毕业论文浅谈混凝土结构裂缝成因与控制措施方案

1、 . PAGE21 / NUMPAGES26 . 网络教育学院本科生毕业论文（设计）题 目：浅谈混凝土结构裂缝成因与控制措施学习中心： 学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程 年 级： 2011年 春季 学 号：学 生：指导教师： 代平 完成日期： 2013年01月13日 容摘要随着施工技术的发展，混凝土结构已经成为我国建筑结构的主要形式。但是，通常混凝土结构都是带缝工作的，并且混凝土裂缝的成因较多，因此将裂缝按照成因分类，并有效的裂缝宽度对结构以与人民生产生活的安全保证来说，都具有重要的意义。建筑物钢筋混凝土结构的普遍应用，伴随着商品混凝土的推广，建筑楼面出现裂缝的机率在增加，

2、日益受到社会人士关注；楼面结构出现裂缝原因复杂，有材料、温度变化等原因，也有设计、施工、使用等方面问题。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与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围之。本文介绍了混凝土裂缝类型与产生原因，从材料因素、设计因素和外界因素三方面论述了预防裂缝的具体方法。提出六条比较常用的裂缝处理措施。并结合实例分析了裂缝的产生原因与处理方法。关键词：混凝土结构

3、；裂缝成因；预防措施；处理方法目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc345846369容摘要 PAGEREF _Toc345846369 h IHYPERLINK l _Toc345846370引言 PAGEREF _Toc345846370 h 1HYPERLINK l _Toc3458463711 绪言 PAGEREF _Toc345846371 h 1HYPERLINK l _Toc3458463722 混凝土裂缝的分类与成因 PAGEREF _Toc345846372 h 2HYPERLINK l _Toc3458463732.1 混凝土结构裂缝的分类

4、 PAGEREF _Toc345846373 h 2HYPERLINK l _Toc3458463742.1.1 按裂缝的成因分类 PAGEREF _Toc345846374 h 2HYPERLINK l _Toc3458463752.1.2 按裂缝产生的时间分类 PAGEREF _Toc345846375 h 5HYPERLINK l _Toc3458463762.1.3 按裂缝的形状分类 PAGEREF _Toc345846376 h 6HYPERLINK l _Toc3458463772.1.4 按裂缝的发展状态分类 PAGEREF _Toc345846377 h 7HYPERLINK

5、l _Toc3458463782.2 混凝土裂缝的产生原因 PAGEREF _Toc345846378 h 7HYPERLINK l _Toc3458463792.2.1 收缩裂缝的产生原因分析 PAGEREF _Toc345846379 h 7HYPERLINK l _Toc3458463802.2.2 温度裂缝的产生原因分析 PAGEREF _Toc345846380 h 9HYPERLINK l _Toc3458463812.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析 PAGEREF _Toc345846381 h 9HYPERLINK l _Toc3458463822.2.4 荷载作用裂缝的产生原

6、因分析 PAGEREF _Toc345846382 h 9HYPERLINK l _Toc3458463833 混凝土裂缝的预防措施与处理技术 PAGEREF _Toc345846383 h 10HYPERLINK l _Toc3458463843.1 混凝土结构裂缝的预防措施 PAGEREF _Toc345846384 h 10HYPERLINK l _Toc3458463853.1.1 干缩与塑性收缩裂缝的预防措施 PAGEREF _Toc345846385 h 10HYPERLINK l _Toc3458463863.1.2 温度裂缝的预防措施 PAGEREF _Toc345846386

7、 h 11HYPERLINK l _Toc3458463873.1.2 沉陷裂缝与其他裂缝的预防措施 PAGEREF _Toc345846387 h 11HYPERLINK l _Toc3458463883.2 混凝土结构裂缝的处理技术 PAGEREF _Toc345846388 h 12HYPERLINK l _Toc3458463893.2.1 表面封闭法 PAGEREF _Toc345846389 h 12HYPERLINK l _Toc3458463903.2.2 灌浆、嵌缝封堵法 PAGEREF _Toc345846390 h 12HYPERLINK l _Toc3458463913

8、.2.3 结构加固法与混凝土置换法 PAGEREF _Toc345846391 h 13HYPERLINK l _Toc3458463924 工程实例分析 PAGEREF _Toc345846392 h 15HYPERLINK l _Toc3458463934.1 工程概况 PAGEREF _Toc345846393 h 15HYPERLINK l _Toc3458463944.2 工程设想 PAGEREF _Toc345846394 h 15HYPERLINK l _Toc3458463954.3 工程抗裂施工措施 PAGEREF _Toc345846395 h 15HYPERLINK l

