《钢筋混凝土结构裂缝类型、危害及成因分析》

目录第一章绪论…………………1第二章钢筋混凝土结构裂缝类型、危害与成因分析 2钢筋混凝土结构裂缝的类型…………………2常见钢筋混凝土结构裂缝的危害………………2钢筋混凝土结构裂缝的成因……………………2第三章钢筋混凝土结构裂缝预防措施……………………4材料措施………………………4施工措施…………5设计措施…………5混凝土配合比设计………………8管理方面…………9环境方面…………2第四章钢筋混凝土结构裂缝处理措施……………………15表面修补法………………………15内部修补法………………………15结构补强加固法…………………16混凝土置换法……………………16电化学防护法……………………17仿生自愈合法……………………17第五章混凝土结构裂缝的检测与控制……………………18混凝土裂缝的检测方法………18混凝土裂缝产生的原因………20混凝土裂缝的控制手段…………24第六章无砟道床混凝土裂缝修补方法……………………296.1表面封闭法………………………296.2无压注浆法………………………306.3低压注浆法………………………32结束语………………………34致谢…………………………35总结…………………………36第一章绪论混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水与其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和自身变形、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导致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、防渗与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。在实际工程中要区别对待,根据实际情况进行预防和处理。随着公路建设的快速发展，公路等级的不断提高，应用于工程建设中的混凝土的数量越来越多，混凝土的质量要求也越来越高，混凝土裂缝的预防和处理在工程中也得到高度重视。结合本单位的一些工程实际情况和多年的施工经验，对混凝土工程中经常出现的一些裂缝问题进行探讨分析，提出一些具体的预防与处理措施。第二章钢筋混凝土结构裂缝类型、危害与成因分析钢筋混凝土结构裂缝的类型钢筋混凝土结构裂缝就其开展程度分为表面裂缝、贯穿性裂缝、破坏性裂缝；就其在结构表面形状分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜裂缝等；按其发展情况分为稳定裂缝和不稳定裂缝、能闭合裂缝和不能闭合的裂缝；按其尺寸大小分为微观裂缝和宏观裂缝两类，微观裂缝是混凝土内部固有的一种裂缝，它是不连贯的，一般存在于混凝土结构内部，尺寸较小裂缝宽度通常情况下不超过0.5mm,宏观裂缝是指尺寸较大的裂缝，裂缝宽度通常情况下大于）.5mm,可存在于混凝土内部，也可存在于混凝土表面；按时间可分为施工期间形成的裂缝和使用期间产生的裂缝；按其影响因素可分为设计因素裂缝、材料因素裂缝、施工因素裂缝、使用因素裂缝、温度因素裂缝,不均匀变形因素裂缝、钢筋锈蚀裂缝等几大类。下面就工程中比较常见的裂缝进行阐述。塑性收缩裂缝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。混凝土干缩引起的裂缝在混凝土硬化过程中，产生内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，而内部湿度变化小，收缩也小，因而表面的收缩变形受到内部混凝土的约束，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X法预应力制成的构件，露天生产后长久不X拉等等，都会产生这种裂缝。温度变化引起的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，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，内部的温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。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，表面受到内部混凝土的约束，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X围内出现。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“水热化”，导致混凝土块体温度升高，当混凝土块体内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。结构基础不均匀沉降引起的裂缝当结构的基础沉降不均匀时，结构构件受到强迫变形，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切作用，从而是的结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。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，因此裂缝宽度较大、多呈45，并且通常是贯穿性的。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，X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，内容多，限于篇幅本文不作阐述。常见钢筋混凝土结构裂缝的危害钢筋混凝土结构是多组分复合材料，在各种条件变化和各种材料变形不一致的情况下,微观裂缝的产生几乎是不可避免的，这种细微裂缝如果不扩展或在一定X围内扩展的话，它对一般的工业与民用建筑的正常使用是不会造成危害的，有害与无害的界限由结构使用功能决定的。