裂缝因素范文(精选10篇)
裂缝因素 第1篇
关键词:现浇混凝土,裂缝,预防措施
0 引言
在当今建设项目中, 几乎所有如出一辙的采用钢筋混凝土结构, 该结构承载强度大、施工简便且造价低廉, 深受广大人们欢迎。但是, 混凝土结构有一个致命的缺点, 就是对设计和施工的要求非常严格, 如果没有完全掌握它的性能就盲目施工, 很可能产生结构裂缝, 不仅影响美观, 严重的还影响房屋的使用安全[1]。随着人们生活质量的提高, 对房屋质量及美观的要求越来越严格, 而现浇混凝土楼板出现裂缝是他们无法接受的, 也成为投诉的焦点和热点。纵观众多现浇混凝土楼板裂缝的实例, 主要病因表现为横纵向裂缝、表面龟裂, 这些裂缝虽然不会对建筑物造成致使伤害, 但给房屋使用者带来了更多的负面心理, 为此有必要针对性解决这一问题, 以消除他们的顾虑, 同时防微杜渐, 对有害裂缝的形成起到了很好的预防作用。
1 现浇混凝土楼板裂缝的产生机理
混凝土硬化过程是一个极为复杂的物理化学变化过程, 其最终特性受诸多因素影响。混凝土的抗压性能极强, 而抗拉性能较弱, 当外界影响因素突然改变时, 很容易达到其抗拉极限, 从而形成裂缝。其实, 如果用仪器检测就会发现在胶结料和骨料间存在大量微观裂缝, 这些裂缝受外界因素影响时可能会形成宏观裂缝, 也就是常见的表面龟裂和横纵向裂缝。具体来讲, 荷载可引起裂缝, 建筑物构件较大时产生的拉力超越了混凝土的抗拉极限, 从而产生裂缝, 常见为受拉区弯剪裂缝、弯曲裂缝等;温度可引起裂缝, 水泥硬化过程中会产生大量的水化热, 如果不采取预防内外温差的措施, 就会形成早期裂缝;外界环境温差过大, 会使混凝土产生膨胀或收缩变形, 同样极易产生裂缝。
2 现浇混凝土楼板裂缝的影响因素及处理
2.1 设计不当引起的楼板裂缝设计裂缝的具体原因:
(1) 现浇板平面不规则, 转角过多, 会形成应力集中的薄弱区, 容易产生裂缝; (2) 楼板过长或伸缩缝间距设置不合理, 会使拉应力过度集中在某个部位, 进而形成裂缝, 这种裂缝是引起渗漏的主要原因之一; (3) 配筋不当或人员过度踩踏, 局部配筋率过低或不均匀会引起板中裂缝, 也是造成涌漏的主要原因之一; (4) 板中暗藏PVC线管, 由于现浇板较薄, PVC管周围是薄弱区, 容易形成沿管路的裂缝, 特别是现代住宅中PVC埋藏数量较大, 此类问题出现日渐频繁; (5) 设计中忽略温度应力的作用, 尤其在无保温覆盖的情况下, 极易造成开裂。
预防措施: (1) 房屋四周阳角板配筋采用双层双向钢筋, 并根据工程经验在角区适当位置放射型分布筋, 这样可大大减少裂缝机会; (2) 楼板面积不宜过大并减小伸缩缝, 加强外保温, 这样可缩小变形单元, 减小温度应力, 从而约束裂缝产生; (3) 配筋符合小直径、小间距原则, 同时人员尽量避免踩踏, 保证配筋布置均匀; (4) 对有PVC管线穿越的楼板, 适当增加厚度, 楼板一般不低于100mm, 屋面板不低于120mm; (5) 房屋跨度较大时, 可设置后浇带以减少温度应力, 同时可在混凝土中掺入抗裂剂、膨胀剂等预防裂缝的辅助材料[2]。
2.2 施工原料及配合不当引起裂缝裂缝的具体原因:
(1) 混凝土配合比例设计不合理, 如为了创造更好的泵送条件, 故意增大混凝土坍落度, 致使浇筑后拌合料极易离析, 造成主骨料分布不匀, 形成富砂浆层。这样一方面会引起表面砂层失水干缩裂缝, 另一方面会引起碳酸钙水化收缩的表面龟裂; (2) 原材料质量不合格会导致结构出现裂缝。如水泥强度不足、受潮和过期;砂、石骨料级配不良, 有机质及轻物质含量过大;拌和水及外加剂富含氯化物。
预防措施: (1) 应选用强度级别较高, 早期水化热较大的水泥, 以减少混凝土的早期收缩;砂、石骨料级配良好, 含泥量应符合规范要求, 一般低于3%;采用合格的掺合料和外加剂, 并严格控制其掺量, 可以起到降低水泥用量, 降低水化热, 从而减少混凝土塑性收缩的作用。 (2) 严格按照混凝土的强度等级进行配合比设计, 砂、石拌合前需进行含水率测定, 一般混凝土水灰比控制在0.45~0.5之间;经常对混凝土的坍落度进行测定, 要求每个工作台班最少不得少于两次, 坍落度一般控制在配合比设计坍落度的±2cm范围内。
2.3 施工过程引起的裂缝裂缝的具体原因:
(1) 施工速度过快, 浇筑完成后未达到规范的养护时间就进行下一层工序。由于混凝土楼板还未完成牢固, 再加上材料吊卸、振动荷载作用, 极容易产生裂缝。这些裂缝往往是微观裂缝, 为后期宏观裂缝埋下了伏笔。 (2) 楼板内预埋线管设计或施工敷设时排布不合理:如设计埋管管径过大或敷设过于集中, 使相应部位楼板混凝土截面受到较大削弱, 形成应力集中容易导致裂缝发生。 (3) 模板支架下部压实不足或刚度欠佳, 当进行混凝土浇筑是立杆下沉, 导致楼板力学结构改变, 再加上振动扰动, 很容易产生内伤性裂缝。 (4) 混凝土振捣要不均匀、不密实容易引起混凝土缺陷, 是荷载裂缝的起源点。混凝土振捣过分, 粗骨料便沉积在下层, 而砂浆淤积在面层, 失水后极易产生裂缝。另外, 过早养护会影响混凝土的胶结能力, 过晚会因早期缺乏水化热而开裂[3]。
预防措施: (1) 不能盲目追敢工期, 一个楼层的施工速度宜控制在6~7天左右, 确保最基本的养护;施工中要科学安排进度, 遵守先轻后重、先小后大的原则;模板摆放不要过于集中, 堆放要分散, 对于较大大开间面积材料应预先考虑采用加密立杆, 以减少荷载及振动冲击带来的负面影响。 (2) 尽量避免线管集中敷设, 过于集中的应研究加固方案, 做好加固处理;敷设前在线管上涂抹素水泥浆;线管上下均加铺钢丝网片并上下交叉。 (3) 应严格按照工程载荷计算结果选择支架杆件;支架搭设前夯实地面并做好排水处理;考虑到泵管及布料机的冲击载荷, 部分支架还需作加固处理。另外, 支架杆件距离应符合设计载荷要求。 (4) 在浇筑完成后, 振捣密实即可, 不可过分振捣产生混合料离析现象;表面刮抹也要适度, 完成后尽早覆盖保温材料, 避免接受风吹日晒。
参考文献
[1]彭亮.浅谈现浇房屋楼板裂缝产生的原因和防治措施[J].施工技术, 2008, (8) .
[2]盛呈一.浅析混凝土楼板裂缝的原因及控制措施[J].吉林勘察设计, 2006, (2) .
裂缝因素 第2篇
混凝土轨枕裂缝有哪些物理因素分析?