9、_Toc3458463964.3.1 基础地基加固 PAGEREF _Toc345846396 h 15HYPERLINK l _Toc3458463974.3.2 优化混凝土配合比 PAGEREF _Toc345846397 h 15HYPERLINK l _Toc3458463984.3.3 外防水剂 PAGEREF _Toc345846398 h 17HYPERLINK l _Toc3458463994.4 其他措施 PAGEREF _Toc345846399 h 17HYPERLINK l _Toc3458464005 结论与展望 PAGEREF _Toc345846400 h 19H

10、YPERLINK l _Toc345846401参考文献 PAGEREF _Toc345846401 h 20引 言随着我国国民经济的高速发展，钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中，混凝土是城市建设中广泛使用的结构材料，但是伴随这类材料的生产研究与应用，混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。钢筋混凝土结构出现裂缝不仅种类繁多，形态各异，而且较普遍，尤其是楼板的裂缝，轻者影响建筑物美观，造成渗漏水，重者降低建筑结构的承载力、稳定性和整体性，甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。这类裂缝是在现有施工技术条件下较难克服的质量通病之一，特别是民用建筑工程结构楼面出现裂缝，往往

11、会引起业主对工程质量提出异议，从而引发投诉、纠纷以与索赔等情况。因此，正确分析裂缝产生原因，切实加以防治十分必要，十分迫切。因此研究混凝土结构的裂缝产生原因与控制具有重要的社会意义和经济意义。现根据多年来现场施工实践经验和教训，从设计配筋、商品混凝土选用与施工控制等方面，着重阐述钢筋混凝土裂缝的原因与综合防治措施。1 绪言混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的，混凝土裂缝的防治重点在于“防”，而不在于“治”， 当这些裂缝发生后，必须先查明裂缝产生的原因判明裂缝的类型，才能选择正确的处理方法，同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术

12、规程、提高施工技术水平，这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生，把裂缝宽度控制在设计围，尽量减少裂缝造成的危害。2 混凝土裂缝的分类与成因混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象，大量工程实践以与近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的，它是材料的一种特性。因此，科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上，采取有效的措施，将裂缝的有害程度控制在允许的围。本章将就混凝土结构中常见裂缝进行分类，并对结构中占主要部分的裂缝进行成因分析。2.1 混凝土结构裂缝的分类2.1.1按裂缝的成因分类根据混凝土裂缝产生的原因，可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。一、结构性裂缝结构性

13、裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是承载力不足的结果，其裂缝形式多种多样，主要原因如下：（一）设计原因引起的裂缝1）楼板刚度不足：设计按多跨连续板进行配筋计算，侧重于满足结构安全，较少考虑混凝土收缩特性和温度变形等多种因素，楼板高跨比仅为L/33.6-L/35，其刚度较小对裂缝控制很不利。2）楼板构造配筋设计不周：设计在支座处按常规配设负筋，在中部板面不配钢筋，当板面出现温度变形和混凝土收缩，因无构造钢筋约束，板面即出现裂缝。3）楼板布线欠合理：由于水电施工图由各专业设计，实际施工中出现水电管交叉叠放，或由于设计考虑管容线面积，部分预埋管径D25；且设计管线位置在楼板跨中，即在单层双向配

14、筋处，楼板有效截面受到很大程度（15%-40%）削弱，成为楼板最易开裂的部位；当楼板收缩应力大于混凝土极限抗拉强度时，即出现沿管线表面呈直线状的裂缝。4）从房屋的空间结构来看，剪力墙刚度大，约束了剪力墙间梁板的水平向自由变形，而梁刚度又较板刚度大，因各类因素引起的水平向收缩变形均集中到剪力墙间刚度最小的板上，造成这块板开裂。5）膨胀剂的选用与掺量：设计未明确混凝土的限制膨胀率，只提出膨胀剂的品种和掺量围，施工时按设计提供掺量进行配比施工，使混凝土的实际限制膨胀率不能达到最佳限制膨胀率。（二）施工原因引起的裂缝1）水电预埋管施工时在板位置欠合理：管位置过高或过低；位置过高时，极易在板面出现因混凝