对钢筋混凝土，特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝，不会迅速导致破坏，只是限制裂缝宽度的问题，使其达不到有害程度。但实际使用过程中，钢筋混凝土结构在荷载作用下或是进一步温差和干缩的情况下，细微裂缝会开始开展并相互贯通，从而发展成较大裂缝,对结构造成极大的影响，形成危害。常见危害有：(1)影响钢筋混凝土结构的承载能力；(2)引起钢筋锈蚀，使保护层崩落；(3)影响钢筋混凝土结构的正常使用；(4)降低结构刚度，影响建筑物的整体性；(5)影响钢筋混凝土结构的耐久性能和使用寿命；(6)影响建筑物的美观；(7)裂缝大的可能使结构或构件彻底报废、造成工程返工、材料浪费、延迟工期以与较大的经济损失。钢筋混凝土结构裂缝的成因混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用过程中，当温度、湿度发生变化，地基产生不均匀沉降时，极容易产生裂缝。裂缝的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。结构I >材料施工 工程结构裂缝控制链 ¼地基环境 <^=1裂缝处理工程结构裂缝控制链材料因素粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大；集料颗粒级配不良容易增大混凝土收缩，使混凝土产生裂缝。骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土用灰量、用水量增多，收缩量增大。混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰与矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。水泥等级与混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。施工因素混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接成因。(2)水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。(3)模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太小或太大，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。(4)混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。(5)避免在极端天气条件下施工，可以减少砼结构的开裂情况。设计因素设计结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中，构造处理不当，所产生的构件裂缝。设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。各种结构缝设置不当等因素容易导致砼开裂。外界因素地基变形在钢筋砼结构中，造成开裂主要原因是地基的不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。温度变形砼具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为1×10-5∕0C0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，当这种应力超过砼的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇屋面板上的裂缝，大体积砼的裂缝等。湿度变形砼在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般为0.2〜0.4%。，其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等，这样可基本解决砼的早期干缩问题。结构受荷结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。如：拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、X拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%〜40%的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往在设计荷载的1．5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规X中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2mm〜0.3mm,对那些宽度超过规X规定的裂缝，以与不允许开裂的构件上出现裂缝，则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。徐变砼徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也和很常见。据文献记载受弯构件截面砼受压徐变，可以使构件变形增大2〜3倍，预应力结构因徐变会产生较大的应力损失，降低了结构的抗裂性能。周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。混凝土配合比设计原因.设计中水泥等级或品种选用不当。.配合比中水灰比(水胶比)过大。.单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。第三章钢筋混凝土结构裂缝预防措施材料措施材料选用水泥：根据工程条件不同，尽量选用水化热较低、强度较高的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料：适用表面粗糙、级配良好、空隙率小、无碱性反应；有害物质与泥土含量和压碎指标值等满足相关规X与技术规X规定。