混凝土裂缝论文大全11篇

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钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一，现浇混凝土楼板裂缝是公认的建筑施工中最难解决的问题之一，这些裂缝不仅影响建筑物的美观，而且影响建筑物的使用功能，大大降低了房屋结构的耐久性；破坏结构的整体性、降低其刚度；引起钢筋腐蚀。因此如何解决这种常见的混凝土裂缝，是设计者和施工者都不可忽视的问题。

一、裂缝表现

斜向裂缝：多分布在房屋外墙转角所在房间的楼板上，裂缝一般成45o斜向，有时一只角同时出现两条裂缝，裂缝基本上为上下贯通。如某七层框架商住楼工程，结构总长度约为100m，设有两道温度缝，其基础一侧为条形基础，其余为独立承台基础。在工程交接时后两个月左右突然发现在靠其中一条温度缝的一跨柱角楼板有45。裂缝，从三层至六层楼板每层均有3条，但均未贯穿楼板。

纵横向裂缝：主要表现为纵横向裂缝。如某教学楼，其现浇钢筋混凝土楼板大面积出现宽度0.1－0.3mm不等的纵横向裂缝。

表面龟裂:此类裂缝主要表现在施工过程中产生的裂缝，容易控制与处理。如某在建工程，因板面面积大，在晚上浇混凝土，第二天早上派人浇水，但前面浇，后面就干掉，到中午时板面出现龟裂缝，用肉眼可辩识。

二、混凝土楼板裂缝产生的原因

1.混凝土组成材料的影响

(1)水泥方面的影响：水泥的收缩值般取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。即C3A含量大，细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥，具有较大的收缩，而SO3的含量对混凝土收缩的影响显著。

(2)骨料方面的影响：混凝土收缩随骨料含量的增加而减小，随骨料弹性模量的增加而减小，同时，又随骨料中粘土含量的增加而增大。另外，在预拌混凝土中，其骨料的级配不十分合理也是造成混凝土出现裂缝的主要因素。

(3)混凝土配合比方面的影响：包括单位用水量，单位水泥用量，水灰比，砂率及灰浆比等参数。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量，而用水量的影响比水泥用量大；在用水量一定的条件下，混凝土干缩随水泥用量的增大而增加，但增大的幅度较小；在骨灰比一定条件下，混凝土干缩随水灰比的增加而明显增大；在配合比相同条件下，混凝土干缩随砂率的增大而加大，但增大的幅度较小。

(4)外加剂的种类和掺量方面的影响：掺用化学外加剂会使混凝土收缩有不同程度的增大。掺减水剂用于改善混凝土和易性，增大坍落度时，掺减水剂的混凝土收缩略大于不掺的收缩值；掺减水剂用于减水，提高强度或节约水泥时，掺减水剂混凝土的收缩接近或小于不掺的收缩值。

2.施工方面的原因

(1)水灰比的变化对混凝上强度值的影响十分明显，基本上分别是水和水泥量变动对强度影响的叠加，故此，水、水泥、外加剂的计量变化，将直接影响混凝土的强度。对于大流动性的混凝土，其塑性收缩值为200×l0-4，中等流动性混凝土，其塑性收缩值约为(60～100)×l0-4。表现较明显的是：满足坍落度大、流动性好的泵送条件的泵送混凝土，较易产生粗骨料少、砂浆多的现象，混凝土脱水凝固时，就会较易产生塑性收缩裂缝。

(2)混凝土是由砂、石、水泥等粗细骨料按一定的配合比，经过水化反应而形成的水硬性胶凝材料，如果混凝土材料中的砂、石颗粒级配不好，则浇灌出的混凝土强度将降低，抵抗外界应力的能力也同时减弱，极易造成混凝土裂缝。

(3)施工过程中过分振捣混凝土后，粗骨料沉落，水、空气被挤出，混凝土表面因泌水而形成竖向体积缩小沉落，从而成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，容易形成塑性收缩裂缝。

(4)模板、垫层在浇筑混凝土前淋水不足，过分干燥，浇筑混凝土后，因模板吸水量大，导致混凝土的收缩，产生塑性收缩裂缝。

(5)工程施工中各工种交叉作业，楼面负筋位置的正确性难以得到有效的保证，经踩踏后将令钢筋弯曲、变形，减低了部分板负筋的有效高度，使该位置钢筋混凝土楼板上部抗拉能力大幅降低，从而导致该部混凝土楼板出现裂缝。

(6)浇筑混凝土后过分抹平压光，会使较多的细骨料浮到混凝土表面，形成含水量很大的水泥浆层。空气中的二氧化碳与水泥浆中的氢氧化钙发生作用生成碳酸钙，其化学反应式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H20，于是浇筑硬化后期(56d后)引起混凝土明显收缩，即碳化收缩，导致混凝土楼板出现裂缝。(7)混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水，并大量减少混凝土初期收缩裂缝的产生。过早的养护会影响混凝土的胶结能力；而过迟的养护，混凝土会因受日晒风吹令其表面游离水分过快蒸发，水泥由于缺乏必要的水化水，从而产生急剧的体积收缩(据有关资料反映，当混凝土表面的水分蒸发率超过0.5kg／m2*h时，混凝土体积将急剧收缩)，此时的混凝土早期强度低，未能抵抗该种收缩应力而产生开裂。特别是在夏、冬两季，因昼夜温差较大，养护不当最容易产生温差裂缝。

三、混凝土裂缝的控制措施

(1)优选水泥品种。混凝土结构引起裂缝的主要原因之一是由于水泥水化热的大量积聚致使混凝土出现早期升温及后期降温而产生的温差变化，为此，在施工中可采取一些措施，如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热水泥品种来配制混凝土。

(2)控制材料的使用。根据施工的具体条件降低水灰比，减少水的用量，提高混凝土的密实度，可以减少混凝土的泌水、离析等现象，使混凝土的收缩变形减小。施工时尽可能选用良好的颗粒级配方案，用颗粒级配大的粗中砂来拌制混凝土，严格控制砂、石中的含泥量。另外，还应控制施工工期，尽量不要在高温季节施工，可减少温差应力对混凝土变形的影响。

(3)提高操作水平。加强混凝土振捣，可以提高混凝土的密实性和抗拉强度；加强对混凝土成品的保护和养护，避免温差裂缝的产生；对已浇筑好的混凝土应在浇筑后lO到12小时内及时做好浇水养护，以使混凝土有足够的湿度保持水化反应，并且连续养护日期一般不少于半个月。这样，不仅有利于混凝土在规定龄期内达到设计要求的强度，而且还可以在养护时降低混凝土的表面温度，减少混凝土内部的约束作用，防止收缩裂缝的产生。

(4)控制钢筋位置。在绑扎构造钢筋时为防止钢筋走位，可以用一些技术措施进行控制，从而有效地控制和减少板面裂缝的发生。

四、混凝土裂缝处理

依据混凝土裂缝宽度，深度以及扩展情况，采取不同的处理方法。

(一)对于浅表面裂缝(沉缩裂缝，干缩裂缝)，缝宽小于0.5m，可用下列方法：

1.裂缝表面清理干净，用水泥浆刮抹。

2.稍深一些的裂缝，沿裂缝凿去薄弱部分，用水冲洗后，用1：2水泥砂浆修补。

(二)裂缝较深(10mm以上)

1.注射环氧树脂黏合剂。注射前，用电吹风吹干裂缝，然后用注射器把黏合剂缓慢注入，至全部充满。

篇（2）

近年来，伴随着城市化建设和现代工程技术的蓬勃发展，现浇钢筋混凝土结构的建筑在各种规模城市得到了广泛应用。与此同时现浇楼板解决了以往工程中预应力空心板拼缝纵裂缝的质量通病，加强了结构抗震性能，但在现浇钢筋混凝土楼板的施工中也遇到不少新的问题。现浇结构楼板的裂缝，就是其中比较常见且又难以解决的工程实际问题之一。针对这个质量通病，根据多年来的实践施工经验和教训，对其形成原因及控制作一下简要分析。

1现浇混凝土楼板裂缝原因分析

现浇楼板产生裂缝的原因很多，可以从设计、混凝土原材料和施工条件这三方面来归纳分析。

1.1设计方面

从住宅工程现浇混凝土楼板裂缝发生的部位分析，最普遍的是房屋四周阳台处的房间在离开阳角1m左右,即在楼板配置的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼板斜角裂缝，这在现浇楼板任何一种类型的建筑中都普遍存在。主要是混凝土的收缩特性和温差沉降等作用所引起，并且越靠近最顶层处的楼板往往越大。从设计角度看，现行设计规范侧重于强度，对温差和混凝土收缩特性等多种因素综合考虑不足，配筋构造量达不到要求。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梁约束，限制了楼板的自由变形，因此在温差和混凝土收缩变化时，楼板在配筋薄弱处首先一裂，产生45度左右的斜角裂缝。虽然楼板斜角裂缝对结构安全使用没有影响，但在有水源的情况下产生渗漏缺陷，易引起住户投诉，是裂缝防治的重点。

1.2混凝土原材料质量方面

材料质量问题引起的楼板裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好，应严格控制原材料质量和配合比，避免材料不良引起的裂缝。

1.2.1水泥。水泥水化热是混凝土产生温度应力的主要因素，宜选择中热或低热的水泥品种，严禁使用安定性不稳定的水泥，因水泥中含有生石灰或氧化镁，这些成分在和水化合后产生积膨胀，产生裂缝。