15、土硬化收缩产生的裂缝，也易在维修裂缝或室装修时损坏管线；两根管线并行布置时，管线间距过小甚至并拢，更易因管线集中而产生裂缝。2）空载养护期不足：从楼面混凝土浇完、收光至施工材料堆放，平均空载养护期仅为一天半，人为因素过早地震动、荷载造成楼板幼龄混凝土部受损开裂。且施工中用塔吊吊运的钢管、钢筋等周转材料因受剪力墙钢筋影响多堆放在预埋管线部位。 （三）使用原因引起的裂缝1、改变建筑物的使用条件引起的裂缝。2、火灾等事故引起的裂缝。3、由地震等偶然荷载引起的结构开裂。二、非结构性裂缝由各种变形变化引起的裂缝。从国外的研究资料以与大量的工程实践来看，非结构性裂缝在混凝土结构裂缝中占了绝大多数，约为80

16、%，其形成原因比较复杂，以收缩裂缝为主导，工程中四种较常见的非结构性裂缝有收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝和荷载作用引起的裂缝。1、收缩裂缝收缩裂缝是由湿度变化引起的，它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类，此外，还有自身收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。塑性裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂，严格来说属于干缩裂缝，出现很普遍。产生这种裂缝的因素是多方面的：如当新拌混凝土的坍落度较大，而振动时间过长时，水泥浆浮在上层，骨料下沉时收到钢筋或其他

17、物质的约束，出现不均匀沉降，从而使混凝土的表层产生裂缝；浇筑后混凝土表面没有与时覆盖，受风吹日晒，表面水分蒸发过快，产生急剧收缩，而此时混凝土早期强度不能抵抗这种变形应力，因而开裂；使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的细砂和粉砂混凝土水灰比过大，也会导致这种裂缝出现。在混凝土硬化过程中，产生部干缩而引起体积变化，当这种体积变化收到约束时，就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝处在结构的表面，较细，起走向纵横交错，没有规律性。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后，在表层或侧面出现，并随湿度和温度变化逐渐大战。如混凝土成型后，因养护不当，收到风吹日晒，使得表面水散发快，体积收缩大，而部湿度

18、变化小，收缩也小，因而表面的收缩变形受到部混凝土的约束，产生拉应力，引起混凝土表面裂缝；或者构件因水分蒸发产生体积收缩，收到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。此外，混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化；采用含泥量大的粉砂配制混凝土；混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层；用后法预应力制成的构件，露天生产后长久不拉等等，都会产生这种裂缝。2、温度裂缝混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝，在工程中，这种裂缝比较常见，譬如现浇屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。温度裂缝大多发生在施工的中后期间，

19、缝宽受温度变化影响较明显。表面温度裂缝多缘于较大温差。特别是大体积混凝土基础在浇灌混凝土后，在硬化期间放出大量水化热，部的温度不断上升，使混凝土表面和部温差很大。当温差出现非均匀变化时，如施工中过早拆除模板，冬季施工过早拆除保温层，或受到寒潮袭击，都会导致混凝土表面急剧的温度变化，使其因降温而收缩。此时，表面受到部混凝土的约束，将产生很大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度又很低，因此出现裂缝。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，这种裂缝只在接近表面较浅的围出现。深入和贯穿性的温度裂缝多缘于结构温差大。如大体积混凝土凝结和硬化过程中，水泥和水产生化学反应，释放出大量的热量，成为“水热

20、化”，导致混凝土块体温度升高，当混凝土块体部的温度与外部的温度相差很大，以致所形成的温度应力或温度变形超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸应变，就会形成裂缝。温度裂缝常出现在我国北方地区的建筑物中。3、沉降裂缝地基基础承载上部结构的荷载作用，当地基基础承载力不均匀或地基承载力均匀但建筑物建成后各不同部位荷载差异较大，导致地基产生不均匀沉降，这种不均匀沉降在结构部产生拉应力与剪应力，当这种拉应力与剪应力超过结构自身的抗拉与抗剪强度时，结构就会在最薄弱的部位产生裂缝，称为沉降裂缝。这种裂缝多为贯穿的，其位置与沉降方向一致。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大

21、，因此裂缝宽度较大、多呈45，并且通常是贯穿性的。4、 荷载作用引起的裂缝构件承受的不同性质的荷载作用，其裂缝形状也不同，通常裂缝方向大致是与主拉应力的方向正交。结构受载后产生裂缝的因素很多，在施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受地震，脱模过早或方法不当，构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当，施工超载，拉预应力值过大等均可能产生裂缝。此外，因设计、材料、施工与使用等原因引起的裂缝，由于涉与的面很广，容多，限于篇幅本文不作阐述。2.1.2 按裂缝产生的时间分类根据混凝土裂缝产生的时间划分，可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和试用期间出现的裂缝。一、施工期间出现的裂缝1、塑性收缩裂缝大多发生