细骨料：一般采用天然砂。宜用颗粒较粗、空隙较小的2区砂、对运送混凝土宜选用中砂；所选的砂有害物质与混凝土含量和坚固指标等应满足相关规X与技术规程规定。外掺加料：宜采用减水剂与膨胀剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。极采用掺合料和混凝土外加剂，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响。钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可能导致砼开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的砼开裂。配料配合设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确，搅拌时间应保证；禁止任意增加水泥用量。混凝土运输过程中，车鼓保持在每分钟约6转，并到工地后保持搅拌车高速运转到4至5分钟，以使混凝土浇筑前充分再次混合均匀。如遇塌落度有所损失，可以掺一定的外加剂以达到理想效果。浇筑分层应合理，振捣应均匀、适度、不得随意留置施工缝。配筋混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用。结构设计中经常忽略构造钢筋的重要性，因而经常出现构造性裂缝。合理的配筋，特别是构造配筋，细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸，可有效避免构造性裂缝的产生。施工中对钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响。钢筋绑扎位置要正确，保护层厚度要尽量准确，不要超出规X规定；钢筋表面应洁净，钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。施工措施模板的安装与拆除.模板与其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工工具和材料供应等条件进行设计。模板与其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载，以与上层机构施工时产生的荷载。.安装的模板须构造紧密、不漏浆、不渗水，不影响混凝土均匀性与强度发展，并能保证构件形状正确规整。.安装模板时，为确保保护层厚度，应准确配置混凝土垫块和钢筋定位器等。.模板的支撑立柱应置于坚实的地面上，并应具有足够的刚度、强度和稳定性，间距适度，防止支撑沉陷，引起模板变形。上下层模板的支撑立柱应对准。.模板与其支架的拆除顺序与相应的施工安全措施在制定施工技术方案时应考虑周全。拆除模板时，不应对楼层形成冲击荷载。拆除模板与支架应随拆随清运，不得对楼层形成局部过大的施工荷载。模板与其支架拆除时混凝土结构可能尚未形成设计要求的受力体系，必要时应加设临时支撑。.底模与其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求；当无设计要求时，混凝土强度应符合表3.1的规定。.后浇带模板的支架与拆除易被忽视，由此常造成结构缺陷，应予以特别注意，须严格按施工技术方案执行。.已拆除模板与其支架的结构，在混凝土强度达到设计要求的强度后，方可承受全部使用荷载；当施工荷载所产生的效应比使用荷载的效应更为不利时，必须经过核算并加设临时支撑。表3-1底模拆除时的混凝土强度要求构件类型构件跨度/m达到设计混凝土立方体抗压强度标准值的百分率/%≤≤2≥≥50>2，≤8≥75板〉8≥100≤≤8≥≥75梁、拱、壳>8≥100悬臂构件 ≥1003.2.2混凝土的制备.应优先采用预拌混凝土，其质量应符合《预拌混凝土》GB/T14902的规定进行外，对品质、种类相同的混凝土，原则上要在同一预拌混凝土厂订货。如在两家或两家以上的预拌混凝土厂订货时，应保证各预拌混凝土厂所用主要材料与配合比相同，制备工艺条件基本相同。.施工者要事先制定好关于混凝土制备的技术操作规程和质量控制措施。混凝土的运输.运输混凝土时，应能保持混凝土拌和物的均匀性，不应产生分层离析现象，运送容器应不漏浆，内壁关滑平整，具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施，并宜快速运输。运送频率，应保证混凝土施工的连续性。.运输车在装料前应将车内残余混凝土与积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整混凝土拌和物的工作性时，外加剂掺入后运输车应进行快速搅拌，搅拌时间应由实验确定。.运至浇捣地点混凝土的坍落应符合要求，当有离析时，应进行二次搅拌，搅拌时间应由实验确定。严禁向运输到浇筑地点的混凝土中任意加水。.由搅拌、运输到浇筑入模当气温不高于25℃时，持续时间不宜大于90min，当气温高于25℃时，持续时间不宜大于60min。当混凝土中掺加外加剂或采用快硬水泥时，持续时间应由实验确定。混凝土浇筑混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度；加强混凝土温度的监控，与时采取防护措施，优化混凝土配合比。加强混凝土的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应与早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。大体积混凝土施工，应做好温度测控工作，采取有效的保温措施，保证构件内外温差不超过规定。