物理因素系指轨枕制造和铺设、运营过程中受冷热、干湿、冻融等的作用,当蒸汽养护过程中升温很快,恒温温度很高时,由于混凝土中气、水、水泥、砂石等不同材料热膨胀系数不同,而混凝土初期结构强度又很低时,高温使气、水大大膨胀,造成混凝土内部结构缺陷,容易引起轨枕表面特别是端头表面的混凝土龟裂,疏松,
有一段时间,不少工厂轨枕生产中蒸汽养护没有预养时间,升温很快,恒温温度高于95℃,脱模时轨枕端部混凝土肿胀、疏松情况常有发生。而且放张时混凝土强度很多低于35N/mO(70üu),造成混凝土轨枕纵裂、龟裂现象较多。 当出厂时仅有细微裂缝或仅有隐性微裂(肉眼看不见)的轨枕,在运营过程中,受到振动、冲击、疲劳荷载的作用,以及外界环境不断变化着的干湿循环,冻融循环作用,也会使裂缝的宽度和长度发展。
论桥梁裂缝因素的分析和应对策略 第3篇
关键词:桥梁裂缝 原因分析 预防措施
0 前言
混凝土桥梁裂缝的成因比较复杂,往往是多种因素相互影响导致裂缝产生,分析裂缝产生的主要原因,是预防混凝土桥梁裂缝产生的关键。本文分析了导致混凝土桥梁产生裂缝的原因,为混凝土桥梁裂缝的防治提供参考。
1 混凝土桥梁裂缝产生的原因分析
1.1 荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在常规荷载作用下产生的裂缝主要有直接应力裂缝、次应力裂缝及不同荷载引起的裂缝。
1.1.1 直接应力裂缝产生的原因
1)结构设计受力假设与实际受力不符、荷载漏算、配筋计算错误、安全系数偏小等原因导致裂缝的产生。
2)施工阶段,不加限制地堆放施工机具,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式等引起的裂缝。
3)使用阶段,通过超载车辆,受撞击;遭遇大风、大地震和爆炸等。如,哈尔滨某梁板预制工程20米后张预应力桥板,在吊装过程中龙门吊小车滑轮掉落,导致桥板砸落,造成板底至板面近三分之二处有裂缝。
1.1.2 次应力裂缝产生的原因
1)在外荷载作用下,在某些部位引起次应力导致结构开裂。
2)桥梁结构中受力构件挖孑L后,在孑L洞附近产生巨大的应力集中,构件形状突变或受力钢筋截断处处理不当就容易出现裂缝。
1.1.3 不同荷载引起的裂缝
这类裂缝多出现在受拉区,受剪区或振动严重部位。如果受力区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,往往是结构达到承载力极限的标志,是结构破坏的前兆。根据结构受力方式的不同,产生的裂缝分为:
1)中心受拉。裂缝贯穿构件横截面,间距大体相等,且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时,裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。
2)中心受压。沿构件平行于受力方向的短而密的平行裂缝。
3)受弯。裂缝从弯矩最大的截面附近出现与受拉方向垂直的,并逐渐向中心方向发展。
4)大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件,类似于受弯构件。
5)小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件,类似于中心受压构件。
6)受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏,沿梁端腹部出现>45。方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏,沿梁端下部呈现约45。的平行斜裂缝。
7)受扭。构件一侧腹部先出现多条约45。方向斜裂缝,并向相邻面以螺旋方式展开。
8)受冲切。沿柱头板内四侧发生约45。方向斜面拉裂,形成冲切面。
9)局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。
1.2 温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化时混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。引起温度变化的主要因素有:
1)年温差。一年中四季温度不断变化,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移。
2)日照。桥面板或主梁受太阳爆晒后,温度明显高于其他部位,致使局部拉应力较大而导致开裂。
3)骤然降温。结构外表面温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度,导致结构产生裂缝。
4)水化热。施工过程中,大体积混凝土(厚度>2.0 m)浇筑之后水泥水化放热,内部温度很高,内外温差加大,致使表面出现裂缝。
5)蒸气养护或冬季施工时,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,也容易出现裂缝。
6)安装T梁间的隔板时,焊接支座预埋钢板与调平钢板时,措施不当致使铁件附近混凝土开裂。
1.3 收缩引起的裂缝
混凝土收缩裂缝大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,其形状没有任何规律。
1)施工过程中,混凝土浇筑4~5 h后,水泥水化反应激烈,导致混凝土失水收缩,同时因混凝土尚未硬化骨料会因自重作用下沉,导致混凝土出现塑性收缩。
2)混凝土硬结以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土干缩时混凝土表面承受拉力,当表面混凝土所受拉力超过其抗拉强度时便产生裂缝。
3)自身收缩是混凝土在硬化过程中水泥与水发生反应产生的,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。
4)碳化收缩是大气中的CO 与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。碳化收缩只有在湿度>50%时才发生,且随CO,浓度增加而加快。
1.4 地基变形引起的裂缝
基础不均匀沉降的主要原因有:
1)地质勘察精度不够。
2)结构荷载差异太大。在地基情况比较一致条件下,各部分基础荷载差异太大也可引起不均匀沉降。
3)结构基础类型差别大,同一联桥梁中,混合使用不同基础如扩大基础和桩基础,或同时采用扩大基础但基底标高差异大时,也可能引起地基不均匀沉降。
4)分期建造的基础,在原来桥梁基础附近新建桥梁时,新建桥梁荷载或进行基础处理时引起地基土重新固结,均可能造成原有桥梁基础较大沉降。
5)在<0℃ 的条件下含水率较高的地基土因冰冻体积膨胀,一旦温度回升,冻土融化,地基下沉。
6)桥梁基础置于滑坡体,溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。
7)桥梁建成以后原有地基条件变化,地基浸水或地下水位下降都可引起不均匀沉降。有些桥梁基础由于洪水冲刷和淘挖作用,使基础产生位移。
1.5 钢筋锈蚀引起的裂缝
混凝土保护层受CO2侵蚀,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋锈蚀,结构承载力下降,并诱发其他形式的裂缝。
1.6 冻胀引起的裂缝
混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重新分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,强度降低,并导致裂缝出现。
当混凝土中骨料空隙多、骨料吸水性强、骨料中含泥土等杂质过多、混凝土水灰比偏大、振捣不密实以及养护不利都会使混凝土早期受冻,最终导致混凝土冻胀裂缝。如,南京至杭州客运专线工程某立交桥梁板预制工程,是在冬季施工早晚间温差极大,在预制前期预制桥板多出现冻胀裂缝,现场采用板端芯口煤炉烧水产生蒸汽减少温差,有效的较少了裂缝,且能加速提高砼强度,缩短生产周期。
1.7 施工材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水以及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。
1)水泥安全性不合格,强度不足,或当水泥含碱量较高(>0.6%),同时又使用含有碱活性的骨料,可能发生碱骨料反应,导致裂缝产生。
2)砂石的粒径太小,级配不良、空隙率大,将导致水泥以及拌和用水量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大。
3)拌和水及外加剂使用不当。拌和水及外加剂中氯化物等杂质含量较高时会加快钢筋锈蚀。
典型案例:哈尔滨某桥梁板预制工程,采用商品混凝土在供应中原材料得不到有效的控制在搅拌站提供的级配单中C50含灰量超过540kg/m3超过规范上要求的500 kg/m3含灰量,造成板身多出出现裂缝。
1.8 施工质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中、若施工工艺不合理、施工质量低,均容易产生裂缝,比较常见的有:
① 承受负弯矩的受力筋保护层过厚,导致构件的有效高度减少,形成裂缝。
②混凝土浇筑过快,致使混凝土在硬化前沉实不足而硬化后沉实过大,在浇筑数小时后混凝土易产生塑性收缩裂缝。
③ 混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多,出现不规则的收缩裂缝。
④ 混凝土初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面出现不规则
的收缩裂缝。
⑤水灰比过大导致混凝土硬化时收缩量增加,使得混凝土出现不规则裂缝。⑥ 混凝土分层或分段浇筑时接头部位处理不好,导致裂缝。
⑦ 混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落或脱模后出现空鼓现象。
典型案例:哈尔滨某桥板预制工程,在梁板浇筑过程中混凝土供应不及时,同榀桥板两车商砼间隔2小时以上,导致混凝土分层。
2 结语
应严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。
参考文献
[1]JTr041-2007,公路桥涵施工技术规范[S].
