大庆某框架结构施工裂缝的防治

施工裂缝分析与防治摘要：江苏****公司****分公司在大庆地区建设了住宅及办公楼，其中大部分项目都涉及到框架结构。施工过程中出现了各种裂缝等质量问题，因此问题的分析，是正确拟定质量事故处理方案的前提，是明确质量事故责任的依据。为此，要求对质量问题的分析力求全面、准确、客观;对事故的性质、危害、原因、责任都不能遗漏。要有科学的论证和判断;言之有理:论之有据，方能达到统一认识的目的。本文对油田总医院住院三部工程施工过程中可能出现的各种裂缝作一个分析及提出防治方法。关键词：粉煤灰陶粒砌块墙体梁板裂缝混凝土工程概况：本工程结构属框架剪力墙结构，建筑物基础形式：主楼采用桩+筏板基础；裙楼采用桩+承台基础。本工程基础等级为甲级，地下防水等级为二级。本工程建筑抗震类别为乙级，地震作用按设防裂度6度计算，抗震措施按设防裂度7度考虑。本工程墙体为粉煤灰陶粒砌块填充墙及轻质隔墙。本工程使用年限50年，建筑结构的安全等级为二级。（一）墙体裂缝：１.裂缝产生的部位及其特征由于设计采用粉煤灰陶粒砌块，最可能产生裂缝是顶层纵横墙交接处有阶梯形裂缝；在屋面与墙体交接处或梁底与墙体间有水平裂缝产生；在底层窗台下有竖向裂缝产生，各个楼层的窗台两角和顶层外墙窗口四角处有斜裂缝存在；在钢筋混凝土柱和粉煤灰陶粒小型空心砌块填充墙的相结处有竖向裂缝存在；在砌块周边产生裂缝。

２、裂缝产生的原因（1）、蒸压加气混凝土砌块本身孔隙率大，体积密度小，受干燥收缩和温度变化产生体积变形较大。（2）、墙面的粉刷材料与粉煤灰陶粒砌块性能不同，粉刷层和砌体干燥收缩两者不同，相互之间产生拉、剪应力。（3）、粉煤灰陶粒砌块在工程中主要用于框架填充墙，该墙材和砂浆与钢筋砼梁、柱又是两种不同的材料，相互收缩的应力也不同。（4）、温度的影响。屋面与墙体之间的温差也会使顶层墙体产生裂缝，在夏季尤其明显。屋面的温度比墙体的温度高，则屋面的变形也比墙体的变形大，屋面的变形受到墙体的约束，导致在屋面和墙体的结合处产生剪拉力。在剪拉力和屋面荷载的共同作用下，墙体产生相应的主拉应力，当主拉应力超过墙体自身的抗剪、抗拉强度时，墙体势必会产生多种形状的裂缝。（5）、设计方面存在的因素。砌块对地基不均匀沉降非常敏感，设计中如果对地基不均匀沉降估计不足，易在墙体中产生阶梯形裂缝及底层窗台墙体的竖向裂缝。在混凝土柱和粉煤灰陶粒小型空心砌块的相结处，缺乏相应控制裂缝产生的措施。因此按照规范或设计设置墙体拉结筋（长度为墙长的１／５或７００，取大者）。住院三部由于采用桩+阀板基础，地基不均匀沉降不是很明显，此处提出供其它项目参考。（6）、施工中存在的因素。砌筑工人之间技术水平的差别造成砌筑质量不稳定，是造成墙体质量问题的重要因素。在施工中，所用砂浆强度低、砌块表面浮灰等污物未处理干净、砌筑时铺灰过大，均会发生砂浆与砌块间粘结力差，导致裂缝的产生。砌筑时没有采取反砌法，粘灰面小。砌筑砂浆强度高，砂浆收缩大。墙体每日砌筑的高度过高，引起灰缝变形过大．使墙体产生裂缝。砌筑砂浆搁置时间过长，出现泌水现象或隔夜砂浆重新拌制后使用等，都会降低砂浆与砌块之间的粘结力，使墙体产生裂缝。在已砌好的墙体上打洞凿糟，埋设水电管线等．破坏了墙体的整体性。削弱了墙体的强度，温度干缩变形时，在此处产生裂缝。构造柱、现浇带、圈梁、过梁等模板安装施工时振动墙体。其次，砌块出厂存放期不够，在砌块体积收缩尚未完成就上墙砌筑，产生收缩裂缝。砌块排列不合理，上下二皮砌块竖缝搭砌小于砌块高的三分之一或150mm的，没有在水平灰缝中按规定加拉结筋或钢筋网片，导致裂缝的产生。墙体、圈梁、楼板之间纵横墙相交处无可靠连接。施工现场对砼小型空心砌块的堆放场地、遮雨措施等未能按规范要求实施，上述这些都会造成墙体水平裂缝的产生。３、砌块墙体裂缝控制的措施（1）、设计方面控制的措施