1.2.2如果骨料中含泥量过多，则随着混凝土的干燥，会产生不规则的网状裂缝。

1.2.3碱-骨料反应：混凝土在固化以后，其内部所含的碱与其砂、石骨料中所含的碱活性物质将发生一种化学反应。化学反应以后将产一种胶凝物质，而此种胶凝物质吸收水分会发生膨胀，尽管这一过程比较缓慢，但最终将造成混凝土楼板的裂缝。

1.2.4水灰比、塌落度过大，或使用过量细砂。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水泥等胶凝材料计量变动对强度影响的叠加。因此，水、水泥、外掺混合材料外加剂溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的细砂配制的混凝土收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而产生裂缝，泵送混凝土为了满足泵送的条件：塌落度大，流动性好，易产生局部粗骨料少，砂浆多的现象，此时，混凝土脱水干缩时，就会产生表面裂缝。

1.3施工条件方面

1.3.1在现浇混凝土楼板中，我们还常常发现一种沉陷裂缝。产的原因：由于模板支撑刚度不够，梁板支撑刚度差异或模板挠度过大，在荷载作用下变形沉陷；其次是施工过程中的过度震动使支撑刚度变异部位多次发生瞬间相对位移，或者在混凝土还未获得足够强度之前就过早地拆模。

1.3.2目前大型和高层建筑施工中，利用跨度较大的施工现浇楼板通过竖向支撑变为短跨受力状态，达到早拆模板的支撑体系，以便提高模板利用率的目的。通过大量工程实践证明，早拆模会出现断断续续的细小裂缝，在个别位置有的细小裂缝十分明显。

1.3.3施工中未能及时测定混凝土强度，模板在拆除前应对相应部位混凝土的同条件试块进行抗压强度试验，混凝土强度达到28天设计值时才能拆除模板，而实际施工中，往往人为地规定混凝土的拆模时间，不对混凝土强度进行测试，也未进行水泥、粗细骨料品种、外加剂类型等自身特性和气温等环境条件的综合考虑。

楼板施工时，拆模后楼板立刻承受较大的集中荷载，如堆放钢筋、堆放加气混凝土块或空心砖等。这些荷载的集中堆放，超过了控制荷载范围，导致支撑系统负弯矩超过混凝土的开裂弯矩，产生裂缝。

1.3.4针对以上问题应采取的措施

模板与支撑系统要有足够的刚度。楼板模板支撑的间距要适宜，使其刚试想与梁的模板刚度不至于有太大的差距。

对于高层及小高层住宅中，对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支，这就需要设计人员或施工管理者在施工过程中在构造上予以配置构造钢筋补充强度，所配置的构造钢筋对应的直径不能过细，间距不能过大。同时也建议设计部门、设计者对边跨支座配筋时按固定端考虑边支点，对该跨跨中及内支座配筋时边支座仍可按简支考虑，并适当增大板边的构造配筋率。在施工中做好上部钢筋的保护作用，以防施工时被踩踏到下部，上部钢筋直径应大于10-12mm，最好采用冷轧带肋钢筋。在房屋角部及柱的四周板面适当配置防45度裂缝的放射构造钢筋。

若想提早拆模，可在楼板混凝土中掺用复合高效减水早强剂，7天强度可达到90％。

对于早期拆模板的支撑系统，应严格控制楼板混凝土的拆模强度和早拆模后楼板上的施工荷载。在资金允许的情况下，宜配两个流水段的早拆模板，以适应小段的流水的作业方式，也有利于适应快速施工中的现浇楼板的工序、工艺的衔接。

2施工管理控制

2.1根据设计方面原因分析，建议业主和设计单位对四周的阳角处楼板配筋进行加强，负筋应由分离式切断，改为沿房间全长配置，并且适当加密加粗。多年来的实践充分证明，凡采纳或按上述设计方法的房屋，基本上不再发生45度斜角裂缝，已能较满意地解决好楼板裂缝中的主要矛盾，效果显著。

2.2商品混凝土已被广泛应用于建筑施工中，它的现场质量控制，直接影响到施工后结构的质量。但由于交通不便等多种原因，从搅拌站装运商品混凝土至施工现场需要较长时间。这样混凝土的塌落度损失很大，夏季高温损失就更大，再加上施工管理不严、常常出现随意向已预拌好的混凝土中加水的现象，严重影响了混凝土拌合物的质量，造成混凝土水灰比增大，混凝土离析，同时增加了混凝土硬化，浆体的空隙率增大，削弱了混凝土中水泥和骨料的界面粘结力，为产生混凝土裂缝留下了隐患。

2.3由于施工管理不当，在楼板近支座处的上部负弯矩钢筋绑扎结束后，楼板混凝土浇筑前，部分上部钢筋常被工作人员踩踏下沉，又未得到及时纠正，使其不能有效发挥抵抗外荷载的能力，裂缝就容易出现。

2.4混凝土施工完成后，待强度达到要求方能进行下一道工序的施工。在混凝土终凝初期应避免施工荷载对楼板产生较大的震动。但在抢工期阶段，在混凝土浇筑后第二天就上人上材料进行下道工序施工，而导致混凝土裂缝的产生。

2.5混凝土的养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少混凝土初期伸缩裂缝发生。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，因此楼面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。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养护，并建议采用喷HL等品种和养护液进行养护，达到降低成本和提高工效，并可避免或减少对施工的影响。

结论

现浇混凝土楼板容易出现的非结构性的裂缝虽然是一种常见的建筑质量通病，但经过分析研究和施工总结，已经积累了比较丰富的防裂经验。只要我们加强混凝土楼板的施工工艺的管理，严格按照施工规范、规程操作，就能大大减少混凝土楼板裂缝的产生，从而保证混凝土楼板的施工质量,并能为企业赢得良好信誉。

篇（3）

由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命等。因而防止楼板开裂已经成为大家共同关心的课题，本文试从施工的角度出发，探讨楼板裂缝产生的原因以及防治措施。

一、楼板裂缝的开展大多有以下几种情况

（一）裂缝在板面沿楼板支座边300mm范围内平行于支座开展，甚至板的四周都出现裂缝并且连续；

（二）在板角处裂缝与相邻两支座成45度角展开；

（三）与施工井架位置相接的楼板常出现裂缝。

这些裂缝大多在工程竣工后一段时间才被发现，往往这时楼板还几乎没有使用荷载。有时裂缝宽度在水泥沙浆找平层表面被放大了，实际上在混凝土楼板的裂缝宽度大多在0.3mm以下，裂缝的深度在15mm左右。

二、楼板裂缝的原因主要有以下几种

（一）干缩裂缝

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、骨料的性质和用量、外加剂的用量等有关。硬化混凝土在约束条件下的干缩是楼板产生裂缝的一个比较常见的原因。水泥的水化或混凝土中水分的蒸发会引起混凝土干缩。此外，楼板混凝土的收缩也受到结构的另一部分（如混凝土梁、柱）的约束而引起拉应力，拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土将会产生裂缝，并且能够在比开裂应力小得多的应力作用下扩展延伸。

（二）塑性收缩裂缝

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。

（三）支撑沉陷裂缝

新浇混凝土楼板容易在模板、支撑变形的情况下产生裂缝。由于支撑的刚度不足或梁板支撑刚度差异较大，在荷载作用下变形沉陷，施工期间的过度震动使支撑刚度变异部位多次瞬间相对位移以及过早拆模等等都可能使混凝土在发展足够强度以支撑其自身重量之前产生裂缝。沉陷变形也是混凝土楼板裂缝开展的另一个常见原因。

（四）温度裂缝

混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。

（五）化学反应引起的裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。

就施工因素来说，楼板的模板、支撑变形或沉陷，混凝土的制作和捣实工艺等许多方面的施工质量问题以及缺乏养护都会增加产生裂缝或引致裂缝发展的可能性。因此，裂缝的发生和延伸开展与混凝土内在的特性和多种施工因素可能同时存在某种关系。也就是说，同一条裂缝的开展往往由多个原因所造成。

三、针对裂缝产生的原因，在施工因素方面采取相应措施，以减少楼板裂缝的产生。为此，在混凝土施工中，在工序和工艺方面应当注意下列几个问题

（一）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量，混凝土应使用设计允许的最小水泥用量和能满足和易性要求的最小用水量，设备允许情况下，不要用过大的塌落度。使用各种外加剂时要注意，尽量不要选用增加混凝土干缩的外加剂；选择合适的水泥品种，使混凝土收缩减少，凝固时间合适；混凝土内砂石水泥的级配力求最优。（二）浇筑混凝土之前，将模板浇水均匀湿透。

（三）模板及其支撑系统要有足够的刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。楼板模板支撑的间距要适宜，使楼板模板刚度与梁模板刚度不至于相差太大。在与施工井架相接的或施工运输频繁经过的楼板模板中适当加强模板支撑系统。

（四）了解预拌混凝土的级配情况，对某些级配的混凝土，不要过度振捣楼板混凝土，过度的振捣会使混凝土产生离析和泌水，使混凝土楼板表面形成水泥含量较多的沙浆层和水泥浆层，容易产生干缩裂缝。由于一般楼板的厚度不大，使用平板振动器匀速拖过一次就可使楼板的混凝土成型密实。要在混凝土沉淀收缩基本完成后才开始楼板的最终抹面。

（五）在楼板的混凝土施工完成后，要等楼板混凝土有一定的强度后才进行下一道工序的施工。在混凝土终凝初期应避免施工荷载对楼板产生较大的震动。特别是与施工井架相接的楼板，其混凝土施工完成是最后的，而上施工荷载受震动是最早和最频繁的。有些施工单位为了抢工期，在楼板混凝土捣制完成后第二天就上人上材料进行下一道工序施工，往往导致这位置的楼板多处产生裂缝。

（六）施工期间不要过早拆除楼板的模板支架，且要注意拆模的先后次序。必要时可在拆除模板后在适当位置上安装回头顶。施工机具和材料不要集中堆放在一块楼板上，避免造成较大的荷载使还未达到强度的混凝土楼板产生裂缝。

（七）了解预拌混凝土的收缩曲线，加强混凝土养护，保持混凝土楼板表面湿润。在常温下养护不少于两周，特别是在混凝土终凝初期，要严格按要求进行浇水养护。养护期后，在施工期间特别干燥的时候也应进行浇水养护。

四、裂缝的处理

修补前需要对楼板裂缝进行检测与研究以确定裂缝部位、开裂程度和裂缝产生的原因等。根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以及仿生自愈合法等。

五、结束语

楼板裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土楼板裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献：

[1]钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社，1999.2.