对导致建筑裂缝因素的探讨 第4篇
关键词:建筑,裂缝,技术措施
裂缝,尤其是非结构裂缝,例如发生于内外墙体抹灰上的龟裂、水平裂缝、沿柱的竖直裂缝、不同材料间的裂缝等,是在建筑中经常发生的一种通病,出现这种裂缝究其原因有的是因为技术上的不成熟、材料本身的缺陷、温度的变化、设计以及施工等因素的影响。
1 裂缝的调查概况
通过对大量砖混结构的民用住宅、框架结构的办公楼等多种建筑的调查发现,多数建筑都存在着不同形式的裂缝,这些裂缝一旦出现便很难弥补,但许多裂缝是有规律可循的。对这些裂缝进行了总结,其调查结果如下:
(1)不管是什么结构的建筑,几乎都存在抹灰开裂的现象,大部分是因为温度变化引起的,仅仅是轻重程度的不同而已。
(2)抹灰表面龟裂,裂缝多而无规律,裂缝较细但面积较大,严重的引起墙面空鼓,若要返工成本较大。
(3)在框架结构中,填充墙体与梁柱接触面间容易出现水平和垂直裂缝,这些裂缝几乎是不可避免的,如果不加以预防,裂缝一旦出现就很难补救。
(4)墙体使用新型材料尤其是大块板型材料,例如GRC墙板、钢丝网架聚苯乙烯夹心板(俗称得乐板、舒乐板等),不同板块之间经常出现规则的竖向裂缝。
(5)在门、窗洞口出现形状为“八”字形的裂缝,裂缝沿约45°方向开裂,框架结构和砖混结构均有发生,而砖混结构多发生于顶层两端的房间,而且裂缝一般较宽,这种裂缝不仅仅是抹灰的开裂,而是砌体的开裂,出现后有时伴有渗漏现象,危害较大,一般是由于温度变化引起的,是较为典型的温度裂缝,较难处理和避免。
2 裂缝对建筑的影响及社会影响分析
2.1 对建筑物的影响分析:
通常情况下,这些裂缝不会危及到结构的安全,危害性较小,但对建筑物将产生下列影响:
(1)贯穿墙体的裂缝影响建筑物的使用寿命及抗震性能,尤其以砖混结构的建筑为甚。
(2)发生于外墙的裂缝,当开裂较为严重时,往往造成墙面的渗漏并且给内装饰带来污染和损伤,影响表观和使用。
(3)当裂缝尤其是温度裂缝到达一定程度时,会造成窗口变形,影响正常的使用。
(4)外抹灰开裂后,不仅影响外观和使用寿命,一旦外抹灰进水,冬季冻胀致使外抹灰层脱落,将影响到周围行人的安全。
2.2 社会影响分析:
随着国家对工程质量的越来越重视和人们质量意识的提高,特别是住房体制的改革,住宅建设资金将由个人出资,因此人们对工程的质量问题的关心程度将会越来越高。这也对工程的建设者们提出了越来越高的要求,这就要求我们必须认真对待并力求克服建筑通病的发生。由于人们对建筑结构还不太了解,所以用户对于裂缝引起了较为强烈的反响,主要反映在以下几个方面:
(1)影响观感:墙体的裂缝对人的观感影响很大,给人的感觉造成较大冲击,使人感到极不舒服,影响情绪,同时给工程的交工带来极大麻烦。
(2)不安全感:尽管这些裂缝一般不会危及到结构安全,但是由于多数人对结构情况不了解,而担心是否安全,造成心理上的不安全感,同时外墙抹灰层的开裂脱落也的确存在着不安全因素,因此对用户的解释工作甚难做好。
(3)影响使用:裂缝严重时将会造成渗漏、门窗变形等,不仅影响到使用,而且也会造成一定的经济损失。
3 原因分析及技术措施
墙面抹灰龟裂:墙面抹灰完成后有时墙面会出现大面积细而密的呈龟裂状的裂纹,这种裂纹细而深度浅时危害不大,可不做处理,但开裂较深而形成裂缝时往往伴随着空鼓、脱落现象的发生,一旦出现大面积空鼓、脱落,唯一的办法是返工重做,但返工重做部分就象在墙面打了一块“补丁”,很难恢复原貌,易在返工面周围出现收缩裂缝,返工的效果既不经济也不美观,分析原因主要有以下几种:
(1)抹灰砂浆配比不合适,水泥用量过大致使水化热大,干缩严重从而造成龟裂。
(2)基层处理不干净或处理不当,从而导致抹灰砂浆失水过快而引发龟裂的发生。
(3)基层表面平整度达不到要求,尤其是垂直度超标,造成抹灰层厚薄不均或抹灰层过厚,从而造成表面龟裂的发生,这也是引发龟裂现象较常出现的原因之一。
(4)中高级抹灰应该分层施工,有时施工时为了赶进度或为了省工图方便,从而抹灰基层、中层、面层分层不当,分层厚度不当,压不密实,从而引发龟裂。
(5)与施工环境有关,抹灰环境通风良好而且干燥,通常又疏于养护致使砂浆失水较快从而导致严重龟裂,这是龟裂现象出现的主要原因之一。
(6)为了使抹灰尽快成活或使表面当时美观便于交活,有时操作人员在表层抹光后或压光同时外罩一层纯水膏,这层水泥膏风干后薄而脆,不仅引发表面的龟裂而且最易受损,是应该坚决予以杜绝的。
(7)填充墙体使用新型材料如钢丝网架聚苯乙烯夹心板,这种板材几乎没有吸水性,当疏于养护时导致抹灰砂浆失水迅速而发生龟裂现象。
裂缝因素 第5篇
【关键词】混凝土收缩;混凝土裂缝;防治措施
前言:
在建筑施工当中,混凝土作为主要施工材料其对于建筑产品的质量水平起到了重要的作用。正因如此,业内人士一直致力于如何提高混凝土质量的研究。实际上,无论是在混凝土施工过程中,还是在施工结束之后,混凝土都有可能出现不同程度的收缩和裂缝,所以混凝土的收缩和裂缝病害是无法避免的。但随着泵送混凝土和大坍落度混凝土的出现,收缩和裂缝已成为人们关注的焦点和近期投诉的热点,其有可能是因为施工水平导致的,也有可能是施工材料选择不当导致的,还有可能是混凝土配比不合理导致的,更有可能是因为环境因素而导致的。因此,为了提高混凝土施工的质量,就必须要对其所能够产生的收缩和裂缝病害进行充分的分析,通过分析来制定出防治病害出现的对策,降低病害出现的几率,进而达到提高混凝土质量的目标。
一、沉陷裂缝病害表现及其防治对策
1.沉陷裂缝病害表现
沉陷裂缝是混凝土裂缝病害当中比较普遍的病害表现形式,其产生的原因主要是因为结构地基的土质不够松软、不均匀而导致。通常情况下地基土质标准不达标时,可以利用回填的方式来将其解决,但如果回填土的土质也不达标或回填之后夯实程度不好、不够均匀反而会加剧沉陷裂缝病害的出现,起到反作用。另外,如果混凝土模板存在支撑间距过大或松动、以及模版刚度不足的情况,也会导致曾现裂缝病害的出现。尤其是在冬季作业时,支撑模板的土质都是冻土,当这些冻土化冻后,必然会产生不均匀的沉降,从而在重力的引下使混凝土产生裂缝病害。
2.防治对策
因地下土不均匀沉降所引起的混凝土裂缝病害防治对策主要可以从3个方面入手:其一,保证地基土的夯实程度,对于一些土质过于松软的软土或回填土并需要进行充分的夯实和加固,在保证其不会出现沉降及不均匀沉降的基础上,在对其进行上部结构的施工;其二,切实加强模板的刚度和强度,在此基础上保证模板在支撑过程中的牢固性,并能够让地基处于一个均匀受力的情况,进而避免不均勻受力而产生不同的压力,从而导致地基出现不均匀沉降;其三,保证混凝土充分的干透之后,在进行模板的拆除,以防过早拆除模板而导致混凝土出现变形而形成裂缝。另外在进行模板拆除时也要注意拆除顺序,以防因拆除不当而产生混凝土裂缝。
二、温度裂缝病害表现及其防治对策
1.温度裂缝病害表现
温度裂缝是由于外部环境及温度的变化,而导致的裂缝病害,这种病害一般情况下只在混凝土的表面浅层范围内产生。一般情况下这种病害会出现在早晚温差变化较大地区的混凝土施工过程中,例如我国北部地区。当然大体积混凝土表面也会形成温度裂缝病害。此种病害形成原因主要是由于外部环境温差骤变而导致的,例如寒潮来袭或较为明显的大幅度降温,这种温度的骤变会导致混凝土表面的温度急剧下降,在热胀冷缩的物理学原理下,混凝土会根据温度的变化程度在内部产生收缩,而内部混凝土的收缩必然会给外部混凝土带来一定程度的内拉应力,在这种内拉应力的作用下,混凝土表面就出现了裂缝病害。
2.防治对策
根据温度裂缝病害产生的原理及其具体表现形式的分析,对此种裂缝病害的预防措施可以从4个方面入手:其一,在高温季节进行浇筑时,搭设遮阳板等设施,避免混凝土遭到阳光的直射而使自身的温度升高,从而将温度差控制在不会产生裂缝的范围内;其二,对于大体积混凝土的浇筑(注:混凝土结构尺寸越大,其温度应力越大),可以根据实际要求来对其进行分层、分块浇筑,从而加快其散热水平,减小温度对其的约束;其三、加强对混凝土的养护,在完成混凝土浇筑施工后,及时用湿润的草帘、麻布片等将其覆盖,避免阳光的直射,与此同时还必须要进行洒水养护,为了保证混凝土表面的缓慢冷却,可以适当的延长养护时间;其四;大进行大体积混凝土施工过程中,预留温度收缩缝。
三、干缩裂缝病害表现及其防治对策
1.干缩裂缝病害表现
干缩裂缝也是混凝土裂缝病害当中较为常见的一种,一般情况下此种病害会出现在混凝土浇筑完毕后一周左右或混凝土养护结束后一段时间内。其主要形成原因是因为混凝土水泥浆受到了外界环境的影响,使得水泥浆的水分在进行蒸发时,出现了蒸发程度不同的情况出现,这种不同程度的蒸发直接导致混凝土表面水分损失过快,引起了较大的变形,而内部适度变化较小,变形也较小,进而使来自表面较大变形在变形过程中受到了来自于混凝土内部约束力,形成了较大的拉应力,从而产生干缩裂缝。需要注意的是这种干缩裂缝是不可逆的,由此可以看出干缩裂缝对于混凝土病害的严重性。
2.防治对策
根据干缩裂缝病害的具体表现及其成因分析,想要做好干缩裂缝的防治工作,笔者认为可以从以下4个方面入手:其一,在进行混凝土搅拌和施工过中,严格控制原材料的质量并计量准确,按照相关规定及工程需求来对混凝土配合比进行验证,通过对胶凝材料、水以及其它拌合料比例的控制,来保证混凝土的质量,尤其是对于用水量的控制,避免导致混凝土内水分过多,而导致不同程度干缩裂缝情况的出现;其二,做好对混凝土的养护工作,尤其要加强对混凝土的早期养护工作,在养护过程中可以根据混凝土的实际情况适当的延长养护时间。在冬季施工时要根据温度适当的延长混凝土保温覆盖的时间,并对混凝土构件表面进行养护剂的涂刷,以达到保护混凝土构件表面水分不过早损失的效果;其三,要充分控制混凝土的水灰比,因为混凝土的干缩情况很大程度与自身的水灰比有关,如果混凝土水灰比较大,那么其干缩程度也会越大。所以在对混凝土的配合比进行设计时,必须要严格控制好水灰比,为了更好的防止干缩情况的出现,可以在混凝土拌合物当中掺加合适的减水剂,以实现对混凝土内的水量控制;其四,在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
总结:
综上所述,混凝土收缩和产生裂缝病害的出现,不仅严重影响了混凝土的质量,更威胁着建筑产品的安全性和耐久性,因此必须要做好对混凝土收缩和产生裂缝病害的防治工作。也许我们不能彻底的将混凝土收缩和产生裂缝病害的问题彻底解决,但我们可以通过施工过程中科学、正确的施工行为来进行有针对的预防,从而降低混凝土收缩和产生裂缝病害的出现几率,进而达到以预防促控制的防治目标,进一步提高混凝土工程施工的质量,使建筑物在具备良好稳定性和耐久性的基础上,为社会百姓生活提供基本安全保障。
参考文献:
[1]苗雷.混凝土收缩和产生裂缝的主要因素及防治[J].科协论坛(下半月),2007,06:21+17.