开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应与时通知勘察与设计单位到现场验收，对较复杂的地基，设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探，当探出有不利的地质情况时，必须先对其加固处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时，一般应先施工较深的基础，以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建(构)筑物各部分荷载相差较大时，一般应施工重、高部分，后施工轻、低部分。避免在雨中或大风中浇灌混凝土。对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。模板工程模板构造要合理，以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载(特别是动荷载)作用下，模板变形过大造成开裂。合理掌握拆模时机。拆模时间不能过早，应保证早龄期砼不损坏或不开裂；但也不能太晚，尽可能不要错过砼水化热峰值，即不要错过最佳养护时机。混凝土的养护.养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施，必须充分重视，并制定养护方案，派专人养护工作。.混凝土浇注完毕，在混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护，尽量避免急剧变化、振动以与外力的扰动。.浇筑后采用覆盖、晒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施；保温、保湿养护时间，对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或抗渗要求的混凝土，不得少于14d。.底版和楼板等平面结构构件，混凝土浇筑收浆和抹压后，用塑料薄膜覆盖，防止表面水份蒸发，混凝土硬化至可上人时，可揭去塑料薄膜，铺上麻袋或草帘，用水浇透，有条件时尽量蓄水养护。.截面较大的柱子，宜用湿麻袋围裹喷水养护，或用塑料膜围裹自生养护，也可涂刷养护液。.墙体混凝土浇筑完毕，混凝土达到一定强度(1-3d)后，必须时应与时松动两侧模板，离缝约3-5Imm,在墙体顶部架设淋水管，喷淋养护。拆除模板后，应在墙两侧挂麻袋或草帘等覆盖物，避免阳光直照墙面，连续喷水养护时间符合5.6.3条规定；地下室外墙宜尽早回填土。.冬期施工不能向裸露部位的混凝土直接浇水养护，应用塑料薄膜和保温材料进行保温、保湿养护。保温材料的厚度应经热工计算确定。.当混凝土外加剂对养护有特殊要求时，应严格按其要求进行养护。设计措施建筑平面造型在满足使用要求的前提下，力求简单，平面复杂的建筑物，容易产生扭曲等附加应力而造成墙体与楼板开裂；控制建筑物的长高比，增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力。设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。控制建筑物的长高比，长高比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越强。正确设置变形缝，位置和宽度选择要适当，构造要合理。合理地调整各部分承重结构的受力情况，使荷载分布均匀，尽量防止受力过于集中。限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制，可以和其它结构缝合并使用。部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋砼梁，以适应窗台的变形，防止窗台处产生竖直裂缝。构件配筋要合理，间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板，上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处，宜增加附加横向钢筋。减少地基的不均匀沉降，在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度，不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法，来调整地基的不均匀变形。层层设置圈梁、构造柱，可以增加建筑物的整体性，提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度，防止或减少裂缝。积极采用补偿收缩混凝土技术：在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。(12)重视对构造钢筋的认识：在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。混凝土配合比设计.混凝土配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定，根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性与工作性等进行配合比设计外，其配制的混凝土还应符合相关规定。.干缩率。混凝土90d的干缩率易小于0.06%。.坍落度。在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土坍落度；基础、梁、楼板、屋面用的混凝土坍落度易小于120mm，柱、墙用的混凝土坍落度宜小于150mm；混凝土采用泵送时，高层建筑用的混凝土坍落度根据泵送高度宜控制在180mm左右，多层与高层建筑底部的混凝土坍落度宜控制在150mm。.用水量。不宜大于170kg/m3。.水泥用量。普通强度等级的混凝土宜为270-450千克每立方米，高强混凝土不宜大于550千克每立方米。.水胶比。应采用适当较小的水胶比。混凝土水胶比不已大于0.60。.砂率。在满足工作性要求的前提下，应采用较小的砂率。.宜采用引气剂或引气减水剂。.