22、在混凝土初凝后、终凝前。此裂缝多产生于新浇筑的混凝土结构表面，形状规则且长短不一，互不连贯，裂缝较浅。在环境气温高、风速大，气候干燥的情况下易于出现。2、沉降收缩裂缝沉降收缩裂缝多在混凝土浇筑后产生，硬化后停止。多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上出现，或在预埋件的附近周围出现。裂缝呈菱形，宽度14mm，深度不大，一般验身至钢筋上表面为止。3、干燥收缩裂缝这类裂缝一般在混凝土浇注后一段时间出现，严重时该裂缝会由表与里，由小到大逐步向结构部发展，形成贯穿裂缝，一般在薄壁混凝土结构中常出现。4、温度裂缝多发生在混凝土浇注后的硬化过程中，裂缝宽度受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较细。5、其他一些

23、施工原因产生的裂缝，如混凝土搅拌、运输、浇注、振捣等工序的疏漏缺陷导致的裂缝，以与模板构造不当、拆模时间过早或方法不当，现场建材的堆放和钢筋绑扎不当，水电预埋管细部处理不当等都可能产生混凝土裂缝。二、使用期间出现的裂缝1、钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝钢筋表面出现锈斑、锈片后进一步发展成整个钢筋表面锈蚀，并产生膨胀，与保护层脱离，发生层裂，最后表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋裂缝，混凝土脱离。2、盐碱类介质与酸性侵蚀气、液体等引起的裂缝盐碱类介质与酸性侵蚀气、液体等引起了混凝土的PH值发生变化，导致了钢筋锈蚀，最终导致混凝土产生裂缝。3、冻融循环造成的裂缝受冻混凝土部水分结成冰，

24、产生膨胀，膨胀应力较大时，使结构出现裂缝。混凝土表面和部所含水分的冻结和融化的交替出现，形成了冻融循环。冻融的反复作用，使得混凝土结构出现裂缝，造成建筑构造的严重破坏。4、碱骨料反应引起的裂缝混凝土骨料石子中的活性二氧化硅（SiO2），如白云质石灰岩石子等，与水泥中过量的碱发生的化学反应，称为碱骨料反应。这种反应一般在水泥混凝土硬化后进行，反应生成膨胀性的碱性硅酸盐或碳酸盐，导致混凝土体积膨胀，使混凝土产生裂纹并破坏。2.1.3 按裂缝的形状分类混凝土结构中的裂缝按形状可分为： （1）纵向裂缝，多数平行于混凝土构件底面，顺筋分布，主要是由钢筋锈蚀作用引的。（2）横向裂缝，垂直于构件底面，主要是

25、由荷载作用、温差作用引起的。（3）剪切裂缝，主要是由于竖向荷载或震动位移引起的。（4）斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝，常见于混凝土墙体和混凝土梁，主要因地基的不均匀沉降以与温差作用引起。 （5）X形裂缝，常见于框架梁、柱的端头以与墙面上，由于瞬间的机械撞击作用或者震动荷载作用引起。 （6）各种不规则裂缝，如反复冻融或火灾等引起的裂缝。有直缝与不规则形状裂缝，此种裂缝中间宽并且贯通，两头深度较浅，多发生于混凝土楼板。此外，还有因混凝土搅拌或运输时间过长引起的网状裂缝，现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。2.1.4 按裂缝的发展状态分类根据裂缝所处的运动状态与其发展趋势，可分为

26、：1、稳定裂缝。包括两类：一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝，常见于一些新建的防水工程中，这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合，析出Ca（OH）2晶体且部分Ca（OH）2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶，两者形成的凝胶物质将胶合使裂缝封闭，从而渗漏停止，裂缝达到自愈。另一类是处于稳定运动中的裂缝，如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝。2、不稳定裂缝。这种裂缝将产生不稳定性的扩展，影响结构物的持久使用，应视其扩展部位，采取相应的措施。就这两种裂缝而言，不稳定裂缝对工程结构安全的危害更大。2.2 混凝土裂缝的产生原因如前所述，混凝土裂缝的形式是多种多样的