[2]丁璐瑶.地暖管地面混凝土收缩应力试验研究与施工建议[D].青岛理工大学,2011.
[3]李燕清.预应力混凝土箱梁桥开裂问题的数值分析及控制措施[D].重庆交通大学,2012.
[4]张书巧.混凝土施工中裂缝产生的原因和预防及处理[J].山西建筑,2009,34:149-150.
矿区房屋裂缝产生因素的分析 第6篇
在自然界中,在一定的条件下,有多种自然或人工的因素均可以使地表产生形变,出现沉陷、房屋开裂等地质灾害,造成灾害的因素虽然各不相同,但其后果却是相同的,引起人们的恐慌,甚至给人们的生命、财产带来严重的影响。灾害的发生,有时是某种因素单独造成的,而有的时候也是以一种或两种为主,或多种因素相互作用、相互影响、相互叠加的作用下发生的。
总结全国大多数矿区内村庄房屋裂缝产生因素分析经验,导致矿区内村庄房屋裂缝产生的因素主要有地基不均匀、地基湿陷、房屋结构不合理、地形和边坡不利、水窖渗漏、采煤塌陷引起地面变形、地震以及年久失修等。
就本次勘查区而言,与煤矿相邻,近年来,村庄周围发现了多处地面裂缝、地面塌陷问题,村民房屋亦出现开裂变形等现象。结合资料分析及现场勘查,本文就采煤沉陷、黄土及素填土地基湿陷、地基不均匀及房屋结构等因素对该村房屋裂缝现象进行了分析。
1 采煤沉陷造成房屋裂缝的分析
地下煤层在大面积采空后,地下采空区主要依靠顶板强度及煤柱支撑采空间结构,维持围岩稳定,在煤柱长期处于承重状态下,当某一煤柱中的应力超过其允许的最大强度,则该煤柱将首先遭到破坏。此时,由该煤柱所承受的荷载即要转到相邻的前、后的煤柱之上,从而致使它们也遭受破坏,其结果必然导致整个煤柱系统的破坏。当煤柱系统破坏时,其上部的岩层失去支撑,平衡条件被破坏,随之则会产生弯岩层弯曲、塌落,以致发展到地表下沉变形,造成地表建筑物的损坏。
勘查区西边和西南边均开采15号煤层,采用全垮落法顶板管理,故采区及其周边范围内地表变形强烈,地面裂缝和地面塌陷发育,位于采动影响带内的房屋亦会同时受损。据国内外采矿经验,采深采厚比小于30时,煤矿采空区上方常形成较大的裂缝或塌陷坑;采深采厚比介于30~100之间,地层中没有较大地质破坏情况下,煤采出一定面积后,会引起岩层移动并波及到地表,其地表沉陷和变形在空间上和时间上都有较明显的连续性和一定的分布规模,常表现为地表移动盆地;采深采厚比大于100,地表在拉伸区可能出现轻微小裂缝。
勘查区内,村庄西部采深采厚比小于或接近30,易引起地面变形,因此15号煤层开采后其采动影响会引起上覆岩层移动变形,波及地表引发地表弯曲变形和张性裂缝的产生,从而对地表建筑物造成损害。勘查区西南部采区比值为40左右,其地表变形没有西部严重,地裂缝,塌陷坑较少。以上与实际调查结果相符。由经验公式计算,可以确定采煤活动影响带范围,最终确定了受采煤活动影响的房屋。
2 黄土及素填土地基湿陷分析
为了更好地分析地基湿陷性,本次研究在村庄布置了具有代表性的5口探井。探井采用人工挖掘,原状土人工侧壁刻取土样,土样等级可达Ⅰ级,杂填土、砂土取扰动样,土样等级Ⅳ级。经黄土及素填土湿陷性分析,探井1在0.9 m~1.9 m处中等湿陷,其他为轻微湿陷;探井2在0 m~1.4 m处强烈湿陷,在1.4 m~2.4 m轻微湿陷,在2.4 m~3.4 m中等湿陷;探井3在0 m~1.4 m处中等湿陷,在1.4 m~2.4 m强烈湿陷,其他为轻微湿陷;探井4在0 m~1.4 m处中等湿陷,在1.4 m~2.4 m强烈湿陷;探井6在0 m~1.4 m处中等湿陷,只有探井5没有湿陷。经计算,探井1,2,3,4,6探坑黄土及素填土的总湿陷量分别为140.85 mm,413.25 mm,316.5 mm,220.5 mm,72 mm。可见,大部分房屋地基具有湿陷性,在有水入渗时会产生湿陷沉降,进而导致房屋裂缝产生。
3 地基不均匀分析
根据岩土工程勘察结果,该村民房屋地基大部分属于不均匀地基。村内有渠,房屋整体位于一向南倾斜的沟内,地面平均坡度6.2%,地层结构上部为黄土、素填粉土,部分有杂填土,厚度大部分为3 m左右,其下为基岩,岩性为泥岩,页岩,部分为粉细砂岩,这种结构除易产生不均匀沉降外,还易于在水的作用下使泥岩软化,从而引起移动变形。
据调查,该渠在房屋修建前为农田,西侧有小水沟,修建房屋时将其填平。沟内房屋修建前,有多个陡坎式台阶,修建房屋时,采用挖填的方式将其整平,导致地基产生不均匀沉降、房屋裂缝。主要表现在:
1)有的房屋修建于排水沟之上,回填后压密度不够,导致地基西南角下沉,房屋后墙角裂开,地面斜裂,南墙出现倾向东的裂缝多条。
2)前墙下沉,连带屋顶第一块预制板和横墙顶角产生裂缝,这种情况普遍存在于渠内房屋。
3)渠西侧山坡上的房屋亦存在地基不均匀的情况,有的房屋西部为基岩地基,东部为素填土,且素填土还具有湿陷性,南部三个平台,均为石砌挡土墙,挡墙后为填土,加之近年院内修建蓄水池,极易使挡墙变形,从而引起房屋裂缝。
4 房屋结构因素分析
1)据调查,村民房屋结构大部分为砖混结构,屋顶为预制板,个别为砖木结构,均未设置地梁,这种结构抵抗变形能力差,只要地基有较小的变形,就可能产生裂缝。
2)该村村民房屋大多处于湿陷性和不均匀地基之上,易发生地基变形,这是房屋裂缝的一个重要因素。在墙角处,没有设置柱体,而且该处又是应力集中处,极易产生裂缝,故大多房屋四角裂缝是由于地基变形引起应力过度集中于墙角的结果。
3)多间同排房屋不是同时修建,房屋衔接处是分离的,这样在衔接处由于填土变形容易产生裂缝,房屋裂缝程度加大与此也有一定关联。
4)有的房间为两间人为打通合成,中间用梁承重,但梁下没有柱体,而是直接搭在前后墙上,致使墙下集中受压产生“八”字形裂缝。
5)有的房屋有挑梁,但挑梁墙内外比例不合理,导致挑梁后端连同其上的预制板接缝处出现裂缝。
6)大部分房屋的窗台下均有裂缝,且裂缝宽度均是上宽下窄,这是由于窗户均为临空,两侧墙下沉引起的。
5 其他因素
除去以上因素,能引起该村房屋裂缝的因素还有很多,简述如下:
1)按照GB 50011-2001建筑抗震设计规范,该村位于对建筑抗震不利地段,特别是渠西侧山坡的房屋对抗震更为不利,极易受到地震的影响,地震等新构造运动对房屋裂缝的形成有一定关系。近20年来,震中位于该村附近的3级以上地震就有15次之多,而房屋基本均未做抗震设防。
2)有些房屋建筑年代较长,长期无人管理,经过风雨、地震、砌石和砖体的风化等作用,房屋出现坍塌破坏等现象。
3)据调查,大多数居民院内修有蓄水池,多数蓄水池有漏水情况。例如某村民家水窖位于其西边第一间房南,在屋前布置了探井6,挖至2.0 m时土体湿度较大,至2.5 m时,取出的土稍微摇晃就有水泌出,说明土体已完全被水饱和,为水窖漏水所致,致使地基湿陷变形,从而导致房屋裂缝。
6 结语
通过以上分析可知,房屋裂缝的原因可以是由上述多种因素作用引起的,其中,有的是某种因素单独造成的,有的是以一种或两种为主,而有的则是多种因素相互影响、相互叠加综合影响下发生的。
摘要:以山西省太原市某村庄为例,对矿区内房屋裂缝产生的几种原因进行了分析,并最终得出该村房屋裂缝产生的原因,为房屋裂缝的预防和治理提供了技术依据。
关键词:房屋裂缝,采煤沉陷,地基湿陷,原因
参考文献
[1]程康泽.房屋建筑中裂缝的成因与控制[J].山西建筑,2010,36(4):177-178.