[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土，2002.5.

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混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构形式等原因。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，又会在混凝土内部出现拉应力，气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也可能导致裂缝出现。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在素混凝土（方块）内如果结构出现拉应力，须依靠混凝土自身承担。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到稳定温度时间短，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。

一、温度应力的分析

1.根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：

（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷却以后的时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

2.根据温度应力引起的原因可分为两类：

（1）边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，混凝土方块结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

（2）结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如方块的榫槽。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

3.在的施工中，为了提高模板的周转率，往往要将方块尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。早期拆模，在方块表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险.

加筋对大体积混凝土方块的温度应力影响很小，因为加入方块的混凝土中的含筋率极低。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7-15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100-200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。

混凝土方块内约束

混凝土块体自身质点之间的约束：大体积混凝土方块在温度变化过程中，块体内温度分布是不均匀的。块体表层散发快，表层温度接近外界气，而内部积聚的水化热不易散发，使块体内部温度明显高于表层温度，内、外温差不一致，使表层混凝土收缩受到里层混凝土的约束而产生拉应力。

外约束作用越大，相应的温度应力愈大；内约束产生的温度应力与块体内、外温差愈大，温度应力也愈大。如果二者产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度混凝土都要出现裂缝。方块A、B、C水泥用量少，水化热小，且方块A底部无外约束，所以方块A不产生裂缝。方块B、C底部有外约束，当外约束产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度就出现裂缝，因此方块B、C在榫槽处有时出现裂缝，方块D和卸荷板因有抗冻要求，强度等级高，水泥用量多，水化热大，且都有外约束（方块D在底部榫糟处，卸荷板在预留孔处），所以方块D和卸荷板出现的裂缝比B、C明显。

外约束

混凝土浇注后，温度逐渐下降，块体也随之收缩。但是在块体底部（与底胎上的榫相互作用，块体收缩受到榫的约束，从而在块体内部产生拉应力。该拉力在混凝土方块的底部最大，一旦产生裂缝也是从底部开始，随着收缩的增加和温度应力的增大，裂缝将向上延伸，有时贯穿整个块体。》

改进预制混凝土大方块产生裂缝的措施：

为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

1.控制温度的措施如下：

（1）采用改善骨料级配，砂选用中粗砂，含泥量小于3%，清除泥土和石粉，级配要好，从而可能提高混凝土自身的强度，相对可以减少水泥用量，对克服温度裂缝有好处。

（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；

（3）浇注混凝土大方块时，按规定掺加10-100kg/块块石，有助于克服裂缝；

（4）减小混凝土浇注的分层厚度，在条件允许时减缓混凝土浇注速度，以不出现冷缝为原则。热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；

（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；

（6）在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力.

（7）在原有吊装孔基础上增加预留孔，大方块浇注完毕养护时期，吊装孔和预留孔内的养护水由于水泥水化热而造成温度升高，为此，每隔2-3小时孔内换一次水，孔内热水沿块体四周流下，既可以降低方块内部的温度，减少混凝土内约束作用。

3.使用减水防裂剂，其特点：

（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这就是表面张力理论。

（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。

（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。

（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水。

（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。

（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.

4.混凝土的早期养护

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

篇（5）

丰乐水库大坝为变圆心变半径的等厚拱混凝土双曲拱坝，坝顶高程211．0m，坝底最低高程157．0m，最大坝高54．0m；坝顶厚2．5m，坝底厚12．5m，厚高比0．23；坝顶弧长216．15m，坝顶弦长168．2m，弧高比4．0，弦高比3．1。大坝沿拱坝轴线分为16个坝块，各坝块宽约12m。拱坝的结构尺寸见表1。

坝顶设有开敞式自由挑流溢洪道，溢流坝段弧长56．1m，堰顶高程204．0m，最大泄量2060m3／s。

大坝于1973年1月开始混凝土浇筑，1976年6月完成大坝混凝土施工，1978年3月大坝横缝重复灌浆结束，至此，拱坝已形成整体结构，具备蓄水运用条件。但因库内公路改线工程未能按期完成，为维持屯溪市至黄山的公路交通，坝内放水底孔一直敞开，水库迟迟不能蓄水。1978年夏季，该地区出现百年不遇的长期高温干旱气候，水库同时处于空库状态，致使坝体长期处于空库＋自重＋温升荷载组合下运行。1978年冬季在左、右岸下游坝面分别出现9条和3条裂缝，后于1986年进行了裂缝灌浆处理。

大坝裂缝分布见图1。图中裂缝编号1～20系1979～1986年间年出现的，其中有12条裂缝即为1978年冬季在下游坝面产生的（左岸9条、右岸3条）；图中未编号的裂缝是1986～2001年间发展的裂缝。

2坝身裂缝及其发展

2．11986年灌浆前下游坝面裂缝状况

由于1978年夏季高温干旱，大坝处于空库状态，而拱坝较薄，拱圈曲率又较大，温度荷载引起拱坝向上游变位，在下游坝面拱座附近产生较大拉应力。1978年5月7日到8月26日，在大坝左岸下游2号坝块195m高程至6号坝块165m高程发现裂缝，裂缝基本上平行于岸坡方向，总长度达80m左右，缝宽达1．0mm；右岸12号坝块175m高程至14号坝块176．3m高程裂缝沿175m高程水平建筑缝延伸29．35m长。1979年初用环氧树脂封堵裂缝，当年10月发现裂缝继续张开并向两端延伸。1979年12月，南京水利科学研究所用超声波对大坝左岸下游拱座附近184m高程裂缝进行探测，裂缝深度大于2．3m，该处坝厚6．9m。

由于大坝裂缝未能及时修补，1979年水库蓄水后至1986年9月，大坝裂缝已发展到20条，总长度达260．8m，在裂缝和横缝相交处，坝面潮湿、渗水，高水位时局部裂缝有喷射水雾现象。1986年冬季用改性环氧树脂进行灌浆，共灌了19条裂缝，共计灌入改性环氧树脂浆液331．2L，灌后缝面不再渗漏，通过超声波检测，大多数裂缝的波幅都有很大程度的提高，有的已接近无缝混凝土的波幅。

2．2坝身裂缝的发展

裂缝灌浆后，大坝运行一直比较正常。从1986年至1994年的观测资料看，左岸坝后裂缝宽度有增大的趋势，但没有发现新的裂缝，已灌浆的裂缝也没有被拉开。

1996年以后，下游坝面陆续发现新的裂缝，下游坝面漏水点增多，至2001年底共发现有40多处漏水点，并拌有白色的氢氧化钙析出，部分裂缝和横缝交叉处漏水，且渗水缝段较长，出现新的裂缝。2001年12月14日检查发现，6号、8号、10号、11号坝块出现水平裂缝或斜裂缝共6条，总长度28．1m。

2．3坝身裂缝的性状

通过1979年和1986年分别由南京水科所和蚌埠水科所用超声波对裂缝进行检测，裂缝最大深度分别为2．3m和2．14m，缝宽不大于1．0mm，2002年初由淮河流域水工程质量检测中心对新、老裂缝进行检测，裂缝宽度为0．05～0．45mm。

从几次裂缝检测结果看，丰乐拱坝下游面裂缝均为表面裂缝。

3裂缝原因分析

3．11978年大坝裂缝分析

3．1．1拱坝体型对大坝变形的影响

丰乐拱坝是等厚圆弧拱，拱坝中心角较大，以196m高程拱圈为例，该层拱圈厚6．1m，拱圈中心半径86．75m，中心角126°。如按目前的扁平拱坝布置，相同坝高处中心角约80°，拱圈中心半径120．25m。可见，在拱圈厚度相同、跨度相同时，丰乐拱坝拱圈弧长比一般扁平拱坝多22．87m，在拱圈受到相同温升荷载的作用时，丰乐拱坝拱圈向上游膨胀比一般扁平拱坝要大的多，而丰乐拱坝有六分之五的坝高段的中心角都大于120°，拱圈膨胀使下游坝面拱座附近产生的拉应力相当大。同时，丰乐拱坝是圆弧拱且中心角较大，造成左、右岸坡梁向上游倒悬度达到1∶0．33，在拱坝自重荷载作用下，左、右岸坡下游将产生0．7～0．8MPa的拉应力，并使拱坝产生向上游的变位。