控制顶层墙体裂缝的关键是降低屋面与墙体之间的温度差。因此我们建议设计院设计时必须同时采用保温层和隔热层，在檐口处的保温层厚度必须满足允许温差的要求。同时，隔热层应满铺，不得在檐口处出现空档。在屋盖适当部位应设置分隔缝，一般6米*6米划分。提高顶层墙体的小砌块和砌筑砂浆的强度等级，应不低于7.5级，并在外纵墙、内横墙沿高度每600mm设置Φ4钢筋点焊网片，用来增强顶层墙体的抗拉、抗剪强度。

在各层窗台处均设置钢筋混凝土窗台梁，以减少由于压力差引起的裂缝。同时提高底层窗台下砌筑砂浆的强度等级。若在不均匀地基的情况下，增加地圈梁的刚度，并在底层窗台墙体的第二与第四皮灰缝中各设置Φ4钢筋点焊网片，用以控制竖向裂缝的产生。（2）施工方面的控制措施

砌筑工人应持证上岗，无上岗证者不得上岗。上岗前应做好技术交底，要求每一层的同部位墙体应由同一人施工。

墙体所使用粉煤灰陶粒小型空心砌块的生产厂家必须具有准用证。砌筑前，应将砌块表面的污物清除，不得使用潮湿的小砌块进行砌筑。断裂的小砌块或壁肋中有竖向凹形缝的小砌块不得在承重墙上砌筑。对出厂的粉煤灰陶粒砌块必须放置一个月以上（在现场）让其充分变形。严格控制砌筑砂浆的质量及砌筑工艺，填充墙的砌筑最少要分三次完成，砌筑到框架梁下30cm左右处，整个墙体要放置一个月以上左右时间，让该砌筑好的墙体充分变形完毕，然后再砌筑梁下斜砌砖。在墙梁结合部预留4~5cm，然后用膨胀细石砼人工填塞，以消除该处的水平裂缝产生。墙柱，墙梁结合部粘贴20cm宽耐碱纤维网格布，以抵抗不同材料变形不同产生的裂缝。在内墙粉刷砂浆中掺入玻璃丹强丝，以增加砂浆的抗拉强度，在进行内外粉刷时涂刷墙面结合层界面剂。砌筑水平灰缝时用座浆法铺浆，砌筑竖缝时先将小砌块端面朝上铺满砂浆，然后上墙挤紧，并用泥刀在竖缝中插捣密实，做到随砌随勒缝，用以保证墙体有足够的抗拉、抗剪强度。若需要移动已砌好砌体的小砌块或被撞动的小砌块时，应重新铺浆砌筑，控制砌块周围裂缝的产生。

配制砂浆的原材料必须符合要求，设计配合比应有良好的和易性，砂浆稠度宜控制在50-70mm，施工配合比必须准确，保证砂浆强度达到设计要求。构造柱、现浇带、圈梁、过梁等模板安装施工．要使模板与墙体紧密接合，使墙体受力均匀，在进行混凝土浇筑时，振捣棒要轻捣，不要硬别模板和加固用的钢管等．防止墙体松动，破坏整体性．避免墙体出现开裂现象。顶层的内粉应在屋面保温层、隔热层施工完毕后进行，以降低温差的影响。外墙的粉刷宜在结构封顶后，并在墙体干缩基本稳定后施工，防止以后粉刷开裂。