[2]叶建,叶利锋.西南某矿区房屋大面积开裂变形成因及对策[J].山西建筑,2011,37(15):45-46.
[3]何国清,杨伦.矿山开采沉陷学[M].北京:中国矿业大学出版社,1991.
[4]邹友峰,邓喀中,马伟民,等.矿山开采沉陷工程[M].北京:中国矿业大学出版社,2003.
[5]赵金龙.地基不均匀下沉在砖混结构中造成的裂缝[J].新视觉艺术,2011(7):88-89.
谈谈楼板裂缝与施工因素的关系 第7篇
1.1 钢筋工程与砼楼板板角裂缝的关系
1.1.1 原因分析。
目前主要认为是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的, 并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。从设计角度看, 现行设计规范侧重于按强度考虑, 未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑, 配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横两个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束, 限制了楼面板砼的自由变形, 因此, 在温差和砼收缩变化时, 板面在配筋薄弱处 (即在分离式配筋的负弯矩筋的末端结束处) 首先开裂, 产生45度左右的斜角裂缝。
1.1.2 解决措施。
首先对四周的阳角处楼面板配筋进行加强, 负筋不采用分离式切断, 改为沿房间 (每个阳角仅限一个房间) 全长配置, 并且适当加密加粗。其次在板角增加辐射筋。现浇板的四周针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象, 在板角四周增设辐射筋。使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致, 能有效地抑制裂缝, 此外配筋较多时, 相对来说也能明显改善裂缝的产生或扩展, 根据裂缝距板角的距离, 辐射筋长度为1.2~1.5m左右。当采用了双层双向钢筋加密加强后, 纵、横二个方向的钢筋网的合力已能很好地抵抗和防止45度斜角裂缝的概率, 已能较满意地解决好楼板裂缝中数量最多的主要矛盾, 效果显著。
1.2 钢筋工程中管线预埋与楼板裂缝的关系
1.2.1 管线预埋引起裂缝的表现形式。
近几年来, 有关专家经过对新建房屋的裂缝进行了实地调查, 发现裂缝所在位置、出现的时间呈现出一定特征, 如在楼板管线埋设部位裂缝较多。在楼板的板底、板面, 当裂缝走向较有规律、长度较大时, 凿开楼板大多能发现管线。由于管线埋设不当而造成裂缝占了裂缝成因的很大一部分。
1.2.2 原因分析。
无论是PVC管还是金属管, 一旦某一个区域管线过多, 就将使钢筋与混凝土的粘结度明显降低, 从而造成现浇混凝土的粘结度明显降低, 从而造成现浇混凝土楼板在混凝土成型后应力不均, 呈现一些细小的规则裂缝。而施工中人为或机械碰撞钢筋, 又使钢筋存在保护层厚度过大或过小的情况, 间接或加剧导致了裂缝的形成, 有些甚至是沿着预埋管走向出现裂缝。
预埋管线, 特别是多根管线集散处使截面砼受到较多削弱, 从而引起应力集中, 是容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预埋管线是直径较小, 并且房屋的开间宽度也较小, 同时管线的敷设走向又不重合于 (即垂直于) 混凝土的收缩和受拉力方向时, 一般不会发生楼面裂缝。反之, 当预埋管线的直径较大, 开间宽度也较大, 并且管线的敷设走向又重合于 (即垂直于) 混凝土的收缩和受拉力方向时, 就很容易发生楼面裂缝。
1.2.3 预埋管线处的裂缝防治。
预埋管线过多是不可避免的, 对于较粗的管线或多根线管的集散处, 应增设垂直于线管的短钢筋网加强。
线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越, 交叉布线处可采用线盒。同时在多根 (三根及其以貌取人) 预埋管线的集散处, 预埋管线应采用放射形颁, 避免紧密平行排列, 控制水电管线间距在20mm以上避免因管线过多造成的钢筋与混凝土粘结力下降, 以确保预埋管线底部和管线间的混凝土浇筑顺利, 振捣密实。
多根预埋管线的集散处, 应在预埋管线的上下增设加强钢筋网片, 间距不大于100mm, 覆盖范围应超过最外管线150mm且各管线之间间距大于20mm。同时确保管线底部的砼灌注顺利和振捣密实。并且当线管数量众多, 使集散处的砼截面大量削弱时, 宜按预留孔洞构造要求在四周增设井字形抗裂构造钢筋。
施工中预防人为踩踏板筋, 则可在钢筋网下设置间距1m的钢筋马凳, 并多设供人行走的跳板, 尽量减少人为或机械损坏, 踏坏钢筋。对于楼板内预埋管线应设小马凳, 固定在中性层附近。
预埋于现浇板内的线管必须位于底板钢筋的上部, 现浇板的中部, 预埋的管径不宜超过板厚的1/4, 当预埋的管径超过板厚的1/4时, 应沿预埋管线方向增设钢筋网片。
预埋管线在敷设时应尽量避免立体交叉穿越, 三根预埋管线不得交于一点, 当三根 (或多根) 预埋管线组成三角形 (或多边形) 时, 边长不应小于1500mm。
考虑到电管用塑料管, 在浇捣混凝土时常常为了防止塑料管弄裂而在塑料管周围不作振捣, 因此在开发商能承受的情况下, 可将所有的强弱电预埋管改成国标焊接钢管, 且不超过一定直径, 一般住宅电气管30~50mm直径完全可以满足使用要求。
2 模板工程施工不到位与楼板裂缝的关系
有些工程在施工时, 模板及支撑缺少足够的刚度, 垂直支撑与楼面接触部位没有设置楔子顶紧或模板支撑数量过少, 使混凝土在振捣过程中及成型后模板出现局部变形, 导致裂缝的产生。在混凝土浇筑前, 应先将基层和模板浇水湿透, 如果没有浇水或浇水不够, 则模板吸水量大, 干燥模板将过多吸收混凝土中拌合物中的水分, 引起混凝土的塑性收缩, 产生裂缝。
加强模板施工的过程管理对控制楼板裂缝的产生很关键, 施工前应编制模板工程施工方案, 特别是高支撑模板施工技术方案, 方案中应有计算书, 其内容包括施工荷载计算、模板及其支撑、系统的强度、刚度、稳定性、抗倾覆等方面的验算, 支承层承载等方面的验算。施工过程中必须严格按照方案进行施工。对已重复使用多次的模板、支撑材料, 应作必要的强度测试, 技术方案应以材料强度实测值作为计算依据。
支撑体系必须有足够的刚度, 水平方向与模板的接触面不得有任何间隙, 使每个接触面都有可靠的支撑点, 在振捣过程中派专人进行看模, 防止支撑立管上的扣件下沉现象产生。
同时应强化混凝土施工过程中的管理和浇捣后的养护, 施工中不断用移动标志来控制混凝土板的厚度, 确保达到设计要求。浇捣完毕后根据厚度控制点用4m铝合金刮杆进行找平, 在混凝土终凝前采用三次成活施工法, 减少表面混凝土的收缩裂缝。
3 混凝土浇筑与养护和楼板裂缝关系
3.1 混凝土浇筑与楼板裂缝关系
3.1.1 混凝土浇筑前对模板的提前浇水处理。
振捣时, 粗骨料沉落挤出水分、空气, 表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落, 造成表面砂浆层, 它比下层混凝土有较大的干缩性能, 待水分蒸发后, 易形成凝缩裂缝。而模板在浇筑混凝土之前如果浇水不够, 过于干燥, 则模板吸水量大, 会引起混凝土的塑性收缩, 产生不规则的收缩裂缝, 而且往往砼浇完毕后12小时内就会出现。
因此, 为了避免木模过多吸收水分而导致楼板砼出现干缩裂缝, 在砼浇捣前, 应先将模板浇水湿透, 浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。
3.1.2 防止混凝土浇捣后压抹不及时。