3．1．2下游坝面温度变化对拱坝应力的影响

丰乐河水在坝址附近由北向南流，拱坝中心线走向为NE18°25′，下游坝面朝南，在夏季高温期间，阳光直射下游坝面。在空库期间，上游坝面一直处在阳光照射不到的坝阴下，由于山区昼夜温差较大，因此上游坝面温度比下游坝面低得多；而两岸坡梁又向上游倒悬，下游坝面接收阳光的热量更多，上、下游坝面温差更大。下游坝面温度高于上游坝面，使岸坡梁向上游变形，在自重和温升荷载作用下，用多拱梁法计算下游坝面的最大拉应力为3．56MPa，该计算结果还未考虑拱坝朝向和实际日照温差的影响。

综上所述，丰乐拱坝受体型及方位的制约，在空库温升条件下运行必然会产生裂缝。实际运行情况是，1978年8月26日在左、右岸坡发现的裂缝，即由上述原因所造成。因受上部拱圈的约束作用，岸坡梁向上游的变形受到限制，所以受拉裂缝没有向坝的深部延伸。

3．2后期裂缝发展成因

丰乐拱坝由15条横缝将大坝分成16个坝块，每个坝块的下游面宽度都小于12m。横缝虽然经过接缝灌浆，但其承受拉应力的能力仍然低于坝身混凝土。从1986年以后坝下游面出现的36条竖向裂缝看，6号坝块和4号坝块中部都各有一条长12m和8m的长缝，其余34条竖缝长1～5m，缝宽0．05～0．45mm，缝深均小于2．0m，以上裂缝大多发生在河床至左岸坝块。从裂缝分布和横缝位置看，因较大的拱圈拉应力可以通过横缝释放，故两横缝之间的坝体混凝土不致被拉裂。

丰乐拱坝下游面朝南，拱冠附近坝体向下游倒悬，两岸是拱座山脊，盛夏高温期，下午2时至3时，坝下游好似大烤箱，行人不能停留，下游坝面温度可达55～60℃。坝体内1．0m深处的混凝土温度达34．6℃，坝面附近的混凝土温度可能达到40℃以上，而夜晚山谷的温度可很快降低到30℃以下，坝面下的混凝土温度则下降较慢，内、外温差可达20℃以上，由此产生的拉应力，可将坝面混凝土拉裂。由于拱坝中心线为NE18°25′，左岸下游坝面日照时间较长，右岸山脊较高，下午四点钟以后，右岸坝下即照不到阳光，因此左岸下游坝面温度应力较大，大坝实际运行也是在左岸坝下出现较多的竖向裂缝。

由上可知，下游坝面后期出现的裂缝多是由坝面的非线性温差引起的表面裂缝。

4日照对坝面温度的影响

《混凝土拱坝设计规范》（SD145－85）在关于边界温度的确定中规定：下游表面年平均温度等于年平均气温加日照影响，下游表面温度年变幅等于气温年变幅加日照影响（约1～2℃）。规范中对下游坝面温度的计算，不管下游坝面是朝南还是向北，日照影响都定为1～2℃，对下游坝面朝北的拱坝可能差别不大，但对于下游坝面朝南的拱坝，其日照影响决不是1～2℃。

丰乐拱坝处的年平均气温为16．4℃，按规范规定计算下游表面温度年变幅为18．4℃，按以上温度荷载，用多拱梁法程序计算，左岸坡梁的拉应力为3．56MPa；而实测的下游坝面内1．0m处混凝土的温度达34．6℃，靠近坝面处混凝土温度会更高，因而丰乐拱坝实际承受的温度荷载应比计算值要大得多，这也是丰乐拱坝前期产生裂缝的重要原因之一。

5预防坝面温度裂缝的措施

在拱坝设计中，可能会遇到下游坝面朝南的中小型薄拱坝，有类似丰乐拱坝这样的问题，如处理不好显然将会在下游坝面出现较多的温度裂缝。这些裂缝虽然不深，但对薄拱坝来说，裂缝切断拱圈的深度占拱厚的比例较大，必然会引起拱圈应力的再分配，也可能在缝端产生应力集中，对拱坝安全造成不利，因此防止坝面出现温度裂缝的问题不可轻视。

从丰乐拱坝实测温度资料及分析可以看出，夏季日照对坝面温度的影响不可忽视。较好的解决办法是在下游坝面贴上保温层，使每天日照高温来不及传到坝面混凝土就到了晚上的降温时间。中国水利水电科学院研究的发泡聚胺脂保温层是较好的保温材料，聚胺脂和混凝土坝面的黏结力为0．1MPa，5～6cm厚的发泡聚胺脂可相当于4．0m厚的混凝土的保温效果，足以阻止日晒高温传至下游坝面，从而使下游坝面温度能长期保持在夏季的平均温度。此外，保温层对冬季气温骤降也有很好的防护作用。

6结语

经以上对丰乐拱坝坝面裂缝的分析可知，其1978年发生的裂缝是1978年夏季高温＋空库＋自重荷载组合引起的，而后期发生的坝面裂缝中的少部分水平缝是由于拱坝应力重分配引起的，大量的裂缝是线性温差和表面非线性温差引起的浅层短小细缝。丰乐拱坝特有的体型及方位布置进一步促使了上述裂缝的产生，应引起足够的重视。

篇（6）

（1）水化热与约束：大体积混凝土在浇筑振捣以后，水泥开始产生大量的水化热，由于混凝上表面散热的影响，混凝土中心温度向表面递减，由温度的不同导致混凝土内外变形不统一，中心混凝土与边缘混凝土变形不一致，因而产生温度应力。由所受约束的不相同而导致产生温度应力大小也不相同。当混凝土抗拉应力不能抵抗温度应力的作用时，结构就会产生裂缝。

（2）地基和老混凝土与约束：当混凝土浇筑在比较坚硬的基岩或老混凝土上时，混凝土浇注初期的水化热升温，产生膨胀，受到岩石或老混凝土的约束，将产生较小的压应力。而当混凝土温度继续下降时，由于基岩或老混凝土对温降引起的收缩变形约束的结果，混凝土块内将出现较大的拉应力，但混凝土块由最高温度降至施工期准稳定温度场，需要经历很长的时间。在这种约束当中，比较危险的情况是：当基础块混凝土，在早龄期遇到气温骤降，在混凝土块表层，首先出现表面裂缝，而在后期混凝土块继续降温过程中产生的拉应力，使表面裂缝不断向纵深发展，因而形成破坏性的深层裂缝和贯穿性裂缝。

（3）温差与约束：在施工期间，外界气温的突然下降会引起混凝土开裂。因为，外界气温下降越多，则内外温差越大，温差越大，温度应力就越大。更本质地说，由于温差大，外部混凝土与中心混凝土的变形差变得更大，变形差越大，结构所承受的变形应力越大，当应力差出现负值时，则会出现裂缝。

（4）混凝土收缩与约束：混凝土的收缩，也是产生裂缝的重要原因。由于对混凝土各项性能的特殊要求，实际所需拌合水比水泥水化所需的水要多得多。拌合水中只有约20%的水是水泥水化所必须的，其余的都要被蒸发掉。水分蒸发之后，引起混凝土收缩，当收缩受到约束时，则产生收缩应力，当收缩应力大于当时混凝上的抗拉应力时，则裂缝随之产生。

2．大体积混凝土施工中的裂缝控制对策

大体积混凝土的温度裂缝问题给许多工程带来了一系列的挑战，因此，需要在总结前人经验的基础上继续深入研究。如何防止大体积混凝土的温度裂缝，需要找到其产生的原因和影响因素，找到恰当的对策，采取恰当的措施，做到尽量避免和减少。

2.1合理分缝分块

在大体积混凝土施工过程中，为了有效降低大体积混凝土的内外温差，常采用分块浇筑。分块浇筑又可分为分层浇筑法和分段跳仓浇筑法两种。分层浇筑法目前有全面分层法、分段分层法、斜面分层法3种浇注方案。在时间允许的条件下，可将大体积混凝土结构采用分层多次浇注，施工层之间按施工缝处理，即薄层浇筑技术，它可以使混凝土内部的水化热得以充分地散发，应该注意的是分层浇筑的间歇时间。

2.2降低浇筑温度

要降低混凝土的最高温度和温差，比较直接的措施是降低浇筑温度，但其实施必须拥有一定的条件才能实现，在特大型工程中可能才用得到。降低浇筑温度的具体措施包括[4]：（1）降低原材料温度，如做好水泥散热、骨料浇水冷却和预冷等；（2）采用冷却拌和水与加冰拌和；（3）浇筑前预冷混凝土；（4）减少运输途中的热量倒灌，包括减小运输距离，采用特制的保温罐车，用保温材料包裹混凝土泵送管道等。在大体积混凝土的施工中比较实用的措施是做好水泥散热工作、对骨料浇水冷却、采用冷却拌和水和减小运输距离等。