配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况与时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。管理方面应当确定科学的控制裂缝标准，合理的选择施工进度，避免在混凝土施工中过分抢修工期，监督混凝土施工中制定的各项技术措施，必须严格执行。不应当预先指定设计与施工方法，设计图纸上不应指定施工单位采用尚不成熟的外加剂。施工过程中与验收后发现有少量的裂缝，应当采取化学灌浆方法和封闭方法加以处理，轻微的收缩裂缝不应作为“事故”处理，不应降低工程质量标准，采取适当措施以确保结构物的正常耐久使用，完全满足设计要求。除非承载力严重不足，不要轻易打掉重建，耗费巨资补强加固。注意到同一设计单位设计，同一材料供应单位，同一施工单位施工，在相同环境中，裂缝程度却完全不同，这是常遇到的现象，其要害是“非均质性”，裂缝控制的作用效应与抗力都是高度离散性和随机性的问题。环境方面注意施工的季节，环境的温湿度与气象变化对混凝土变形性能的影响，严格控制现场坍落度、防风、与时和气象站保持紧密联系，应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土，中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的不利影响。注意暴雨中不能浇灌混凝土。第四章钢筋混凝土结构裂缝处理措施裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、与时处理，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，电化学防护法以与仿生自愈合法。表面修补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。槽内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。内部修补法用压浆泵将胶结材料压入裂缝中，由于其凝结、硬化而起到补缝作用，以恢复结构的整体性。这种方法适用于对结构整体性有影响，或有防水、防渗要求的裂缝修补。常用的灌浆材料有水泥和化学材料，可按裂缝的性质、宽度、施工条件等具体情况选用。一般对宽度大于0.5mm的裂缝，可采用水泥灌浆，对宽度小于0.5mm的裂缝，或较大的温度收缩裂缝，宜采用化学灌浆。水泥灌浆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1m〜1.5m,钻孔轴线与裂缝呈30°〜40°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0.098MPa〜0.196MPa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0.294MPa〜0.491MPa,压浆完毕时浆孔内应充满灰浆，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0.03Inm〜0.1Inm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。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。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。电化学防护法电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。仿生自愈合法仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法， 它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。第五章混凝土结构裂缝的检测与控制混凝土裂缝的检测方法混凝土裂缝检测的内容主要包括裂缝的位置、形态、分布特征、宽度、长度、深度、走向、数量、裂缝发生与开展的时间过程、是否稳定、裂缝内是否有渗出物、裂缝周围混凝土表观质量情况等。除了裂缝深度的检查需借助于检查仪器外，裂缝检查的其他项目一般可目测进行。一般可利用带刻度的放大镜、钢尺等工具精确描述裂缝长度、宽度、方向、高度以与数量。混凝土裂缝的表观检查对混凝土表面裂缝的检查,一般应检查裂缝发生的位置、形态、发展长度、宽度与裂缝数量,并观测裂缝的变化发展情况。裂缝的位置、数量、走向一般来用照片和绘制裂缝展开图等形式记录，长度用直尺、钢尺进行测量，宽度可用带刻度的放大镜、钢尺等进行测量。检查裂缝宽度的方法如下:在裂缝的起点与终点,用红铅笔或红油漆画与裂缝相垂直的细线；也可以用红铅笔在裂缝附近沿裂缝延伸方向画细线,以标明裂缝的形态、发展长度。在标明裂缝上,选择目测裂缝宽度较大的位置作为放置放大镜的固定地点,量出裂缝的宽度。量出主要裂缝的宽度后,将它与量测的裂缝位置、走向、长度、分布情况与特征,用坐标法绘制裂缝展示图,并记录下来。1.2混凝土的无损检测与监测裂缝的深度可采用超声波法、冲击弹性波法、雷达法等无损检测方法进行检测［1］，对于发展的裂缝还应进行监测。超声波检测超声波法用于非破损检测，就是以超声波为媒介，获得物体内部信息的一种方法，其基本原理是在混凝土材料性质（包括混凝土的成分、配合比和龄期等）相同的条件下,对比声波在有、无裂缝的混凝土中传播时间差异比较来判定裂缝深度。由于混凝土组成颗粒小、密度大、密度分部也很均匀，所以声波能很好地传播，对其内部缺点与其部位等都能正确地检测出来。把握混凝土表面产生的裂缝深度，对耐久性诊断和探究修补加固策略有重要意义。测定裂缝深度，基本上都是将发射探头和吸收探头，安排在混凝土同一面上的裂缝四周，但由于所选用的波形种类（纵波、横波与表面波）和声学参数（声速、频率、相位等）的不同，已有许多种具体方法。冲击弹性波法一般把弹性体内流传的波总称为弹性波，用人工发射弹性波到弹性体内，探测弹性体内的状态，是广义的弹性波探测法。