27、，产生的原因也非常复杂，而非结构性裂缝约占混凝土结构裂缝的80左右，是混凝土结构中的主要裂缝和常见裂缝，下面将对几种主要的非结构性裂缝的产生原因进行浅要分析。2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析收缩裂缝是由湿度变化引起的，它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。混凝土是以水泥为主要胶结材料，以天然砂、石为骨料加水拌合，经过浇筑成型、凝结硬化形成的人工石材。在施工中，为保证其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多45倍的水。多出的这些水分以游离态形式存在，并在硬化过程中逐步蒸发，从而在混凝土部形成大量毛细孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土体积收缩。此外，混凝土硬化过程中水化作用和碳化作用也会引起混凝土体

28、积收缩。根据有关试验测定，混凝土最终收缩量约为0.040.06。可见，收缩是混凝土固有的物理特性，一般来说，水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大，则其收缩值越大，也越易产生收缩裂缝。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类，此外，还有自身收缩（化学减缩）裂缝和碳化收缩裂缝。（1）塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝多产生于新浇混凝土表面，大多产生于混凝土初凝后、终凝前。混凝土表面水分蒸发速度超过其部初、终凝硬化的速度，会致使混凝土表面收缩，这种收缩受到结构构件和下层配筋约束会使混凝土产生浅层开裂，有时还有收缩与

29、压缩的叠加。裂缝多呈外宽窄，常见为不规则的多边形或与钢筋方向相互平行，一般自表面开始，有些也可发展成贯穿裂缝。在环境气温高、风速大，气候干燥的情况下易于出现。高性能混凝土特别容易产生这种裂缝。主要成因分析：混凝土浇注后未与时覆盖，表面水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土强度极低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂；水泥用量过多，或使用过量粉砂，或混凝土水灰比过大；使用有渗透性的柔性模板，模板、垫层过于干燥，吸水大；振捣不足。（2）干燥收缩裂缝这类裂缝一般在混凝土浇注一段时间后出现，裂缝多为表面性的，宽度较细，多在0.050.2mm。走向纵横交错，没有规律性。但薄壁混凝土结构中，多沿结构的

30、短方向分布；此外在结构变截面处以与大体积混凝土的平面部位较多见。严重时裂缝会由表与里，由小到大逐步向深部发展，形成贯穿裂缝。主要成因分析：混凝土浇注后养护不当，表面水分散失快，体积收缩大，而部湿度变化小，收缩也小，因而表面收缩变形受部混凝土约束出现拉应力，引起混凝土表面开裂；混凝土连续长度较长，整体收缩大；混凝土级配中砂石含泥量大，收缩大，抗拉强度低；混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层，收缩增大。（3）自身收缩裂缝在常温下混凝土构件与环境不发生任何水分交换时所产生的收缩裂缝，自收缩裂缝在高水灰比（W/C0.45）的混凝土中较少，但当水灰比小于0.3时则很常见，其收缩量甚至达到总收缩量

31、的50。主要成因分析：这与高粘结材料在水泥灰浆基体中产生较多细小的收缩孔有关，是由于持续的水化消耗了毛细孔的水造成自身收缩坍塌所致。（4）碳化收缩裂缝这类裂缝在结构表面出现，呈花纹状，无规律性，裂缝一般较浅，深度为16mm，裂缝宽度为0.050.2mm，多发生在混凝土浇注完成后数月或更长时间。主要成因分析：混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积收缩，受到结构部未碳化混凝土的约束而导致表面发生龟裂。2.2.2 温度裂缝的产生原因分析温度裂缝是由于混凝土外温差或季节气温变化过大而形成的。表面温度裂缝走向无一定规律性，大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常发生在施工期

32、间，宽度受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。主要成因分析：表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后，在硬化期间，水泥放出大量水化热，部温度不断上升，使混凝土表面和部温差较大，当温度产生非均匀的降温差时，将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面受到部混凝土的约束，将产生较大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析沉陷裂缝多属进深或贯穿性裂缝，走向与基础沉陷情况有关，可能出现在结构的上部或下部，一般与地面垂直。较大的贯穿性沉陷裂缝往往上下或左右有一定的差距，裂缝宽度受温度变化影响小，因荷载大小而异，且与不均匀沉

33、降值成比例。主要成因分析：结构、构件下面的地基软硬不均，或者存在松软土，未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇注后，地基局部产生不均匀沉降而引起裂缝；结构各部荷载悬殊，未作必要的加强处理，混凝土浇注后因地基受力不均，产生不均匀下沉，造成结构应力集中而导致裂缝；模板刚度不足，模板支撑不牢，支撑间距过大或支撑在松软土上，以与过早拆模，也常导致不均匀沉陷裂缝出现；冬季施工时模板支架支承在冻土层上，若上部结构未达到规定强度，地层化冻下沉，使结构下垂或产生裂缝。2.2.4 荷载作用裂缝的产生原因分析结构受载后产生裂缝的因素很多，在施工中和使用中都可能出现裂缝。主要成因分析：早期受地震，脱模过早或方法不当产生

