砼襯砌厚度40cm，襯砌后洞徑5.60m，由于施工需要，隧洞開挖時斷面形成馬蹄形，并設(shè)置了間距為100m的倒車洞。
隧洞地質(zhì)條件良好：多為白云巖白云質(zhì)灰?guī)r屬于II、III類圍巖，無重大地質(zhì)構(gòu)造，地下水不發(fā)育（∈3f5.寒武系風(fēng)山組五段）（CHG2+138~148f2-1和CHG3+9~G3+16f3-1處各有一小斷層斷層）。
砼澆筑前清基發(fā)現(xiàn)，隧洞底部兩側(cè)和頂拱局部超挖嚴(yán)重，平均為25cm最大處為80cm。
設(shè)計砼澆筑段為12m，施工時采用液壓式針梁模板全斷面一次襯砌，設(shè)計環(huán)向鋼筋為Φ22，縱向分布鋼筋Φ12，砼設(shè)計標(biāo)號為C20W6F50，采用二級配泵送砼，骨料為人工碎石，天然河沙，摻高效減水劑MF-2摻量為5%，砼配比見附表一。
二、裂縫的調(diào)查及分布狀況
4#洞開挖結(jié)束后，于九九年七月二十四日澆筑第一段砼，以后平均3天完成一段砼澆筑，工期經(jīng)歷春、夏、秋、冬四季，后發(fā)現(xiàn)砼產(chǎn)生裂縫，表現(xiàn)為：有很強(qiáng)規(guī)律性，一般在澆筑段中部，春秋季澆筑的砼多為一側(cè)呈環(huán)向（或兩側(cè)腰線以下），夏季裂縫多為一環(huán)（橫向一周），且多為砼澆筑后5-7天左右產(chǎn)生,裂縫分滲水和干縫(不滲水)兩種。裂縫調(diào)查及分布情況見附表二。
三、裂縫產(chǎn)生的原因分析
3.1砼的配合比的選擇
施工所用的配合比是經(jīng)過室內(nèi)試驗后取得的，水泥摻量為280-330kg/m3之間，符合泵送砼要求，施工中使用的大同普硅525#水泥從多年的使用和檢測結(jié)果看，該廠家水泥的強(qiáng)度、安定性等方面是穩(wěn)定和良好的。已澆完砼共取樣312組，檢測結(jié)果為全部合格，平均強(qiáng)度為31Mpa，在現(xiàn)場及有關(guān)單位進(jìn)行的回彈儀無損檢測結(jié)果也是理想的，強(qiáng)度為32~33MPa。另外，分析砼裂縫形狀、規(guī)律和水泥摻量大的所產(chǎn)生的裂縫形狀、尺寸、規(guī)律也不相符，可以判斷：裂縫的產(chǎn)生與配合比無直接關(guān)系。
3.2砼的澆筑方式
在施工中，4#洞的全斷面砼襯砌是由2#拌合站供料的，砼攪拌車運(yùn)料，運(yùn)距0.5km，到現(xiàn)場后，由砼泵輸送進(jìn)倉號，（每塊間隔3天左右），施工中每個澆筑段施工縫均設(shè)橡膠止水和鋪設(shè)復(fù)合型泡沬板，從澆筑方式和間隔時間對照裂縫進(jìn)行分析認(rèn)為：砼的澆筑方式于裂縫沒有直接影響的關(guān)系。
3.3地下洞室的基本恒溫對施工有利
洞內(nèi)溫度除受季節(jié)產(chǎn)生的緩慢變化影響外，一定時段內(nèi)基本處于恒溫狀態(tài)，從澆筑時溫測結(jié)果看，5~9月份洞內(nèi)溫度基本在12~18℃之間，到了10月份也多穩(wěn)定在8~10℃之間，洞內(nèi)溫度無驟降變化，8月份洞內(nèi)日溫溫差也較小，洞內(nèi)基本穩(wěn)定的溫度對砼的施工是有利的。溫度統(tǒng)計見附表三。
3.4砼養(yǎng)生的條件良好
每一澆筑段的砼澆筑完后，均采取在已澆塊下游部位用渣袋攔小壩截水，利用水泵抽水直接噴撒在砼表面上養(yǎng)護(hù)，水流循環(huán)利用。養(yǎng)護(hù)水為洞內(nèi)水，溫度經(jīng)測定與氣溫相近，每班均設(shè)專人養(yǎng)護(hù)，所有這些有利條件構(gòu)成了對砼的良好養(yǎng)護(hù)。
3.5良好的地質(zhì)條件不會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生
所有澆筑段圍巖堅硬完整，巖型均一，構(gòu)造簡單，除兩處有小斷層外，并無大的特殊地質(zhì)構(gòu)造，洞內(nèi)地質(zhì)變形也趨穩(wěn)定，且?guī)r質(zhì)層濕度與洞內(nèi)濕度趨向一致，分析判斷，上述良好的地質(zhì)條件不會導(dǎo)致砼產(chǎn)生裂縫。
3.6骨料成分不會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生