综上所述，多高层建筑粉煤灰陶粒小型空心砌块墙体应设计到位，并且在施工中应严格按照有关规范和设计要求进行，裂缝是完全可以控制并解决的。（二）、混凝土裂缝1、裂缝成因：混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，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，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，在一定的范围内也是可以接受的，只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定：有些结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。2、凝土工程中常见裂缝及预防2.1.干缩裂缝及预防干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。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、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。主要预防措施：一、混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用。二、大体积混凝土浇捣完毕后，初凝前用长刮尺刮平，经6小时先用铁滚筒滚压数遍，再用木抹子在混凝土表面拍实并搓毛两遍以上，以闭合收水裂缝，防止产生表面收缩裂缝，约12~14小时后，覆盖塑料薄膜和草包进行保温保湿养护。并按规定时间测量混凝土各部位的温度，确保混凝土内外温度差不超过25℃。三、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。四、加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。五、在混凝土结构中设置合适的收缩缝。住院三部工程阀板要求采用商品混凝土，控制水灰比和掌握好配合比。地下室剪力墙及以上结构均采取集中搅拌站自拌混凝土，严格按照上述几点执行。2.2.塑性收缩裂缝及预防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。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm，较长的裂缝可达2~3ｍ，宽1~5mm。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。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。主要预防措施：一、选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二、严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三、浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四、及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五、在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。住院三部工程阀板要求采用商品混凝土，控制水灰比和掌握好配合比。地下室剪力墙及以上结构均采取集中搅拌站自拌混凝土，严格按照上述几点执行。另外养护采用塑料薄膜及时覆盖。2.3沉陷裂缝及预防沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。住院三部采用桩基础，受沉陷的影响较小，但是此处提出为以后的非桩基础建筑提供参考。主要预防措施：一、对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二、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。三、防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四、模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。五、在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。以上五点都是保证基底土质密实，地基受力均匀的条件，要严格控制。2.4.温度裂缝及预防温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500～27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高）。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（实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。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，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。主要预防措施：一、尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二、减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三、降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四、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。五、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。六、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。七、高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。八、大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。九、在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差。十、加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。十一、预留温度收缩缝。十二、减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十三、加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、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。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。十四、混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。2.5.化学反应引起的裂缝及预防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。混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施：一、选用碱活性小的砂石骨料。二、选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三、选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有：一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇注要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料2.6针对油田总医院住院三部可能产生的裂缝及采用的控制裂缝的措施2.6.1概况：主楼阀板厚度为1500mm，直线加速器机房墙板、顶板最厚2450mm，地下室剪力墙厚度为400mm，分格缝间隔长度为38800mm，以上所有结构砼强度等级为C45（基础阀板为C35）。地下室阀板施工时间为2007年7月28日，直线加速器机房施工时间为2007年10月15日。2.6.2防止裂缝的措施：（1）由于桩基单位原因，导致基础阀板砼在2007年7月28日施工，此时室外最高温度为35℃，故浇筑混凝土选择在夜间进行，以降低混凝土的入模温度。（2）a为保证水泥的连续供应选择哈尔滨水泥厂天鹅牌P.O32.5水泥。b为减少水泥水化热，降低混凝土的温升值，在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将天鹅牌P.O32.5水泥用量控制在320Kg/m3。适当增加掺合料粉煤灰来提前混凝土性能。c在混凝土中掺入胶结材料用量为2.8%的泵送剂，它具有防水剂、减水剂、缓凝剂三种外加剂的功能。溶液中的糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20%左右，水灰比可控制在0.37以下。d选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含泥量，降低水灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。e混凝土搅拌前先对碎石浇水降温，自来水预先放入150m3的地下蓄水池中降温至13℃，使混凝土入模温度控制在20℃以下。f分层浇筑混凝土，每层厚度不宜大于500mm，以加快热量散发，并使温度分布较均匀，同时也便于振捣密实。上层混凝土覆盖要在下要在下层混凝土初凝之前进行。（3）为了降低大体积混凝土内部温度，在几个电梯井、集水坑部位预埋冷却水管，根据测温情况调整流量，以调整混凝土内部温度。（4）a大体积混凝土浇筑后，必须进行监测，专人检测表面温度与结构中心温度，测温时间不少于14天，前7天每隔4小时测温一次，后7天每隔8小时测温一次，测温过程中如发现温差大于25℃时要采取有效措施，当温差少于25℃时，可停止测温。b大体积混凝土浇筑时，易使钢筋产生位移，因此浇筑混凝土过程中应随时复核钢筋的位置，并采取措施，以保证位置正确。c为了减少收缩裂，待混凝土表面终凝前，宜进行第三次研压抹光。d混凝土初凝后即覆盖湿润的彩条布和草帘。泵送混凝土一般掺有缓凝剂，其养护方法与不掺外加剂的混凝土相同。应在混凝土终凝后才浇水养护，并且要加强早期养护。混凝土内外温差和混凝土外部与大气温差控制在25℃以内。（5）养护时间大体积混凝土应在浇筑完毕后及时覆盖塑料布进行养护，为了防止混凝土表面与大气温差过大造成温度裂缝，在塑料布上覆盖两层草帘被进行保温。混凝土养护时间不应少