34、的裂缝：构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当产生的裂缝；施工超载，拉预应力值过大等均可能产生裂缝。3 混凝土裂缝的预防措施与处理技术由于裂缝产生的原因是很多，在混凝土结构中普遍存在且危害较大。因此，要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和发展。下面首先阐述混凝土结构中几种常见裂缝的预防措施。3.1 混凝土结构裂缝的预防措施3.1.1 干缩与塑性收缩裂缝的预防措施塑性收缩裂缝的预防措施：1）、配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率；同时，要振捣密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂度。 2）、浇筑混凝土前，将基

35、层和模板浇水湿润。3）、混凝土浇筑后，对裸露表面应与时用潮湿材料覆盖，认真养护。4）、在气温高、湿度低或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，应与早进行喷水养护，使其保持湿润；大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。此外，要加强表面的抹压和养护工作。5）、混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂，或覆盖湿草袋、塑料布等方法；当表面发现微细裂缝时，应与时抹压，再覆盖养护。6）、设挡风设施。干缩收缩裂缝的预防措施：1）、尽量选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中掺适量粉煤灰；或利用混凝土的后期强度，降低水泥用量，以减少水化热量。2）、选用良好级配的骨料，并严格控制砂、石子含泥量，降低水

36、灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。3）、在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热，或掺木钙、减水剂，以改善和易性，减少水泥用量。4）、避开炎热天气浇筑大体积混凝土；必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井凉水拌制混凝土，或设置简易遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。5）、分层浇筑混凝土，每层厚度不大于30厘米，以加快热量散发，并使温度分布均匀，同时也便于振捣密实。6）、大体积混凝土适当预留一些孔道，采取通冷水或冷气降温。7）、大型设备基础采取分块分层间隔浇筑（间隔时间57天）分块厚度11.5m，以利水化热散发和减少约束作用；或每隔2030m留一条0.5

37、1.0m宽的临时间断缝，40天后再用干硬性细石混凝土浇筑，以减少温度收缩应力。8）、浇筑混凝土后，表面应与时用草袋、锯末、砂等覆盖，并洒水养生。深搞基础可采取灌水养护（或在混凝土表面四周砌一皮砖进行灌水养护）。夏季应适当延长养护时间，使之缓慢降温。在寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以防寒潮袭击。拆模时，块体中部和表面温差不宜大于20，以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模后要与时回填。9）、在岩石地基或较厚大的混凝土垫层上浇筑大体积混凝土时，可在岩石地基或混凝土垫层上浇沥青胶并撒铺5mm厚或铺二层沥青油毡纸，以消除或减少约束作用。10）、蒸汽养护构件时，控制升温速度不大于25/小时，降

38、温速度不大于20/小时，并缓慢揭盖，与时脱模，避免引起过大的温度应力。3.1.2 温度裂缝的预防措施温度裂缝预防措施 尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kgm3以下。降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量降低水化热。改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺，降低混凝土的浇筑温度。在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。加强混凝土温度的监控，与时采取冷却、保护措

39、施。加强混凝土养护，混凝土浇筑后，与时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝士表面发生急剧的温度梯度。施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。 3.1.2 沉陷裂缝与其他裂缝的预防措施沉陷裂缝预防措施:1）是对松软土、回填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。2）是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。3）是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。4）是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。

40、5）是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。3.2 混凝土结构裂缝的处理技术裂缝不但会影响结构的整体性和刚度，还会降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力，因此在实际工程中，应根据裂缝的性质和实际情况区别对待，与时处理，以保证建筑物的安全。混凝土结构裂缝的修补措施主要有以下几种方法：表面封闭法，灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法，混凝土置换法等等。3.2.1 表面封闭法表面封闭法适用于对承载力没有影响的表面裂缝与深进裂缝的处理，亦使用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。（1）表面涂抹水泥砂浆。将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿深进裂缝凿成凹槽，扫除并洒水湿润，先刷水泥净浆1层，然后用水泥砂浆涂抹，并用铁