冲击弹性波法和超声波法的原理是一样的，但远比超声波测定的裂缝深度深，冲击弹性波法只能检测扩大方向和表面成直角，没有分支的单纯裂缝。该法不能获得表明内部缺陷的明确信号，只能根据许多测点测试数据的相对比较，来评断缺陷，因而不够直观［2］。声发射检测法声发射检测法也是利用弹性波进行声学检测的具体检测方法检测裂缝，和其他方法最大的不同是只能检测正在产生的裂缝，不能检测已产生的旧裂缝，对正在产生的裂缝可检测裂缝产生的部位（声发射源定位），裂缝的大小，扩大情况和种类，以与裂缝的深度等。传感仪器监测利用埋设在混凝土中的仪器进行裂缝监测，惯例技巧是利用振弦式测缝计，其把持领域仅0.12~1,属点式检测，由于裂缝涌现的空间随机性，因此往往漏检，为了与时无遗漏地监测裂缝，必须实行大领域的、持续、散布式监测，即所谓全散布监测。a：振弦式测缝计b：施工人员安装测缝计光纤传感网络监测在各国竞相开发的结构监测高科技领域里，光纤传感以其奇特优势居于中心地位，它灵活、精度高、抗电磁干扰，且可靠耐久，易于光纤传输组成主动化遥测系统。裂缝的产生可以用埋设在混凝土中光纤的光强变更监测，而裂缝的定位可用多模光纤在裂缝处的光强忽然降落或诊断完成，通过衰减曲线上的裂缝损耗突变点，可以正确地断定裂缝的部位，针对混凝土裂缝检测的特点，研制出基于光时域反射技巧的光纤裂缝传感网络，可实现混凝土结构的散布检测，凡裂缝和光纤传感网络相交，均可感知，并可定宽、定位、定向。混凝土裂缝产生的原因混凝土裂缝可归纳为两大类：结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝是由结构承载力不足引起的；非结构性裂缝是由变形引起的，如混凝土收缩、温度变化等。混凝土裂缝成因复杂，与多种因素有关。裂缝产生原因主要包括：构件受力、变形使内应力超越材料强度，材料选配不当与级配不良，施工不当，气候与环境影响。构件受力、变形使内应力超越材料强度构件受力来自受力因素，主要是拉伸（中、偏拉力）、压缩（中、偏压和局部压）；弯曲来自少筋、适筋、超筋；剪切是由于少箍、适箍、冲切、扭转等状态。常见的变形有不均匀沉降、收缩和温度变形受到约束等状态所致。与之有关的裂缝的产生大致可分为以下两方面原因：建筑结构设计的原因建筑结构设计不合理会导致混凝土结构中出现裂缝，主要表现在：结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝；对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝；构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝；未充分考虑混凝土构件的收缩变形等。例如混凝土板在硬化过程中，由于水分蒸发、体积逐渐缩小，产生收缩，而板的四周由于受到支座的约束，不能自由伸展，当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时，引起现浇板的开裂。混凝土本身的影响水化热的影响主要是水泥水化热过高,在混凝土在浇筑振捣以后,水泥水化过程中会产生一定的热量,水化热聚在结构内部不易散失，引起急剧升温,在建筑工程中一般为20〜30℃甚至更高。由于结构物在一个自然散热条件中,实际混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的最初3〜5天。随着混凝土龄期的增长弹性模量的增高对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大,以致产生很大的拉应力,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时,开始出现温度裂缝。混凝土的收缩变形的影响混凝土的收缩,也是产生裂缝的重要原因。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。地基和老混凝土的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度降低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。当应力超过材料承受能力时，裂缝随之产生。混凝土塑性沉降的影响此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍(如钢筋、模板)而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土刚浇筑完,尚处在塑性状态时期,因混凝土表面水分散失或混凝土塌落、沉陷而产生,大多沿着梁板上面钢筋的走向出现［3］。材料选配不当与级配不良常见因素为水泥过期或水泥安定性不良与水泥品种选用不当；混凝土配比不良，砂质过细，含泥量过高，骨料含有过量有害物质，外加剂的影响等，大致可分为以下两方面原因：材料设计方面的原因配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等。材料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。混凝土水灰比过大，或使用过量粉砂也可以使混凝土结构产生裂缝。当用同一品种与相同强度等级水泥时，混凝土强度等级主要取决于水灰比。当水泥水化后，多余的水分就残留在混凝土中，形成水泡或蒸发后形成气孔，减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面，在荷载作用下，可能在孔隙周围产生应力集中，使混凝土表面出现裂缝，而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大，拉力强度低，容易因塑性而产生裂缝。不同种类和不同用量的水泥拌制的砂浆干缩性变化很大。矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大，而粉煤灰水泥收缩值较小，快硬性水泥收缩大。