2.3合理安排施工进度

施工进度对人体积混凝土的温度的变化影响非常明显。特别应该注意的是分次、分层浇筑的间歇时间。在分次当中，若间歇时间过长，则会延长施工工期，另一方面也会使老混凝土对新浇混凝土产生较大的约束，从而在上下层混凝土结合面产生难以发现的垂直裂缝。若间歇时间过短，则正处于下层混凝土升温阶段，表面温度较高，这时覆盖上层混凝土，就会明显地不利于下层混凝土的散热，同时也容易导致上层混凝土升温，就有可能超过混凝土要求的最高温升，从而加大混凝土产生裂缝的可能性[5]。因此，选择上层混凝上覆盖的适宜时间应是在下层混凝土温度己降到一定值时，即上层混凝土温升倒加到下层后，下层混凝土温度回升值不大于原混凝土最高温升。

2.5养护措施

目前，大体积混凝土常用的养护方法是保温隔热法。其中在严寒地区可采用托克托古尔法。采用的表面保温材料包括：保温被、不吸水的泡沫塑料板、聚苯乙烯泡沫塑料板、草袋、砂层保温及喷涂保温层等。在尽量减少混凝上内部温升的前提下，大体积混凝土的养护是一项关键的工作，必须切实做好。养护的主要目的是保持适宜的温度和湿度条件，混凝土的保温措施常常也起到保湿的效果，因此兼收两方面的效果。

综上所述，在大体积混凝土的施工中，采取综合措施进行温度控制与裂缝控制，能提高施工效率、提高混凝土的施工质量，减小劳动力的消耗、降低劳动强度、节省工效、加快施工进度、降低工程造价、具有较高的实用性和经济效益。

参考文献：

[1]蔡正咏，混凝上性能，北京：中国建筑工业出版社，1981.

[2]陈谭生，通过控制大体积混凝土的内外约束限制其开裂，现代道桥技术新进展，2003年.

[3]公路桥涵设计规范，北京：人民交通出版社，1995年

[4]霍凯成，大体积混凝土温控与防裂技术研究，武汉理工大学，硕士论文，2004年

篇（7）

总干4#隧洞位于引黄总干一，二级泵站之间，前连1#出水调压井，后接2#进水调压井，总长1698.92m，为有压输水遂洞，设计开挖断面为圆形，直径D=6.45m，砼衬砌厚度40cm，衬砌后洞径5.60m，由于施工需要，隧洞开挖时断面形成马蹄形，并设置了间距为100m的倒车洞。

隧洞地质条件良好：多为白云岩白云质灰岩属于II、III类围岩，无重大地质构造，地下水不发育（∈3f5.寒武系风山组五段）（CHG2+138~148f2-1和CHG3+9~G3+16f3-1处各有一小断层断层）。

砼浇筑前清基发现，隧洞底部两侧和顶拱局部超挖严重，平均为25cm最大处为80cm。

设计砼浇筑段为12m，施工时采用液压式针梁模板全断面一次衬砌，设计环向钢筋为Φ22，纵向分布钢筋Φ12，砼设计标号为C20W6F50，采用二级配泵送砼，骨料为人工碎石，天然河沙，掺高效减水剂MF-2掺量为5%，砼配比见附表一。

二、裂缝的调查及分布状况

4#洞开挖结束后，于九九年七月二十四日浇筑第一段砼，以后平均3天完成一段砼浇筑，工期经历春、夏、秋、冬四季，后发现砼产生裂缝，表现为：有很强规律性，一般在浇筑段中部，春秋季浇筑的砼多为一侧呈环向（或两侧腰线以下），夏季裂缝多为一环（横向一周），且多为砼浇筑后5-7天左右产生,裂缝分渗水和干缝(不渗水)两种。裂缝调查及分布情况见附表二。

三、裂缝产生的原因分析

3.1砼的配合比的选择

施工所用的配合比是经过室内试验后取得的，水泥掺量为280-330kg/m3之间，符合泵送砼要求，施工中使用的大同普硅525#水泥从多年的使用和检测结果看，该厂家水泥的强度、安定性等方面是稳定和良好的。已浇完砼共取样312组，检测结果为全部合格，平均强度为31Mpa，在现场及有关单位进行的回弹仪无损检测结果也是理想的，强度为32~33MPa。另外，分析砼裂缝形状、规律和水泥掺量大的所产生的裂缝形状、尺寸、规律也不相符，可以判断：裂缝的产生与配合比无直接关系。

3.2砼的浇筑方式

在施工中，4#洞的全断面砼衬砌是由2#拌合站供料的，砼搅拌车运料，运距0.5km，到现场后，由砼泵输送进仓号，（每块间隔3天左右），施工中每个浇筑段施工缝均设橡胶止水和铺设复合型泡沬板，从浇筑方式和间隔时间对照裂缝进行分析认为：砼的浇筑方式于裂缝没有直接影响的关系。

3.3地下洞室的基本恒温对施工有利

洞内温度除受季节产生的缓慢变化影响外，一定时段内基本处于恒温状态，从浇筑时温测结果看，5~9月份洞内温度基本在12~18℃之间，到了10月份也多稳定在8~10℃之间，洞内温度无骤降变化，8月份洞内日温温差也较小，洞内基本稳定的温度对砼的施工是有利的。温度统计见附表三。

3.4砼养生的条件良好

每一浇筑段的砼浇筑完后，均采取在已浇块下游部位用渣袋拦小坝截水，利用水泵抽水直接喷撒在砼表面上养护，水流循环利用。养护水为洞内水，温度经测定与气温相近，每班均设专人养护，所有这些有利条件构成了对砼的良好养护。

3.5良好的地质条件不会导致裂缝产生

所有浇筑段围岩坚硬完整，岩型均一，构造简单，除两处有小断层外，并无大的特殊地质构造，洞内地质变形也趋稳定，且岩质层湿度与洞内湿度趋向一致，分析判断，上述良好的地质条件不会导致砼产生裂缝。

3.6骨料成分不会导致裂缝产生

人工骨料是采用二级站开挖岩石经破碎生产的，因二级站岩石基本上为岩，含有的能与水泥活性物质引起碱性反应的成分较少，砂采用天然河砂，内含少量石英、长石等也不会与水泥发生较严重的碱反应以致形成裂缝。

3.7浇筑温度、超挖、分段长及配筋相对较少的综合作用是导致砼裂缝产生的主要原因

3.7.1从表二中可见，出现裂缝多的季节是在夏季6-7月份。骨料经过水喷淋降温，温度一般在17℃-22℃之间，最高温度24℃，水泥储存在库内，温度一般18℃-35℃之间，砼出机温度在21℃-29℃之间，仓面砼温度一般为21℃-29℃，根据当时的施工情况和有关规范，对浇筑块温度应力进行过计算，计算结果表明砼块体所受的温度应力处于临界状态，应是导致砼裂缝产生的主要原因之一。

3.7.2从开挖断面图看，设计砼衬砌厚度40cm，但实际挖深尺寸在底拱两侧角最深达1.2m，顶拱最深达85cm左右，均远远超出设计45cm，对照超挖数据看，超挖多的部位，产生的裂缝机率比较高。

3.7.3因为实际超挖后，原设计的双层筋是针对40cm后砼的，但实际情况是，双层筋后有约40cm后的砼内无筋，当内部产生应力时，无钢筋受力，对裂缝产生有很大的关系。

3.7.4原设计40cm砼厚度浇筑分块长度12m现浇筑厚度改变，长宽比等应力分布也有所改变。原12m块的长度对于90cm厚度的砼明显欠妥。实际检查中，也发现大多裂缝是产生在每块砼的中间部位，这也说明了，砼厚度改变后，浇筑段的长度比不适当，与裂缝产生也有一定关系。

四、裂缝的预防与处理

通过上述分析，我们可以得出这样一个结论，隧洞砼衬砌不单要考虑岩石突出或夹角部位对裂缝产生的影响，而且还应注意，虽无大的“坑塘”存在，但普遍的大面积的超挖对改变砼内部应力带来的不利影响也不可忽视。

4.1裂缝预防措施

4.1.1减小施工分块长度，建议施工长度取8-10m。

4.1.2对于底拱砼，如超挖大于设计值10cm以上部位，应采取浇筑基础垫层，再浇筑洞体的施工方法，对于边顶超挖段较大部位，则建议设计增加钢筋用量或其它方法解决。

4.1.3施工中加强骨料的降温工作，根据骨料含水调整配合比，并尽可能降低砼出机和入仓温度。

4.1.4减少砼水平和垂直运输中的砼中灰浆的流失，以防出机口和仓内砼坍落度和配比的变化。

4.1.5施工中还需加强养护，保证砼配制准确及振捣的密实性，防止其它类型的裂缝产生。

4.1.6在高温季节调整砼配和比，掺入粉煤灰。

4.2裂缝处理方法：

根据裂缝的状况和发展趋势，下步处理应安排在浇筑结束20天后进行，分两步进行：①进行砼浇筑后的回填灌浆和固结灌浆，②对灌完浆后仍有渗水的缝采用化学灌浆。回填灌浆和固结灌浆施工方法这里不在叙述。化学灌浆方案如下：

a.环向裂缝灌浆施工

环向裂缝也是有规则的裂缝，而且裂缝宽度较小。针对这种情况，采用深孔、浅孔相结合的高压灌浆法，裂缝漏水的情况下灌入YN堵漏剂，渗水和无水的情况下灌入环氧树脂灌浆材料,钻孔间距1.0~1.5米，孔径ø20。

b.灌浆施工程序

前期准备­——裂缝调查­——确定灌浆方案——布孔——钻孔——冲孔——丙酮洗孔——安装灌浆塞——灌浆——停止灌浆——管路冲洗——缝面修整——现场清理——验收

c.灌浆施工方法

①在对现场和裂缝进行了详尽的调查准备工作后，现场施工开始。

②在选好孔位后，开始钻孔，钻孔时必须定位开孔，准确控制进孔方向，确保孔缝相交，达到预期灌浆效果。

③灌浆塞采用根据膨胀螺栓的原理制成的专用灌浆塞。

④由于浆液的固化时间可以调整，因此不同的裂缝、不同的灌浆时段，采用不同的配比。配浆时要求称量准确，搅拌均匀，不能漏加或错加任一组份，以“少配、勤配”为原则，既避免了材料的浪费，同时也适应了环保要求。