41、抹压密抹光。（2）表面涂抹环氧胶泥。用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并洗净，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮湿，应用喷灯烤干燥、预热，以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好，若基层难以干燥，则用环氧煤焦油胶泥（涂料）涂抹。（3）表面涂刷油漆、沥青。涂刷前，混凝土表面应干燥。（4）表面凿槽嵌补。沿混凝土裂缝凿一条V形或U形深槽，V形槽用于一般裂缝的治理，U形槽用于渗水裂缝的治理。槽嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氧乙烯胶泥、沥青油膏等，表面作砂浆保护层。3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法灌浆法一般用于大体积混凝土结构的修补，主要施工程序是钻孔、冲洗、止浆、堵漏、埋管、试水、灌浆。钻孔孔距一般为1m1.5m，钻孔轴线

42、与裂缝呈3040斜角，孔深应穿过裂缝面0.5m以上，当有两排或两排以上的孔时，宜交错或呈梅花形布置；冲洗在钻孔完毕后进行，其顺序按竖向排列自上而下逐孔冲洗；止浆与堵缝是缝面冲洗干净后，在裂缝表面用水泥砂浆（或环氧胶泥）涂抹；埋管安装前应在外壁裹上旧棉絮并用麻丝缠紧，然后旋入孔中，孔口管壁周围的孔隙用旧棉絮或其他材料塞紧，并用水泥砂浆或硫酸砂浆封堵，防止冒浆或灌浆管从孔口脱出；试水是用0.098MPa0.196MPa压力水作渗水试验，采用灌浆孔压水、排气孔排水的方法，检查裂缝和管路畅通情况，然后关闭排气孔，检查止浆堵漏效果，并湿润缝面，以利于粘结；灌浆应采用425号以上的普通水泥，灌浆压力一般为

43、0.294MPa0.491MPa，压浆完毕时浆孔应充满灰浆，并填入湿净砂，用棒捣实，每条裂缝应按压浆顺序依次进行，当出现大量渗漏情况时，应立即停止泵堵漏，然后继续压浆。化学灌浆能控制凝结时间，有较高粘结强度和一定的弹性恢复力，结构整体性效果好，适用于各种情况下裂缝修补与堵漏、防渗处理。灌浆材料应根据裂缝性质、裂缝宽度和干燥情况选用。常用的灌浆材料有环氧树脂浆液（能修补缝宽0.2mm以下的干燥裂缝）、甲凝（能灌0.03mm0.1mm的干燥细微裂缝）、丙凝（用于堵水、止漏与渗水裂缝的修补，能灌0.1mm以下的细裂缝）等，环氧树脂浆液具有粘结强度高、施工操作方便、成本低等有点，应用最广。灌浆操作主要

44、工序是表面处理（布置灌浆嘴和试气）、灌浆、封孔，一般采取骑缝直接用灌浆嘴施喷，不另设钻孔。嵌缝封堵法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝，如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为：开槽涂刷界面处理浆压抹聚合物砂浆养护。先用凿子和扁铲沿裂缝开槽，槽深和宽约35cm，呈U型，用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆，在界面处理浆尚未硬化之前，将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中，压实抹平。在养护时不需要浇水，在湿空气中即可，养护期间不得淋雨、日晒或风吹，最好覆盖一层塑料薄膜。3.2.3 结构加固法与混凝土置换法结构补强加固法当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。

45、用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构作补强加固，可扼制裂缝进一步发展，恢复结构的整体性。（1）锚杆常用水泥砂浆或树脂灌注，锚杆与缝面夹角越大越好。浆液凝固后，锚杆成为结构的一部分，能增强结构的承载能力。采用预应力锚杆，锚固作用更明显，甚至能使混凝土弥合。（2）钢板补强法，是将钢板用粘合剂粘结在混凝土表面上，再用锚杆安装固定。为了结合紧密，也就可先将钢板固定，再灌浆充填钢板与混凝土之间的孔隙。（3）钢筋混凝土补强法，是在原结构表面浇筑一层钢筋混凝土，起到封闭裂缝，提高承载力，阻止裂缝发展的作用。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或

46、其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 4 工程实例分析4.1 工程概况第四水厂一期工程位于红旗区西南角，北临道清路，占地70000平方米，属群体工程，其中包括沉淀池、清水池、废水池、吸水井、液铝池等多个大型现浇钢筋混凝土水池。这些大型水池池壁高47.6米，均为10万m2/d处理能力规模，设计要求水池完全无渗漏。大型水池池壁高，迎水面延长米极长沉淀池长宽分别为107米和26米、清水池长为40米，但池壁厚度不厚，仅在260300毫米之间，均为现浇钢筋混凝土板壁。水池储水量大，水压力高，若施工技术措施不完备或施工不当，极易造成大面积渗漏水。4.2 工程设