在混凝土终凝前, 若因木蟹压抹不及时或次数不到容易出现龟裂。同样, 过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面, 形成含水量很大的水泥浆层, 水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙, 引起表面体积碳水化收缩。导致混凝土板表面龟裂, 因此表面刮抹应限制到最小程度, 同时应防止在混凝土表面撒干水泥刮抹, 这需要由经验老到的砼工来操作。
3.2 混凝土养护与楼板裂缝的关系
3.2.1 养护时机的把握。
混凝土浇筑完毕后过早养护会影响混凝土的胶结能力, 而过迟养护则造成楼板砼受风吹日晒, 混板表面游离水分蒸发过快, 水泥缺乏必要的水化水而产生急剧的体积收缩, 此时混凝土早期强度低, 不能抵抗这种应力而产生开裂。
3.2.2 养护方式的选择。
夏、冬两季, 因昼夜温差大, 养护不当最易产生温差裂缝。在气温较高时, 浇水养护是保证砼成型时的关键。在砼浇捣12小时内应对砼覆盖塑料薄膜或麻袋养护, 防止强风和烈日曝晒, 如采用薄膜养护则应采用一次性材料, 保证覆盖全部楼板, 始终保持塑料薄膜内有凝结水, 后续工序应尽量避免对塑料薄膜的破坏。而在养护期内, 砼强度未达到1.2MPa, 后续工序的施工, 尤其是重物冲撞, 也容易使板面出现不规则裂缝。
适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。但实际施工中, 由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业, 因此楼面砼往往缺乏充分和较足够的浇水而造成养护延续时间。为此, 施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护。
责任编辑:于会兰
摘要:对引起楼板裂缝的施工因素进行了分析, 并采取了一定的解决措施。
住宅房屋的楼板裂缝与施工因素探析 第8篇
一、受施工荷载的冲击产生裂缝
在进行主体结构施工时,由于赶工期,往往会降低施工质量,如完成楼层混凝土浇筑后,在养护时间不充分的情况下就进入了钢筋绑扎、材料调运的施工活动。在如此情况下,受材料吊卸冲击,产生振动荷载,从而使得楼板出现裂缝。当后期,楼板受到混凝土收缩或其他变形荷载作用时,这些裂缝会呈不规则发展逐渐演变成宏观裂缝,影响美观,严重的还可能存在安全隐患。因此,在施工中应特别注意施工荷载的计算:
施工荷载取值
以基本单元3.6m开间板厚取100做计算实例,计算承重层楼板荷载:
施工层的荷载为:
养护层的荷载为:
承重层的荷载为(扣除自重):
在对荷载进行准确计算的同时,还应注意施工技术的运用,具体如下:
(一)为了保证主体结构的质量,要合理控制施工时间,不能过快,从而保证楼层混凝土浇筑完成后有足够的养护时间。
(二)在楼层混凝土完成浇筑的24个小时之内,可以进行测量、定位等基础的准备工作,严禁吊卸大宗材料,以防止产生冲击振动。24小时后,可有步骤地对少量小批的暗柱和建立起钢筋进行绑扎、吊运的工作,工作中要注意轻卸、轻放,尽量避免冲击振动。三天后,可以开始诸如钢管等大宗材料的吊卸,并进行楼层墙板和楼面模板的正常支模作业。
(三)在进行模板安装作业时,要尽量将吊运来的材料分散放置,有效减少楼面荷载和振动。切忌在楼板上放置重物,即便放置要控制在模板所能承受的设计荷载范围内,同时在新浇筑混凝土表面上铺设旧木模或垫通长方木,对楼板施加保护作用,防止产生裂缝。
(四)大模板的拆除要做到轻起轻放,保护混凝土不被撞击;及时将拆下的模板与周转材料运走,严禁将其堆放在楼板上。避免混凝土结构过早受震动或较大的施工荷载,而形成裂缝。
二、钢筋工程中管线预埋不当产生的楼板裂缝
(一)管线预埋引起裂缝的表现形式
近几年来,在对新建房屋裂缝进行了研究分析的基础上,许多专家都发现裂缝所在位置与出现的时间具有明显的特征,即裂缝多出现于楼板的管线埋设部位。在楼板的板底、板面,如果有裂缝且达到了一定长度,同时比较有规律,大部分情况下,该处都能发现管线,因此楼板裂缝的产生原因,很大程度上来源于管线埋设不当。
(二)原因分析
不管是PVC管,还是金属管,如果在某一区域有过多的管线,该区域就会大大降低钢筋与混凝土的粘结度,从而导致现浇混凝土的粘结度被严重影响,最终使得现浇混凝土楼板在混凝土成型后由于应力不均匀,而出现不规则裂缝。再加上施工中,人为或机械的碰撞,在一定程度上加剧了裂缝的形成。甚至有些裂缝是沿着预埋管走向出现裂缝。预埋管线,尤其是多根管线集散处使截面砼受到的削弱力更多,导致应力集中,从而极易出现裂缝。
(三)预埋管线处的裂缝防治
预埋管线的数量过多在所难免,遇到管线较粗,或者有多根管线的集散处,应有针对性地增加与线管垂直的短钢筋网,加强混凝土的粘结度,以防止裂缝的产生。
三、混凝土养护不当产生的楼板裂缝
(一)养护时机的把握
混凝土完成浇筑后,养护时机的把握对于混凝土的强度具有很重要的影响作用。如果养护过早,会对其胶结能力造成影响;而如果养护过迟,又会导致楼板砼受风吹日晒,而使得混凝土楼板的游离水分蒸发速度过快。如果水泥缺乏必要的水化水而使得体积急速收缩,在混凝土早期强度还较低时,不具备抵抗这种应力的强度,而产生裂缝。
(二)养护方式的选择
混凝土的养护方式选择也非常关键,冬季和夏季,昼夜温差比较大,如果养护不当很容易使得楼板产生温差裂缝。所以,针对不同的温度,要采取合适的养护方式,气温较高时,浇水养护是保证砼成型的关键,在砼浇捣时要在砼上覆盖塑料薄膜或麻袋,对其进行养护,避免其受到强风和暴晒。如果选用薄膜养护,则可以选用一次性材料,将全部楼板覆盖,并保证塑料薄膜内始终有凝结水,后续工序要保证塑料薄膜不被破坏。在养护期内,如果砼的强度不够,在后续的施工中,一旦遇到重物的冲击,很容易使得板面出现裂缝。另外,容易造成裂缝产生的原因还包括温湿度条件,混凝土的保温措施也具有一定的保湿作用。然而在实际施工中,常常为了赶工期和浇水,而对弹线和施工人员作业产生不利影响,所以楼面砼会出现缺乏充足水分的情况,而造成养护时间的延长。所以,施工过程中,必须保证覆盖麻袋或草包,进行为期一周的保湿养护工作。
四、后浇带后施工缝造成的板面裂缝
有些工程项目在施工过程中,后浇带的施工没有按照设计图纸进行,如出现施工未留企口缝,板的后浇带或施工缝没有支模板,而导致斜坡搓的出现,疏松混凝土未彻底凿除等,都是造成楼板出现裂缝的原因。所以,要尽可能地不在楼板上留置施工缝,同时保证位于同一水平面的混凝土楼板一起浇筑,如有特殊情况而不得不留置施工缝,或设计中明确要求留置后浇带的,施工时要注意以下几点:
(一)对于已经硬化的混凝土表面,在其上浇筑混凝土之前,要先将表面上松动的沙石和软弱混凝土层清除干净,同时加以凿毛,并用水清洗干净保持湿润,最后要及时将混凝土表面的残留积水及时清除。
(二)浇筑混凝土前水平施工缝应先用水泥砂浆进行铺层,其配合比与混凝土内的砂浆成分一致。
(三)浇筑起点为施工缝,下料时要避免直接靠近缝边。同时要做好施工缝接缝的捣实工作,确保其能紧密结合。
五、结语
裂缝因素 第9篇
1 裂缝性潜山稠油油藏特征
以位于渤海东部海域的某区块X为例, 该区块属于长期遭受风化剥蚀的古地貌潜山, 发育南北两个高点, 属于中生界侵入体共有9口井钻遇。根据9口井的岩心、壁心、岩屑观察, 结合薄片鉴定、全岩分析和元素分析等研究成果综合分析, 区块X中生界侵入体是一套酸性花岗岩侵入体, 主要由花岗岩主体和少部分填充的基性岩脉两部分组成。基性岩脉比较致密, 储层全部为花岗岩储层。花岗岩以花岗闪长岩和二长花岗岩为主 (如图1) 。
中生界花岗岩潜山属裂缝孔隙性储层:储集空间具有双重介质的特点, 储集空间分为孔隙型和裂隙型两大类, 研究发现储集空间组合类型以裂缝-孔隙型为主, 次为裂缝型。孔隙型储集空间主要包括碎裂颗粒粒间孔、粒内溶孔、晶间孔 (图2) ;裂缝型储集空间主要包括构造裂缝、构造-溶解缝、收缩缝等等 (图3) 。随着深度的加深, 裂缝发育程度变低, 风化、淋滤作用减弱, 储层发育程度变差, 从而沿潜山面形成了一套比较稳定、连续的孔隙型、裂缝孔隙型储层。