一般来说，其水灰比不变，水泥用量越多，混凝土的收缩率越大，因为混凝土的干缩主要产生于水泥浆的干缩，水泥浆越多，混凝土越有可能开裂。外加剂和掺合料会影响混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收缩和徐变，从而会对混凝土的开裂产生影响，掺有外加剂的混凝土干缩值较大，特别是初期干缩值较大。外加剂与掺合料种类繁多，只有强度指标，缺乏对水化热与收缩变形影响的长期实验资料，有些试验资料并不严格。有许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低耐久性。材料质量引起的裂缝混凝土主要由水泥、骨料、拌和水与外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可导致结构出现裂缝。水泥安定性不良，过期受潮，含碱量较高；骨料粒径超标、级配不良、杂质含量超标等也会影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大；采用氯化物等杂质含量较高的拌和水与含碱的外加剂等都可能使结构出现裂缝。施工不当方面的因素在混凝土结构浇筑、养护、拆模等过程中，若施工不规X,工艺不合理，则容易产生裂缝。比较常见的有：混凝土搅拌时间过短，振捣不良，浇注速度过快，施工缝留置与搭接处理不当，初期养护不当，早期受冻，钢筋骨架构造不当（箍筋间距，主筋配置与搭接、焊接锚固，预埋件乱空乱放等问题），乱踩已绑扎配筋致使保护层减小，模板刚度不够，支架稳定性不够，导致下沉或失稳等情况。大致可分为以下两方面：浇筑过程中的因素当梁、柱中纵向受力钢筋的混凝土保护层过厚（大于40mm），或踩塌已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力钢筋保护层加厚，而形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，混凝土表面出现不规则裂缝。现场振捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振或振捣抽撤过快，振捣不密实，施工缝和细部处理不仔细，出现空洞，会导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝；过震则会造成混凝土分层离析、浮浆过厚,抹压如果不与时,则混凝土表面会出现塑性裂缝。施工过程中，振捣棒直接搁置在钢筋上进行振动，钢筋被扰动，同时使得浇筑完的混凝土过早受到振动，影响了钢筋与混凝土的握裹作用，也影响了混凝土的均匀性与密实性。钢筋保护层厚度不足，造成钢筋与混凝土的握裹作用减小，对混凝土变形开裂的约束作用减弱。在风速过大或烈日暴晒的情况下施工，混凝土的收缩值增大，导致裂缝产生。浇筑顺序不合理、速度太快等施工过程会改变混凝土的质量，降低混凝土的性能，引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝。大体积混凝土构件浇筑后，抹面的次数不到位，易产生表面收缩裂缝。养护与拆模过程中的因素现场养护不当是造成混凝土收缩开裂的一个重要原因。混凝土养护的目的是为了保证混凝土的正常凝结、硬化,混凝土的养护可改变混凝土的水化反应速度，影响混凝土的强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。混凝土养护时间过短，保持的湿度过低都会使得混凝土收缩变大，会引起裂缝。有些地下室不与时覆土,上部结构不与时做好封闭,出入口长期敞开,屋面防水层破坏后不与时修补,墙体和柱梁的保温保湿养护不到位等,都会增加混凝土干缩速度,引起混凝土早期表面裂缝。支架预压不够，模板刚度不够，或拆模过早等都会使结构产生裂缝。施工时模板刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。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。气候与环境影响常见的是由于气温变化或早期受冻所导致的裂缝，因此环境因素的变化差异是必然因素。其它因素有混凝土中的钢筋锈蚀、有害化学侵蚀、地震、火灾袭击或构件表面受烧灼等。温度变化引起的裂缝外界气温越高,混凝土的浇筑温度也越高。如果外界温度下降,会增加混凝土的降温幅度,特别是在外界温度骤降时,会增加外层混凝土与内部混凝土的温差,使混凝土表面产生较大的拉应力，这时对混凝土抗裂极为不利。冻胀引起的裂缝温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀，可能会导致混凝土裂缝的产生。锈蚀引起的裂缝是在结构物投入使用一定时期后，沿主筋方向出现的纵向裂缝，这是钢筋出现生锈初期的膨胀结果。埋在混凝土中的钢筋发生锈蚀以后，其产生铁锈的体积是相应钢筋体积的2〜4倍，因而会向四周膨胀，而钢筋四周的混凝土则限制它的膨胀，产生了交界面上的压力，这种压力就称为钢筋锈胀力。钢筋锈胀力会影响钢筋与混凝土的粘结性能，而且将导致混凝土保护层受拉而开裂，钢筋混凝土构件一旦受锈胀力纵裂以后，钢筋锈蚀速度加快，这对钢筋混凝土构件的抗裂性、耐久性是十分不利的。5.3混凝土裂缝的控制手段钢筋混凝土裂缝控制主要是为了控制有害裂缝，减少可见裂缝，以保证结构的安全性、耐久性和使用功能，裂缝控制应根据不同的产生原因分别采取措施［4］。混凝土结构裂缝控制的基本原则是“抗”和“放”。“抗”是指通过提高混凝土性能,合理的配筋和结构构造处理等措施来提高结构的抗裂能力，“放”是通过降低结构的约束和自约束等程度,从而达到减少或释放约束应力的目的。混凝土裂缝的控制手段主要是从设计、原材料配合比、施工、养护方面的裂前控制与对裂缝的与时处理与修补等方面的裂后控制。设计方面的控制措施建筑平面造型在满足使用要求的前提下,力求简单；控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力。