人工骨料是采用二級站開挖巖石經(jīng)破碎生產(chǎn)的，因二級站巖石基本上為巖，含有的能與水泥活性物質(zhì)引起堿性反應(yīng)的成分較少，砂采用天然河砂，內(nèi)含少量石英、長石等也不會與水泥發(fā)生較嚴(yán)重的堿反應(yīng)以致形成裂縫。
3.7澆筑溫度、超挖、分段長及配筋相對較少的綜合作用是導(dǎo)致砼裂縫產(chǎn)生的主要原因
3.7.1從表二中可見，出現(xiàn)裂縫多的季節(jié)是在夏季6-7月份。骨料經(jīng)過水噴淋降溫，溫度一般在17℃-22℃之間，最高溫度24℃，水泥儲存在庫內(nèi)，溫度一般18℃-35℃之間，砼出機(jī)溫度在21℃-29℃之間，倉面砼溫度一般為21℃-29℃，根據(jù)當(dāng)時的施工情況和有關(guān)規(guī)范，對澆筑塊溫度應(yīng)力進(jìn)行過計算，計算結(jié)果表明砼塊體所受的溫度應(yīng)力處于臨界狀態(tài)，應(yīng)是導(dǎo)致砼裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。
3.7.2從開挖斷面圖看，設(shè)計砼襯砌厚度40cm，但實際挖深尺寸在底拱兩側(cè)角最深達(dá)1.2m，頂拱最深達(dá)85cm左右，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計45cm，對照超挖數(shù)據(jù)看，超挖多的部位，產(chǎn)生的裂縫機(jī)率比較高。
3.7.3因為實際超挖后，原設(shè)計的雙層筋是針對40cm后砼的，但實際情況是，雙層筋后有約40cm后的砼內(nèi)無筋，當(dāng)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力時，無鋼筋受力，對裂縫產(chǎn)生有很大的關(guān)系。
3.7.4原設(shè)計40cm砼厚度澆筑分塊長度12m現(xiàn)澆筑厚度改變，長寬比等應(yīng)力分布也有所改變。原12m塊的長度對于90cm厚度的砼明顯欠妥。實際檢查中，也發(fā)現(xiàn)大多裂縫是產(chǎn)生在每塊砼的中間部位，這也說明了，砼厚度改變后，澆筑段的長度比不適當(dāng)，與裂縫產(chǎn)生也有一定關(guān)系。
四、裂縫的預(yù)防與處理
通過上述分析，我們可以得出這樣一個結(jié)論，隧洞砼襯砌不單要考慮巖石突出或夾角部位對裂縫產(chǎn)生的影響，而且還應(yīng)注意，雖無大的“坑塘”存在，但普遍的大面積的超挖對改變砼內(nèi)部應(yīng)力帶來的不利影響也不可忽視。
4.1裂縫預(yù)防措施
4.1.1減小施工分塊長度，建議施工長度取8-10m。
4.1.2對于底拱砼，如超挖大于設(shè)計值10cm以上部位，應(yīng)采取澆筑基礎(chǔ)墊層，再澆筑洞體的施工方法，對于邊頂超挖段較大部位，則建議設(shè)計增加鋼筋用量或其它方法解決。
4.1.3施工中加強(qiáng)骨料的降溫工作，根據(jù)骨料含水調(diào)整配合比，并盡可能降低砼出機(jī)和入倉溫度。
4.1.4減少砼水平和垂直運(yùn)輸中的砼中灰漿的流失，以防出機(jī)口和倉內(nèi)砼坍落度和配比的變化。
4.1.5施工中還需加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保證砼配制準(zhǔn)確及振搗的密實性，防止其它類型的裂縫產(chǎn)生。
4.1.6在高溫季節(jié)調(diào)整砼配和比，摻入粉煤灰。
4.2裂縫處理方法：
根據(jù)裂縫的狀況和發(fā)展趨勢，下步處理應(yīng)安排在澆筑結(jié)束20天后進(jìn)行，分兩步進(jìn)行：①進(jìn)行砼澆筑后的回填灌漿和固結(jié)灌漿，②對灌完漿后仍有滲水的縫采用化學(xué)灌漿?；靥罟酀{和固結(jié)灌漿施工方法這里不在敘述?；瘜W(xué)灌漿方案如下：
a.環(huán)向裂縫灌漿施工
環(huán)向裂縫也是有規(guī)則的裂縫，而且裂縫寬度較小。針對這種情況，采用深孔、淺孔相結(jié)合的高壓灌漿法，裂縫漏水的情況下灌入YN堵漏劑，滲水和無水的情況下灌入環(huán)氧樹脂灌漿材料,鉆孔間距1.0~1.5米，孔徑ø20。
b.灌漿施工程序
前期準(zhǔn)備——裂縫調(diào)查——確定灌漿方案——布孔——鉆孔——沖孔——丙酮洗孔——安裝灌漿塞——灌漿——停止灌漿——管路沖洗——縫面修整——現(xiàn)場清理——驗收