⑤灌浆时选用的轻化灌泵和德国瓦格纳公司生产的电动隔膜泵。两者各项技术参数见表1。轻型化灌浆泵设计灌浆压力和进浆量较小；电动隔膜灌浆压力高，并且配有无级调速装置，能够很好的控制进浆量。现场灌浆时根据不同的裂缝和灌浆压力要求采用相应的灌浆设备。

表1

技术参数

类型

马达功率

（KW）

重量

（Kg）

电压

（V）

进浆量

（L/min）

最大压力

（Mpa）

电动隔膜

1.45

38.5

230v/50HZ

2.8

25

轻型化灌泵

7.0

1.0

1

⑥灌浆结束后，及时清理裂缝表面残留浆液，保持现场清洁。

⑦浆液固化后，采用Sikadur731涂抹缝面，并用磨光机修面。

d.灌浆材料

①环氧树脂灌浆材料

环氧树脂系列灌浆材料粘度小，固化时间可以调整，适合于开度较小，渗水不太严重的环向裂缝的灌浆施工，而且环氧树脂材料强度较高，在堵漏的同时也起到了补强和抗冲刷的作用，是一种理想的灌浆材料，在室温下其各项性能指标见表2。

表2

初始

粘度

(mpa.s)

比重

PH

值

纯浆硬化物强度（Mpa）

浆液粘强度（Mpa）

固砂体动弹模

抗压

抗拉

干缝

湿缝

固砂体动弹模

屈服

破坏

>1.0*

1.035

6

30~70

80~100

12．5~14.8

1.9

1.7

1.6~2.5

注:*——浆液粘度随不同的配比而变化

②YN——聚氨酯堵漏剂

YN——聚氨酯堵漏剂粘度较大，以水为固化剂，遇水后在几十秒内迅速与水反应，后成一种弹性体，短时间内即可止水，适用于漏水较大的环向裂缝和伸缩缝，在室温下其各顶性能指标见表3。

表3

粘度（mpa.s）

诱导凝固时间（s）

膨胀率

40~80

20~900

≥350%

e.化学灌浆质量保证

在进行充分的调查研究后，制定出以上方案，根据以往化学灌浆处理经验,漏水的裂缝逐渐变干燥，浆液在裂缝内部能起到止水的作用，灌入裂缝中浆液除了堵水这外，还可以对周边的混凝土起到补强的作用。

f.施工设备

施工主要设备见表4

序号

名称

单位

数量

备注

1

LILTI电锤

台

2

2

高压化灌泵

台

2

3

轻型化灌泵

台

2

4

磨光机

台

1

5

0.2m3气泵

台

1

6

五十铃交通车

辆

1

g.施工进度及人员配置

以处理200m裂缝长度施工进度及人员配置为列。详见表5、6。

表6人员配置计划

类别

高级工程师

工程师

技术工人

普通工人

合计

人数

1

1

4

4

10

h.安全施工

①增强文明施工、安全生产的意识，操作人员要穿戴好防护用品，进入施工现场要戴安全帽，现场严禁吸烟；

②有些化灌材料有毒易燃，应存放在阴凉、干燥、通风良好的地方，特别注意防火、防毒，确保安全，备好必要的防火器材；

③施工现场要加强通风、排毒，保证施工人员身体健康；

篇（8）

水泥砼裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。

微观裂缝是指肉眼看不到的、水泥砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，但是要比肉眼可见的即宏观裂缝多得多。这种水泥砼本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用渗水观察，一定压力的水可以从水泥砼内部的裂缝中渗透出来。

宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度（最终宽度，即裂缝不再扩展的宽度）小于0.2～0.3mm的裂缝是无害的；继续发展可能会影响到结构性能、使用功能和耐久性的裂缝称为有害裂缝。本文中的裂缝指有害裂缝。

3.有害裂缝的区分有害裂缝按照成因可分为以下几种：

3.1收缩裂缝。在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起水泥砼收缩而产生的裂缝。多为规则的条状，很少交叉。常发生在结构变截面处，往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积水泥砼中，梁、板、柱等小块体构件，特别是预应力构件极少产生收缩裂缝。水泥砼收缩裂缝危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物，影响更大。如不加以防止，可能会造成严重后果。

3.2超载裂缝。水泥砼构件超荷载使用时，造成变形、失稳或因疲劳等原因产生裂缝。一般均发生在构件受弯矩最大的部位，成条状，但分布不象收缩裂缝那样均匀，扩展方向也相反，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。产生超载裂缝的原因，往往是施工阶段在构件上不适当地施加施工荷载或者是上部建筑过早施工。另外，温度应力影响也是原因之一。

3.3沉降裂缝。因地基差异沉降或构件接合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种水泥砼裂缝，多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直，或成30°～40°角方向发展，宽度因荷载大小而异，与沉降值成比例。沉降裂缝危害极大，并且极难处理。因此必须在设计上采取有效措施，施工、使用中也要加强观测、监视。

3.4龟裂裂缝施工阶段因配料、搅拌、浇筑、养护等各环节的操作不当均能产生，其中以养护环节为关键。裂缝成龟壳状或散射状，无规律，长度、宽度也不一致。

3.5疏松裂缝。水泥砼浇筑时因下料不均，致使水泥砼材料离析，或因漏振、过振而产生的疏松状态裂缝。如果它延续到水泥砼表面，则容易发现，如果只产生在水泥砼内部，则不能直接表现出来。这种疏松带长度不等，视下料或振捣情况而异。

4.砼有害裂缝的成因

4.1与设计方面有关的裂缝。(1)超过设计荷载范围和未考虑到的。(2)设计的构件截面不足、钢筋用量不足、配置位置不当。(3)建筑结构沉降差异、地震、风力考虑不周。(4)温度应力和砼收缩应力，估计不足。

4.2与环境条件有关的裂缝。(1)环境温度和湿度的变化。(2)各结构、构件区域温度差异过大、冻融、冻胀不一致。(3)内部钢筋锈蚀、火灾时表面遭受高温。(4)酸碱、盐类化学侵蚀，冲击、振动等影响。

4.3与各种材料性质和配合比有关的裂缝。(1)水泥的非正常凝结（受潮水泥和水泥温度过高）。(2)水泥的非正常膨胀、氧化镁、氧化钙过高，含碱量过高。(3)水泥的水化热不正常。(4)骨料含泥量过大，级配不良。(5)使用碱活性骨料和风化岩石及砼自身收缩。(6)混凝土配比不当（水泥用量过大、水灰比过大、用水量大、水胶比大、砂率过大）。(7)选用水泥品种不当，外加剂不当和匹配不当，外加剂掺量过大。

4.4与施工有关的裂缝。(1)拌和不均匀，搅拌时间不足或过长，拌和后浇筑时间过长，泵送时增加了用水量和水泥用量。(2)浇筑顺序有误、浇筑不均匀、振动赶浆、钢筋过密。(3)捣实不良、坍落度过大、粗骨料下沉、泌水、砼表面强度过低就进行下一道工序施工、连续浇筑时间过长、接茬处理不当。(4)钢筋搭接锚固不良、钢筋预埋件扰动和钢筋保护层不够。(5)模板变形、漏浆、渗水、刚度不够、下沉、过早拆除和拆除不当。(6)砼硬化前、遭受扰动或承受荷载。(7)养护条件不到位和养护不及时或时间过短。(8)养护之前遭受急剧干燥（日晒、大风、冻害）。(9)砼表面抹压不及时和抹压时间不当。(10)大体积砼内部温度与表面温度、环境温度差异过大。

5.本工程对有害裂缝的控制方法按照本工程的特点，我们通过重点控制以下几项措施，最大限度的减少胸墙砼有害裂缝。

5.1设计。(1)配筋设计时，改变传统的深梁式理论，采用全新的实体元理论；从而改变了以往工程中只在轨道梁下方配筋的方式，在胸墙整个断面大范围配筋，从而整个增强了胸墙的整体性。(2)每个沉箱上方设置两段胸墙，设计长度由24.03m/段改为12.015m/段，从而减少了每段胸墙的体积。

6.2环境。(1)砼浇注前，听取天气预报，雨雪天、大风天不施工。(2)砼浇注前，使用淡水冲刷底面。(3)砼浇注前，使用钢丝刷对下层钢筋除锈，防止内部钢筋锈蚀。

6.3原材料和配合比。(1)砂石料进场前必须经过砼供应商和施工方两级检验，各项指标合格后方可进场使用。(2)比较选择水化热较低且性能较稳定的普通硅酸盐水泥水泥。本工程通过比对实验，确定采用三菱水泥。(3)适当延长混凝土的凝结时间，使内部的热量在混凝土凝结之前较多的散出；降低了混凝土凝结后内部水化热峰值，减小混凝土的内外温差。(4)配合比依据《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268-96）和《水运工程混凝土质量控制标准》（JTJ269-96）进行设计，配合比设计采用三级配，设计坍落度80～100mm。