47、想(1)为防止因地基不均匀沉降而导致水池结构性开裂渗漏水，基础地基加固采用砂垫层方法处理。(2)防止大体积现浇钢筋混凝土的收缩裂缝出现，在抗渗混凝土掺入HEA高效防水剂和延长大型水池长度方向设置垂直伸缩缝。(3)为提高现浇混凝土的抗渗性能，在混凝土池壁外侧涂抹防水剂。(4)在工程施工过程中，采用一些技术措施进一步保证现浇钢砼水池的抗渗性能。4.3 工程抗裂施工措施4.3.1基础地基加固为减少基础沉降，提高地基承载力，地基加固处理采用换填法，即采用砂垫层的方法。以保证结构沉降为柔性均匀沉降。(1)根据地质勘察报告水池基底标高位于3层黑灰色黏土层，流塑，土层较差，故基础挖至1层暗绿-黄色黏土层，土

48、层性质硬塑-可塑，中压缩性，土层较好；以1层土层作为持力土层，其上的土层均用密实的砂垫层置换。(2)砂垫层施工时先砌筑挡砂墙，再分层分皮（25毫米一皮，30米长一段）铺砂，再浇水、振捣（平板振动机），经过贯落度检测合格，进行环刀试验，数据合格后再进行下一层施工。(3)砂垫层干密度经测试为平均值为1.74103kg/m3大于设计要求的1.6103kg/m3。4.3.2优化混凝土配合比为防止混凝土自身渗漏，采用抗渗混凝土，抗渗等级S6。由于大体积现浇钢筋混凝土易出现收缩裂缝，为提高混凝土的抗裂性能，在抗渗混凝土掺入适量的HEA高效防水剂和设置垂直伸缩缝间距，沉淀池伸缩缝间距约为45米。(1)HEA

49、微膨胀防水的理论分析HEA 高效防水剂会使混凝土产生适度膨胀在钢筋部位的约束下产生0.20.8Mpa的预应力，能有效的补偿混凝土的干缩和冷缩，同时由于HEA水化形成的大量钙矾石晶体，具有填充细孔缝作用，使混凝土中孔径下降，总空隙减少，大大改善了混凝土中孔结构的分布，使混凝土更加密实，显著提高混凝土的抗渗抗裂性能与耐久性和抵抗周围环境介质侵蚀的能力，防止钢筋锈蚀。HEA防水剂具有缓凝作用，能够延长混凝土凝结时间，且凝结时间可根据工作需要进行调整，对于大面积施工水池非常有利。HEA混凝土的早期强度与28天强度较基准混凝土提高10%以上，特别是早期强度的提高，对提高工程结构的安全性与防止混凝土早期膨

50、胀能的损失都是有利的，因为混凝土收缩大部分发生的在早期，故HEA混凝土抗裂性能相对提高。HEA的抗渗性能良好是因为HEA混凝土的膨胀与强度发展协调，使膨胀能得以充分发挥，另外由于HEA的优良减水效果，使混凝土孔隙率减小。密实度进一步提高。(2)HEA施工控制点HEA的活性较大，称量误差大会影响混凝土的强度与坍落度，且不易控制，所以混凝土拌和时严格控制称量误差，称量误差在1%。由于HEA具有与自身相容性的高效减水成份，搅拌时间控制应比普通混凝土延长3060秒。保湿养护至关重要，混凝土初凝后即开始浇水和盖麻袋养护，养护期不少于14天，要始终保持表面湿润状态，以不见白为原则。振捣必须密实，不能过振或漏振，采用专人专区负责制，以混凝土开始泛浆和不冒泡为原则。对于大直径套管底部混凝土密实度，在施工过程过敲击模板听音的方法检查。(3)垂直伸缩缝采用橡胶止水带橡胶止水带因其延伸性能极好，可随结构不均匀微沉降适当延伸而不产生裂缝，也不因自然温度差异产生较大的热胀冷缩导致材料微裂缝出现，有效地满足了密封防水。橡胶止水带采用埋入式位置居中。止水带的宽度为30毫米，XQ-2泡沫塑料填充，外壁施作双组份聚硫密封膏，密封膏密实，基层垃圾清理干净、干燥。该工程采用SGJL-851II型双组分室温固化聚硫密封胶，其对混凝土具有良好的黏结力，并有