c.灌漿施工方法
①在對現(xiàn)場和裂縫進(jìn)行了詳盡的調(diào)查準(zhǔn)備工作后，現(xiàn)場施工開始。
②在選好孔位后，開始鉆孔，鉆孔時必須定位開孔，準(zhǔn)確控制進(jìn)孔方向，確保孔縫相交，達(dá)到預(yù)期灌漿效果。
③灌漿塞采用根據(jù)膨脹螺栓的原理制成的專用灌漿塞。
④由于漿液的固化時間可以調(diào)整，因此不同的裂縫、不同的灌漿時段，采用不同的配比。配漿時要求稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，不能漏加或錯加任一組份，以“少配、勤配”為原則，既避免了材料的浪費(fèi)，同時也適應(yīng)了環(huán)保要求。
⑤灌漿時選用的輕化灌泵和德國瓦格納公司生產(chǎn)的電動隔膜泵。兩者各項技術(shù)參數(shù)見表1。輕型化灌漿泵設(shè)計灌漿壓力和進(jìn)漿量較??；電動隔膜灌漿壓力高，并且配有無級調(diào)速裝置，能夠很好的控制進(jìn)漿量?，F(xiàn)場灌漿時根據(jù)不同的裂縫和灌漿壓力要求采用相應(yīng)的灌漿設(shè)備。
表1
技術(shù)參數(shù)
類型
馬達(dá)功率
（KW）
重量
（Kg）
電壓
（V）
進(jìn)漿量
（L/min）
最大壓力
（Mpa）
電動隔膜
1.45
38.5
230v/50HZ
2.8
25
輕型化灌泵
7.0
1.0
1
⑥灌漿結(jié)束后，及時清理裂縫表面殘留漿液，保持現(xiàn)場清潔。
⑦漿液固化后，采用Sikadur731涂抹縫面，并用磨光機(jī)修面。
d.灌漿材料
①環(huán)氧樹脂灌漿材料
環(huán)氧樹脂系列灌漿材料粘度小，固化時間可以調(diào)整，適合于開度較小，滲水不太嚴(yán)重的環(huán)向裂縫的灌漿施工，而且環(huán)氧樹脂材料強(qiáng)度較高，在堵漏的同時也起到了補(bǔ)強(qiáng)和抗沖刷的作用，是一種理想的灌漿材料，在室溫下其各項性能指標(biāo)見表2。
表2
初始
粘度
(mpa.s)
比重
PH
值
純漿硬化物強(qiáng)度（Mpa）
漿液粘強(qiáng)度（Mpa）
固砂體動彈模
抗壓
抗拉
干縫
濕縫
固砂體動彈模
屈服
破壞
>1.0*
1.035
6
30~70
80~100
12．5~14.8
1.9
1.7
1.6~2.5
注:*——漿液粘度隨不同的配比而變化
②YN——聚氨酯堵漏劑
YN——聚氨酯堵漏劑粘度較大，以水為固化劑，遇水后在幾十秒內(nèi)迅速與水反應(yīng)，后成一種彈性體，短時間內(nèi)即可止水，適用于漏水較大的環(huán)向裂縫和伸縮縫，在室溫下其各頂性能指標(biāo)見表3。
表3
粘度（mpa.s）
誘導(dǎo)凝固時間（s）
膨脹率
40~80
20~900
≥350%
e.化學(xué)灌漿質(zhì)量保證
在進(jìn)行充分的調(diào)查研究后，制定出以上方案，根據(jù)以往化學(xué)灌漿處理經(jīng)驗,漏水的裂縫逐漸變干燥，漿液在裂縫內(nèi)部能起到止水的作用，灌入裂縫中漿液除了堵水這外，還可以對周邊的混凝土起到補(bǔ)強(qiáng)的作用。
f.施工設(shè)備
施工主要設(shè)備見表4
序號
名稱
單位
數(shù)量
備注
1
LILTI電錘
臺
2
2
高壓化灌泵
臺
2
3
輕型化灌泵
臺
2
4
磨光機(jī)
臺
1
5
0.2m3氣泵
臺
1
6
五十鈴交通車
輛
1
g.施工進(jìn)度及人員配置
以處理200m裂縫長度施工進(jìn)度及人員配置為列。詳見表5、6。
表6人員配置計劃
類別
高級工程師
工程師
技術(shù)工人
普通工人
合計
人數(shù)
1
1
4
4
10
h.安全施工
①增強(qiáng)文明施工、安全生產(chǎn)的意識，操作人員要穿戴好防護(hù)用品，進(jìn)入施工現(xiàn)場要戴安全帽，現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙；
②有些化灌材料有毒易燃，應(yīng)存放在陰涼、干燥、通風(fēng)良好的地方，特別注意防火、防毒，確保安全，備好必要的防火器材；
③施工現(xiàn)場要加強(qiáng)通風(fēng)、排毒，保證施工人員身體健康；
④設(shè)備、器皿、工具要及時清洗。