5.4施工

5.4.1砼浇注。浇筑时控制落灰高度不大于2米、均匀下灰人工平仓，避免粗骨料堆积。采用插入式振捣棒分层振捣，操作时快插慢拔，振点呈梅花形均匀排列，每一振点振至表面不再翻浆为止，振捣顺序为从模板处开始，先外后内，移动间距不大于25cm，分层振捣时应插到下层砼中不低于5cm，不得漏振、过振。并且在砼浇筑过程中，安排专人经常检查模板支立的稳固性。严格控制坍落度，每次浇注时现场实测坍落度，控制在80mm～100mm，若发现坍落度过大现象，则在规范允许范围内适量减水。顶层胸墙浇注前，先用淡水润湿底层砼表面，以利于上下层砼更好的结合。砼浇注完成后，将上部因振倒产生的浮浆刮除、清理干净。

5.4.2分层浇注。为保证前沿线顺直，标高满足设计要求，胸墙分两层浇注。顶层胸墙浇注前，底层胸墙顶面必须进行凿毛处理，凿毛时间选择在砼强度达到设计强度30%以后进行，全部采用人工进行，以露出1/3石子为宜。图2加强沉降位移观测，在底层胸墙相对稳定时及时浇注顶层胸墙，以减少两层胸墙浇注的间隔时间。

5.4.3面层砼掺加聚丙烯网状纤维。胸墙顶面300mm厚范围内设置分散状聚丙烯纤维，纤维直径为18μ，纤维长度为12mm,纤维数量为3亿根/Kg，抗拉强度为300MPa,用量为0.6Kg/m3。聚丙烯网状纤维是以聚丙烯为原材料，通过特殊工艺制造而成的。其外观为多根纤维单丝相互交连而成网状结构。当聚丙烯网状纤维投入到混凝土后，在混凝土搅拌过程中，纤维单丝间的横向连结经混凝土自身的揉搓和摩擦作用而破坏，形成纤维单丝或网状结构充分张开，从而使砼更好的连结。图3同钢纤维相比，聚丙烯网状纤维在充分分散后获得的聚丙烯纤维单丝具有细度大、数量多的显著优势，加之聚丙烯纤维自身所具备的不吸水、抗酸碱能力强和弹性模量与混凝土相当等特性，能明显抑制或减少因混凝土塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的裂缝。

5.4.4预埋铁件周围绑扎细钢筋。按照以往经验，预埋铁件四角易出现45°应力裂缝。本工程中，所有预埋铁件四周均绑扎埋设8钢筋扎成的钢筋网片，网片分上下两层埋置。

5.4.5养护。胸墙砼浇注完毕后，清理掉顶面的浮浆，终凝后及时进行养护；顶面及前后墙均覆盖土工布并保持湿润。按照规范要求，养护时间不少于14天，并有完整的养护记录。

6.防治效果通过对裂缝产生原因进行深入的分析，有针对性的采取了治理措施，目前为止，本工程胸墙顶面及墙面未发现有害裂缝。

7.体会

7.1正确区分无害裂缝和有害裂缝，对指导工程施工具有重要意义。

7.2严格按照规范要求控制各工序，对于防治质量通病有重要作用。

篇（9）

前言：随着经济发展，公路建设取得突飞猛进的发展，在桥梁建造和使用过程中，因裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。如果采取一定的技术措施，加强施工质量管理的力度，混凝土开裂是可以克服和控制的。通过近几年桥涵养护管理工作的实际经验，对混凝土裂缝本文初步分析了混凝土桥梁裂缝产生的原因，浅谈一些自己的看法。

1荷载引起的裂缝原因

1.1设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。

1.2施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

1.3使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。在超载车辆日益增加的今天，对设计荷载较低的桥梁就会造成板底裂缝。比如，S316线K103＋620哈拉布拉中桥，由于超载车辆外荷载作用，造成桥板产生了裂缝。

2温度变化引起的裂缝

引起温度变化主要因素有：

2.1日照：桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

2.2水化热：出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

3收缩引起的裂缝

3.1塑性收缩：在施工过程中、混凝土浇筑后4-5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。

3.2缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。

3.3自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，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）。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。

4地基础变形引起的裂缝

地质勘察精度不够、试验资料不准；地基地质差异太大；结构荷载差异太大；结构基础类型差别大；水毁对桥梁基础的冲刷；地基冻胀；桥梁建成以后，原有地基条件变化。

5施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、集料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，是导致结构出现裂缝的原因。

5.1水泥

（1）水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。

（2）当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。

5.2砂、石、集料

砂石的粒径、级配、杂质含量。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。

5.3拌和水及外加剂。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

6施工工艺质量引起的裂缝

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、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：

6.1混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

6.2混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。

6.3混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

6.4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上出现不规则的收缩裂缝。

6.5混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。采用分段现浇时，先将混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。

6.6施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

6.7施工质量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。S316线K103+620、K109+360、K110+100等处桥梁、墩台、台帽等处出现裂缝较多。7混凝土桥梁裂缝处治方法—“壁可注入法”

第一步表面处理

用纲丝刷沿裂缝表面清理宽约5cm范围；用刷子丙酮或清水清除裂缝表面的浮尘并晾干。

第二步粘结注入座和密封裂缝

（1）配置封口胶按配合比（101#号的主挤、硬化挤的重量比为7：3）配料拌和均匀。

（2）布设注入座用抹灰刀将少许封口胶抹在注入座底面的四周，将注入孔对正裂缝中心轻微挤压，并用封口胶将注入座包覆，沿裂缝的走向每隔30-40cm布设一个注入座，裂缝分岔处也应布设注入座。

（3）封闭裂缝用工具抹灰刀将封口胶沿裂缝的走向5cm宽的范围封闭，封口胶厚度为2mm左右，尽量一次性完成。

第三步封口胶的固化

封闭完成后，让封口胶自然固化，固化时间：在正常温度下（6小间-12小间）

第四步注入灌注胶

（1）可配置封口胶按配合比（主剂、硬化剂的重量比为2：1）配料拌和均匀。

（2）注胶将注入器的连接端牢固地安装在注入座上，将灌注胶装入注入泵黄油枪内，将黄油枪倒置，打开伐门推动活塞排除系统中的空气。将它连接

到注入器的注入端，推动黄油枪的活塞，开始注入。

第五步灌注胶的固化

让灌注胶自行固化，固化时间：大约24小时，与温度有关。

第六步“壁可注入法”的特点

（1）灌注胶具有超低粘度性、渗透力强、粘结力强、具有较高强度。

（2）可恢复混凝土构件的强度，恢复受损构件的承载力。

（3）利用注入器“橡胶管”膨胀后产生恒压力，将胶液自动注入到裂缝深处，持续的低压能避免产生气阻，保证修补质量。

（4）施工工艺简便，易操作使用，节省人工，安全环保。

第七步“壁可注入法”使用效果

2007年6月特克斯公路段通过使用“壁可注入法”对管辖路段的S316线路段，25座桥梁构件，墩台、梁板底、的纵横超限值的裂缝，经过现场使用效果良好。截止目前为止未出现开裂，扩张现象。

结论：公路建设是一项基本建设，只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，还是完全可以避免的，危害结构的裂缝的产生。

参考文献

[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）.

篇（10）

1前言

近年来，随着国民经济和建筑技术的发展，建筑规模不断扩大，大型现代化技术设施或构筑物不断增多，而混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰强的特点，日益受到人们的欢迎，于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。所谓大体积混凝土，一般理解为尺寸较大的混凝土，美国混凝土学会给出了大体积混凝土的定义：任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度的减少开裂影响的，即称为大体积混凝土。这就提出了大体积混凝土开裂的问题，开裂问题是在工程建设中带有一定普遍性的技术问题，裂缝一旦形成，特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位，危害极大，它会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，同时会可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂，是一个值得关注的问题。

2大体积混凝土裂缝形成的原因

裂缝产生的原因可分为两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。本文主要探讨材料型裂缝。其中具体原因如下。

2.1温度应力引起裂缝（温度裂缝）

目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。温差可分为以下三种：混凝土浇注初期，产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度，这就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时，就会导致混凝土裂缝；另外，在拆模前后，表面温度降低很快，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生；当混凝土内部达到最高温度后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值就是内部温差；这三种温差都会产生温度裂缝。在这三种温差中，较为主要是由水化热引起的内外温差。

2.2收缩引起裂缝

收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。

2.2.1干燥收缩

混凝土硬化后，在干燥的环境下，混凝土内部的水分不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。

2.2.2塑性收缩

在水泥活性大、混凝土温度较高，或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。因为这时混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。

3防止裂缝的措施

由以上分析，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩，具体措施如下。

3.1优选原材料

3.1.1水泥

由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥，由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数，硅酸盐水泥的矿物组成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，试验表明：水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高的，水化热较高，所以，为了减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率，试验表明比表面积每增加100cm2/g，1d的水化热增加17J/g～21J/g，7d和20d均增加4J/g～12J/g。