中生界地面原油性质:地面原油密度 (20℃) :0.948~0.991 g/cm3;地面原油黏度 (50℃) :146.7~1 306.0 m Pa·s;胶质沥青质:14.8%~37.7%;含蜡量:0.22%~4.54%;含硫量:0.24%~0.62%;凝固点:-28~+4℃。根据取样分析结果, 区块X中生界地面原油性质为重质油, 具有胶质沥青质含量高、含蜡量高、含硫量低、凝固点低等特点。
地层原油性质:地层原油密度:0.921~0.968g/cm3, 地层原油黏度:104.4~204.7 m Pa·s, 体积系数:1.051~1.078, 溶解气油比:15.2~30.0 m3/m3, 地层压力:11.347~13.400 MPa, 饱和压力:5.960~10.440 MPa, 地饱压差:0.907~5.440 MPa。地层原油性质为稠油, 具有地饱压差小、溶解气油比低的特点。
2 裂缝性潜山稠油油藏产能计算方法
2.1 裂缝性潜山稠油油藏渗流特点
在生产开采过程中, 裂缝性潜山稠油油藏表现出许多不同中高渗储层的生产特性, 同时实验室实验结果也表明该类储层不同于中高渗介质的渗流规律。
一方面, 在致密油气藏开发过程中, 随着地下流体的不断采出, 储层岩石所受有效应力增加, 岩石孔隙、喉道、裂缝发生变形, 岩石的孔隙度、渗透率随之降低, 这种现象就是储层应力敏感性。由裂缝应力敏感实验结果分析, 储层裂缝岩石渗透率与有效应力之间有较好的相关关系, Pedrosa于1986年提出了渗透率变异模型[7]:
对式 (1) 积分得到渗透率随压力变化的表达式
式 (2) 中:α为介质变形系数, 10 MPa-1;k为油层渗透率, μm2;k0为油层原始渗透率, μm2;p为油藏压力, 0.1 MPa;p0为油藏初始压力, 0.1 MPa。
另一方面, 稠油与常规稀油不同, 由于其黏度高、分子量大、极性强, 原油与岩石界面及原油之间界面的相互作用力大, 导致稠油油藏的渗流是具有启动压力梯度的非达西渗流, 启动压力梯度是原油能否渗流的门槛值。稠油在多孔介质渗流时, 只有当驱动压力梯度超过初始启动压力梯度时, 稠油才开始流动。考虑稠油可流动性的渗流方程[8]:
式 (3) 中, v为渗流速度, cm/s;μ为稠油黏度, m Pa·s;G为启动压力梯度, 0.1 MPa/m。
2.2 裂缝性稠油直井产能公式
潜山裂缝性稠油油藏物理模型假设条件: (1) 圆形定压油藏边界中的一口垂直井稳定生产; (2) 油层等厚, 各向同性; (3) 考虑稠油可流动性和介质变形的影响; (4) 忽略毛管力和重力作用的影响。
流体满足的渗流模式为:
对于稳定渗流过程其产量为:
将公式 (4) 带入公式 (5) , 进行一系列化简整理得到
式 (6) 中, Q为产油量, cm3/s;h为油层厚度, cm;pw为井底压力, 0.1 MPa;re为油藏边界半径, cm;rw为井筒半径, cm。
当渗流过程不考虑启动压力梯度的影响时, 即G=0, 则只考虑介质变形的情况下直井的产能公式化为:
3 裂缝性潜山稠油油藏主要影响因素分析
3.1 不同原油黏度
计算不同原油黏度下的原油产量, 绘制曲线, 其结果如图4所示, 从图4中可以看出, 在油藏其他条件不变的情况下, 黏度比较小时, 油井产油量随原油黏度的增大迅速减小;黏度较大时, 产量递减速度明显变慢。由此可见, 产量对原油黏度很敏感, 尤其是低黏度是, 黏度一增加, 渗流阻力迅速增大, 产量迅速减低。
利用数值模拟的方法, 计算不同黏度大小 (50m Pa·s、100 m Pa·s、150 m Pa·s、200 m Pa·s、250m Pa·s) 对产能的影响, 计算结果如图5所示。从图5中可见, 在油藏其他条件不变的情况下, 黏度越小, 初期产能越大, 但油井产能下降的幅度也越大;随着黏度的增加, 油井产能迅速减小。
3.2 裂缝发育特点对产能的影响
根据区块X裂缝性储层中天然裂缝的性质, 可得该区裂缝发育, 岩心宏观裂缝线密度统计2.2~8.7条/m, 裂缝开度一般为1~100μm, 以微裂缝为主。计算不同裂缝开度和密度情况下, 油井产量的大小, 如图6所示。
由图6可见: (1) 油井的产能随裂缝开度的增加而增大, 当裂缝开度小于40μm时, 油井产量较小;裂缝开度大于μm后, 油井产量随开度成指数增长; (2) 裂缝密度对油井产能的影响与裂缝开度相关, 开度较小时, 密度影响也较小, 随着开度的增大, 裂缝密度影响大幅度增加。
3.3 地层原油可流动性对产能的影响
根据前文可知, 裂缝性稠油油藏中基岩中原油流动能力可用启动压力梯度大小来判定, 基岩内启动压力梯度越大, 则基岩内原油越难流动, 分析启动压力梯度对产能的影响, 如图8所示。
由图7可知, 启动压力梯度越大, 基岩流体流出越小, 且成直线下降, 启动压力梯度对产能的影响很明显。当启动压力梯度较大时, 产能为零, 基岩内流体无法流出, 因此在生产过程中需要增大生产压差, 基岩中流体才能流出, 同时增大压差, 地层压力下降导致储层裂缝闭合, 因此需综合考虑设置合理生产压差。
利用数值模拟方法分别对基岩供液和不供液的情况进行模拟, 模型同上, 计算结果如图8所示, 可见基岩在供液和不供液情况下, 初期产能都很大, 说明初期主要为裂缝向井筒供液, 因此相差不大;但若基岩不向井筒供液时, 油井产能迅速下降, 无原油供给, 产量很小, 而基岩向裂缝供液时, 油井产能下降较缓。从累产量曲线可见, 若基岩不向裂缝供液, 油井的累产量很小, 因此充分考虑基质原油的可流动性是非常有必要的。
4 结论
(1) 裂缝性潜山稠油油藏渗流规律与常规中高渗油藏不同, 一是裂缝存在应力敏感效应, 二是原油黏度大, 流动能力差, 偏离达西定律, 存在启动压力梯度门限。
(2) 针对裂缝性潜山稠油油藏特点, 建立了考虑裂缝应力敏感性和稠油可流动性的产能计算公式, 得出产能随黏度的增加成指数减小。
(3) 油井的产能随裂缝开度和裂缝密度的增加而增大:裂缝开度较大时, 油井产量随开度成指数增长;裂缝密度对产能的影响与开度有关, 开度较小时, 密度影响也较小, 随着开度的增大, 密度影响大幅度增加。
(4) 基质孔隙内原油的可流动性可利用启动压力梯度判定, 启动压力梯度越大日产量越小;若裂缝性油藏基质原油不可流动, 则油井产量下降很快, 产量很小, 因此充分考虑基质原油的可流动性是非常有必要的。
参考文献
[1] 李传亮.裂缝性油藏的应力敏感性及产能特征.新疆石油地质, 2008; (1) :72—75Li C L.Stress sensitivity and productivity of fractured reservoirs.Xinjiang Petroleum Geology, 2008; (1) :72—75
[2] 肖驰俊.潜山裂缝性油藏应力敏感性研究.内蒙古石油化工, 2010;36 (13) :128—130Xiao C J.Study of stress sensitivity in buried hill fractured reservoirs.Inner Mongolia Petrochemical Industry, 2010;36 (13) :128 —130
[3] 吴淑经, 张锐.稠油非牛顿渗流的数值模拟研究.特种油气藏, 1999;6 (3) :25—28Wu S J, Zhang R.Study of numerical simulation on non-Newtonian percolation of heavy oil.Special Oil&Gas Reservoirs, 1999;6 (3) :25 —28
[4] 田冀, 许家峰, 程林松.普通稠油启动压力梯度表征及物理模拟方法.西南石油大学学报 (自然科学版) , 2009;31 (3) :158 —162Tian J, Xu J F, Cheng L S.The method of characterization on and physical simulation on threshold pressure gradient for ordinary heavy oil.Journal of Southwest Petroleum University (Science&Technology Edition) , 2009;31 (3) :158—162