3.1.2掺加粉煤灰

为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们可以把部分水泥用粉煤灰代替，掺入粉煤灰主要有以下作用：①由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二铝含量17%～35%，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；②由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；③同时，粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，孔结构进一步的细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。

值得一提的是：由于粉煤灰的比重较水泥小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的掺合料较多，强度较低，表面容易产生塑性收缩裂缝。因此，粉煤灰的掺量不宜过多，在工程中我们应根据具体情况确定粉煤灰的掺量。

3.1.3骨料

（1）粗骨料

尽量扩大粗骨料的粒径，因为粗骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低，对防止裂缝的产生有利。

（2）细骨料

宜采用级配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因为其孔隙率小，总表面积小，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热就低，裂缝就减少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，裂缝就越严重，因此细骨料尽量用干净的中粗沙。

3.1.4加入外加剂

加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会，外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响：

（1）减水剂对混凝土开裂的影响

减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的。

（2）缓凝剂对混凝土开裂的影响

缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率，二是改善和易性，减少运输过程中的塌落度损失。

（3）引气剂对混凝土开裂的影响

引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在这里值得注意的是：外加剂不能掺量过大，否则会产生负面影响，在GB8076～1977中规定，掺有外加剂的混凝土，28d的收缩比不得大于135%，即掺有外加剂的混凝土收缩比基准混凝土的收缩不得大于35%。

3.2采用合理的施工方法

3.2.1混凝土的拌制

（1）在混凝土拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度。

（2）要尽量降低混凝土拌合物出机口温度，拌合物可采取以下两种降温措施：一是送冷风对拌和物进行冷却，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。

3.2.2混凝土浇注、拆模

（1）混凝土浇注过程质量控制

浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。

（2）浇注时间控制

尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。

（3）混凝土拆模时间控制

混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。

3.2.3做好表面隔热保护

大体积混凝土的温度裂缝，主要是由内外温差过大引起的。混凝土浇注后，由于内部较表面散热快，会形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，但是这种拉应力通常很小，不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是如果此时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生，所以在混凝土在拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大，引起裂缝。另外，当日平均气温在2～3d内连续下降不小于6～8℃时，28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。

3.2.4养护

混凝土浇注完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减少外界高温倒罐，又防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇注完毕后12～18h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。

3.2.5通水冷却

若是在高温季节施工，则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度峰值，但注意，通水时间不能过长，因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。为了削减内外温差，还应在夏末秋初进行中期通水冷却，中期通水一般采用河水，通水历时两个月左右。后期通水是使混凝土柱状块达到接缝灌浆的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相结合的方案。

4结语

大体积混凝土的开裂是目前学者和工程界关注的一个重要问题，通过以上分析可知，大体积混凝土的材料型裂缝主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的，笔者认为精心选择原材料，并在施工中采用合理的方法，能有效的防止裂缝的发生。

[参考文献]

[1]龚召熊：水工混凝土的温控与防裂.北京：中国水利水电出版社，1999

[2]戴镇潮：大体积混凝土的防裂.混凝土，2001，（9）：10

[3]覃维祖：混凝土的收缩、开裂及其评价与防治.混凝土，2001，（7）：3

[4]迟陪云：大体积混凝土开裂的起因及防裂措施.混凝土，2001，（12）：31

篇（11）

混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝，从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的，相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害，但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性，会对钢筋产生腐蚀，是受力使用期应力集中的隐患，应当尽量在各方面给予重视，以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。

一、高层建筑施工中几个特殊部位的裂缝分析

1、大体积基础混凝土板

高层建筑中随着高度的不断增加，地下室愈做愈深，底板也愈来愈厚，厚度在3m以上的底板已屡见不鲜。高层建筑中基础底板为主要的受力结构，整体要求高，一般一次性整体浇筑。国内外大量实践证明，各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起。大体积混凝土浇筑后在升温阶段由于体积大，集聚在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，这样在混凝土内部产生压应力，在外表面产生拉应力，由于此时混凝土的强度低，有可能产生表面裂缝。在降温阶段新浇混凝土收缩因存在较强的地基或基础的约束而不能自由收缩。升温阶段快，混凝土弹性模量低，徐变的影响大，所以降温时产生的拉应力大于升温时产生的压应力。差值过大时，将在混凝土内部产生裂缝，最后有可能形成贯穿裂缝。为解决上述二类裂缝问题，必须进行合理的温度控制。

混凝土温度控制的主要目的是使因温差产生的拉应力小于同期混凝土抗拉强度的标准值，并有一定的安全系数。为计算温差，就要事先计算混凝土内部的最高温度，它是混凝土浇筑温度、实际水化热温升和混凝土散热温度的总和。混凝土内部的最高温度大多发生在浇筑后的3～7天。混凝土内部的最高温度Tmax可按下式计算：

Tmax＝To+(WQ)/(Cr)ξ+(F)/(5O)(1)

式中：T0——混凝土的浇筑温度(℃)

W——每m3混凝土中水泥(矿渣硅酸盐水泥)的用量(kg/m3)

F——每m3混凝土中粉煤灰的用量(kg/m3)

Q——每kg水泥水化热(J/kg)

C——混凝土的比热

r——混凝土的密度

ξ——不同厚度的浇筑块散热系数(见表1)

不同厚度的浇筑块散热系数

表1

------------------------------------------------

厚度(m)1.01.52.02.53.03.54.0＞4.0

ξ0.230.350.480.610.730.830.951.0

------------------------------------------------

实测资料显示，当基础板厚大于2米时，上述公式的相对误差在0.1%～1.3%之间，在计算温差后，即可计算出降温阶段混凝土内部的温度应力σ(2)xmax

σxmax＝EαT(1-(1)/(coshβL/2))H(t,τ)………(2)

式中：E——混凝土的弹性模量(N/mm2)

α——混凝土的线膨胀系数(10-5/℃)

T——温差(℃)

L——板长(mm)

β＝Cx／HE

H——板厚(mm)H＞0.2L时，取H＝0.2L

Cx——地基水平阻力系数(N/mm3)

H(t，τ)…考虑徐变后的混凝土松驰系数，

其中，t——产生约束应力时的龄期，τ——约束应力延续时间。

注意同期内由于混凝土收缩引起的应力应转化为当量温差，计入T一并计算σxmax。

由(1)、(2)分析可知：为避免裂缝出现，主要是减少T。可采用合理选用材料，降低水泥水化热，优化混凝土集料的配合比，控制水灰比，减少混凝土的干缩，具体控制措施见后。如有可能，减少浇筑长度L，增加养护时间减少降温速率以相应减少松驰系数对控制贯穿裂缝也有一定的意义。

2、地下室混凝土墙板及楼板的裂缝分析

地下室墙板的裂缝产生与基础大体积混凝土裂缝产生的原因有相同之处，即混凝土在硬化过程中由于失水会产生收缩应变，在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程会产生温度应变。但又有其特点：一是墙板受到基础、楼板受到地下室外墙的极大约束，这种约束远大于桩基对基础的约束，产生贯穿裂缝的机率大。二是内墙板及楼板受环境温度影响较大。三是内外温差小，产生表面裂缝的机率小。四是养护困难，散热快、降温速率大，混凝土的松驰徐变优势难以利用，在气温骤变季节尤应注意。

在计算板内最大拉应力时仍可利用公式(2)，但有以下几点应注意：

1)H取0.2L，L为整浇长度；

2)Cx取值应大于1.5N/mm3因为连接部位有较强钢筋约束；

3)计算温差T时，要考虑底板及外墙(兼作围护情况下)紧靠土体，受环境温差小，而被它们约束的墙板及周边楼板在施工过程中基本同外界温度同步变化。

4)若底板墙板施工间隔过长、外墙兼作围护时，则在计算混凝土收缩时应注意约束体与被约束体的收缩期不同，收缩量也不相同。

3、高强混凝土裂缝分析

目前高层建筑中已广泛使用C40～C60中高强混凝土，随着材料科学的迅速发展，C80～C120的高强混凝土在具体工程中已有应用。由于高强混凝土采用的配合比设计多为低水灰比、高标号水泥、高水泥用量、使用高效减小剂及掺加超细矿粉。这样其收缩机制与普通混凝土就有所不同。

高强混凝土由于其水泥用量大多在450～600kg/m3)，是普通混凝土的1.5～2倍。这样在混凝土生成过程中由于水泥水化而引起的体积收缩即自缩就大于普通混凝土，出现收缩裂缝的机率也大于普通混凝土。

高强混凝土因采用高标号水泥且用量大，这样在混凝土硬化过程中，水化放热量大，将加大混凝土的最高温升，从而使混凝土的温度收缩应力加大。在叠加其他因素的情况下，很有可能导致温度收缩裂缝。由于高强混凝土中水泥石含量是普通混凝土的1.5倍，在硬化早期由于水分蒸发引起的干缩也将大于普通混凝土。

二、裂缝的控制措施

1、设计措施

1)增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3～0.5%之间。

2)避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

3)在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

4)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20～30m，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。

2、施工措施

1)严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少(1～1.5%以下)。

2)细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减少剂。

3)浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋，并喷冷水。

4)根据工程特点，可以利用混凝土后期强度，这样可以减少用水量，减少水化热和收缩。

5)加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。

6)混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上，混凝土的现场试块强度不低于C5。