[5] 王子强, 张代燕, 杨军, 等.普通稠油油藏渗流特征实验研究——以新疆油田九_4区齐古组油藏为例.石油与天然气地质, 2012;33 (2) :302—306Wang Z Q, Zhang D Y, Yang J, et al.Experimental study on percolation characteristics of ordinary heavy oil reservoirs:a case study from the Qigu Formation reservoir in Nine 4 Block of Xinjiang oilfield.Oil&Gas Geology, 2012;33 (2) :302—306
[6] 孙建芳.胜利油区稠油非达西渗流启动压力梯度研究.油气地质与采收率, 2010; (6) :74—77Sun J F.Threshold pressure gradient study of non-Darcy flow of heavy oil reservoirs in Shengli oilfields.Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2010; (6) :74—77
[7] Pedrosa Jr O A.Pressure transient response in stress-sensitive formations.SPE California Regional Meeting.Society of Petroleum Engineers, 1986
裂缝因素 第10篇
1 混凝土裂缝成因分析
混凝土裂缝影响因素较多,其中不乏设计方面的因素,但主要是施工过程中受到不同因素影响所致。我们应认真分析混凝土裂缝成因,从设计、配料、施工、环境等因素组成的控制链条入手(见图1),采取综合措施以切实解决混凝土裂缝问题。
1.1 设计问题
混凝土强度通常受到混凝土孔隙率的影响,越大的孔隙率意味着混凝土浇筑体强度越低,同时渗透能力越低。部分设计人员盲目遵循这一规律,偏重于高强度混凝土,水泥用量明显提升,导致浇筑体收缩开裂。为了保证混凝土流动性,以满足泵送施工需求,需要掺入外加剂以及矿物掺合料,导致混凝土体积稳定性相对较差,收缩较为严重,容易开裂。此外还包括断面突变导致应力集中所引起的构件开裂、预应力施加不当导致构件开裂[1]。
1.2 材料问题
1)集料中含泥量过大,混凝土收缩过于严重。主要表现为间断级配不合理,级配不良,收缩增大而引起开裂问题。2)骨料粒径偏细,针片含量较高,单方水灰用量明显增多,因此收缩量也随之增大。3)未合理选用掺合料或者外加剂,或者用量不当,导致混凝土严重收缩。
1.3 配合比不当
主要表现在水泥等级以及水泥品种选用不当;配合比设计中水胶比或者水灰比不当;单方用水量以及水泥用量偏大,体积越大则意味着坍落度越大,则浇筑体收缩越严重,出现裂缝的几率也更高。此外水灰比、砂率选择不当容易引起和易性偏差问题,出现混凝土离析、保水性不良以及泌水现象,同样容易出现裂缝[2]。
1.4 施工与养护问题
1)混凝土浇捣作业中存在插入不当或者振捣不密实等问题,过快抽撤振捣棒、漏振以及过振等问题,均会对混凝土浇筑体均匀性以及密实性造成不良影响,导致裂缝出现。2)搅拌时间过长、未充分搅拌,或者拌合后的混凝土浇筑间隔过长,均有可能出现裂缝。3)未妥善处理接槎部分,或连续浇筑时间过长,容易出现裂缝。4)混凝土高空浇筑作业时受烈日曝晒、较大风速影响,收缩值增大,容易开裂。5)水化计算不准,保温工作以及降温工作未做好,导致浇筑体内外温差过大,内外应力差异较大而引起裂缝问题。
2 混凝土裂缝控制的综合措施
2.1 设计对策
1)“抗与放”。混凝土设计不仅要充分考虑浇筑体承载性能,同时也应顾及变形作用因素。一般来说,大体积混凝土施工中,处理温度收缩应力所引起的裂缝问题是质量控制的重点。变形作用导致的内应力可充分结合结构实际情况,通过“抗与放”的方式加以解决。对于地下工程以及保温工程,应考虑到施工期间温差以及湿度差异较大的问题,而在结构封闭或者回填土后其温差以及湿度差相对较小,所以在设计过程中可遵循“先抗后放”的原则,利用后浇带法以及“跳仓法”进行处理[3]。2)利用滑动层降低约束应力。结合工程平面布置来降低约束度,在岩石基础、旧混凝土基础上加装滑动层,但凡柔性防水层皆可作为滑动层,例如低弹性模量的抹灰层、沥青砂垫层以及筏式底板的碎石垫层等等,此类滑动层具有软化约束效应,可发挥一定隔离作用,减少温度应力。3)结合环境状况合理选择相应强度的混凝土。一般来说,普通混凝土具有良好的韧性,其收缩值以及水化热相对较低,因此用于正常环境中具有颇为满意的耐久性。但限于部分工程建设需求,施工过程中需要使用高强混凝土,则需要结合实际条件实施相应操作,包括提高掺合料用量、降低水泥用量,基于混凝土后期强度延长混凝土浇筑体养护时间、加装构造配筋等等。高强混凝土施工过程中应合理控制强度指标,避免强度偏高引起水化热降温不良,导致外窄内宽问题。
2.2 材料对策
合理选择外加剂和掺合物,尽量控制水化热以及收缩变形。一般来说高强混凝土应加以高效减水剂,普通混凝土可掺入普通以及中效减水剂。应结合混凝土抗拉性能这一指标,合理选择级配,例如砂石骨料的选择方面应对中、粗砂粒径予以认真考虑,并对粉料含量以及含泥量予以严格控制。大体积混凝土应充分利用60 d或者90 d强度。新型材料对比收缩试验应在自然养护环境下开展;定期检查称量装置,保证外加剂称量工作准确无误;应对自动控制设备实施检查和维护,以免受环境因素或者作业损耗影响而出现问题,保证设备稳定性。混凝土搅拌站也应定期开展强度统计分析,尽量减少变异性。按照结构部位不同来确定掺合料的用量,一般情况下最高用量在40%[4]。
2.3 施工对策
1)混凝土出机温度以及浇筑温度的控制。控制出机温度以及浇筑温度有利于控制混凝土浇筑体总温升,降低内外温差值。一般情况下水和砂石是影响混凝土出机温度的主要因素,水泥影响较小。所以作业过程中应尽量遮阳覆盖砂石料,并加水拌合,采用洒水降温或者草袋包裹的方式控制输送管道温度。2)合理选择浇筑方案。可通过分段分层踏步式推进浇筑法以及分层连续浇筑法来开展大体积混凝土浇筑作业,若浇筑工程量以及浇筑面积较大,浇筑能力不足,一次连续浇筑层厚度较小,建议以分段分层踏步式推进浇筑法为主;常规混凝土工程项目采用分层连续浇筑法即可。3)混凝土养护。应结合施工环境以及施工季节差异性来做好保温保湿等养护工作,尤其是早期养护工作,应充分利用草袋保温、应用养护剂、覆盖塑料薄膜等方式予以保护,浇灌1 h~3 h后应开展两次抹压作业,应对混凝土坍落度予以严格控制,均匀振捣,切忌出现过振或者漏振的问题。混凝土浇筑应避开阴雨天气,不可现场加水,浇筑完成后应尽早回填。
2.4 环境对策
应充分考虑施工季节、温湿度变化以及环境气候因素对混凝土变形收缩性能所带来的影响,做好防风工作并严格控制混凝土浇筑体坍落度,密切关注气象报告,选择在低温环境下浇筑混凝土;夏季炎热天气里进行混凝土浇筑作业时应充分做好降温工作,而浇筑时间也应集中在早晨、傍晚或者夜间。
3 结语
混凝土裂缝是工程施工中普遍存在的一个问题,其不仅会影响混凝土浇筑体强度,降低建筑物抗渗性能以及使用功能,同时也会导致钢筋锈蚀、材料耐久性降低以及混凝土碳化问题,导致建筑承载能力有不同程度下降。我们应认真研究混凝土裂缝成因,采取针对性措施加以处理,确保混凝土浇筑质量与工程结构性能。
参考文献
[1]熊建波,邓春林,徐兆全,等.海港重力式码头胸墙和面层混凝土裂缝控制[J].中国港湾建设,2014(4):30-33.
[2]苏基文.路桥施工中混凝土裂缝控制的综合分析[J].商品与质量,2015(22):255-256.
[3]刘华东.基于建筑工程技术设计下的混凝土裂缝控制[J].城市建设理论研究(电子版),2014(20):247-248.