正确设置沉降缝、变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理。设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。当无法回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋。设计中应重视对于构造钢筋的配置，特别是对于现浇箱梁、楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。控制混凝土板内管线的预埋，板内不应预埋水管。其它管线预埋宜与钢筋成斜交布置，应避免管线立体交叉，严禁多层管线交错叠放，必要时宜在管线集散处增设垂直于管线的钢丝网，增加双层双向抗裂构造配筋等加强措施。在结构设计中，不仅要避免运营荷载下的裂缝产生，还要避免施工荷载下的裂缝产生。在结构设计时，往往对运营荷载下的安全较为重视，而忽视了施工阶段的验算。计算表明，在一些特殊的施工阶段，结构应力较运营阶段应力更为不利。因此设计计算时，应对重要的或特殊的施工阶段进行计算，确保施工阶段结构的安全性。原材料与配合比的控制混凝土不但要满足强度和抗渗等级的要求,还必须满足施工现场对混凝土施工性能的要求,在混凝土的运输、浇筑以与成型过程中不离析,易于操作,具有良好的工作性能,有助于混凝土裂缝的控制。因此,有效控制原材料的选择是控制混凝土结构裂缝产生的重要措施。水泥品种的选用和水泥用量的控制水泥应选用质量稳定、水化热低、含碱量低、活性好、标准稠度用水量小,有较好的富余强度,泌水性小,收缩较小的水泥。选择低水化热水泥和在保证混凝土强度的前提下尽量减少水泥用量是有效降低水化热，减少混凝土因内外温差而出现裂缝的有效途径。比如选择矿渣硅酸盐、普通硅酸盐等低水化热水泥。掺合料和外加剂掺合料是指磨细的矿物粉料,常用的有粉煤灰、磨细矿渣、磷渣等材料,是当代混凝土工程中不可缺少的重要组成材料。混凝土中的掺合料不但起到分散、填充、改善混凝的施工性能的作用,尤为重要的是掺合料还参与水泥的水化作用,对混凝土的强度发展、密实度、抗渗性能都有较大贡献。因此,质量符合要求的掺合料不仅取代部分水泥,减少了水泥用量,更对提高混凝土的施工性能和耐久性都有重要作用。粉煤灰具有减水、润滑作用，能改善混凝土的粘聚性和流动性，减少水泥用量，降低水化热，减少混凝土收缩。外加剂能起到降低水化热峰值与推迟峰值热出现的时间,延缓混凝土凝结时间,减少混凝土水泥用量,降低水化热减少混凝土的干缩,提高混凝土强度,改善混凝土和易性的作用。最常用的外加剂是减水剂,减水剂是当代混凝土中不可缺少的组成材料。减水剂有减水、增塑的效果。在混凝土中掺加高效减水剂后,具有在减水的前提下改善混凝土的施工性能的作用,使混凝土的坍落度增大,不泌水,不离析,有合适的凝结时间。更重要的是使用减水剂降低了混凝土的单位用水量,改善了混凝土中毛细孔的数量、结构和分布状况,对提高混凝土的耐久性有重要作用。减水剂应确认与胶结材料水泥和掺合料相适应方可使用。为了在一定程度上增强混凝土的抗裂能力,在混凝土中添加聚丙烯纤维,也是一种有效的手段。其抗裂原理是当裂缝扩展到基体界面时,在界面上会产生对裂缝起约束作用的剪应力并使裂缝趋向于闭合,从而抑制裂缝或裂纹的出现，阻止基体中原生缺陷或微裂纹的进一步扩展，提高混凝土的温度变形性能,预防混凝土产生早期热裂缝。骨料的选择增大粗骨料的比例并保证粗骨料有良好的级配，减少骨料的孔隙率，可以减少胶结材料数量，降低水化热，提高混凝土的抗裂性能，以保证混凝土的整体性，防止裂缝出现。粗骨料应选用石质坚固、连续级配好、粒形好、没有碱骨料活性的碎石。骨料不得含有机杂物，产地、规格必须一致。水灰比的控制由于商品混凝土生产厂家为便于混凝土的运输和泵送，往往会增大用水量，造成混凝土水灰比和坍落度过大，引起混凝土表面浮浆过厚，产生干缩裂缝和沉陷裂缝，因此严格控制混凝土的水灰比是解决混凝土裂缝最有效途径之一。5.3.4施工过程工艺控制钢筋绑扎位置要正确,保护层厚度要准确，纵向受力的普通钢筋与预应力钢筋，其混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径，且应符合下表的规定。纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）环境类别板、墙、壳板、墙、壳板、墙、壳梁梁梁柱柱柱≤C20C25-C45≥C50≤C20C25-C45≥C50≤C20C25-C45≥C50 -201515302525303030二a 202030303030二b 252035303530 302540354035注：基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时不应小于70mm.加强模板施工过程的监督和管理。模板与其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性,在振捣过程中派专人进行看模,防止松扣下沉现象的发生。严格按配合比要求计量称重和控制搅拌时间，使混凝土搅拌均匀，从而保证混凝土质量；严格控制混凝土坍落度，对商品混凝土应逐车检查泵车泄料口混凝土坍落度；同时控制混凝土车运输和停留时间，避免因运输、停留时间过长，减少水分损失；对较大跨度的桥梁、箱梁和高层建筑板面混凝土施工时，混凝土泵出料口宜采用布料机施工作业，使作业面布料均匀，避免混凝土不均的离析现象；施工时应要求做到振捣密实，防止出现混凝土漏振和过振现象，保证混凝土密实，提高混凝土的抗裂性能。要控制好浇筑速度,避免出现砂浆积聚的薄弱部位，同时对洞口与截面部位要在模板外进行二次振捣,防止收缩裂缝的产生。控制好预拌混凝土的质量,保证混凝土性能的同一性。根据浇筑的气温条件、砂石含水率变化、混凝土坍落度损失等情况,与时对配合比的用水量和外加剂略微调整,使混凝土的施工保持稳定,便于浇筑。同时将泵送混凝土的输送管用湿麻袋覆盖,以避免因日晒、摩擦等因素使管壁温度升高,加大混凝土的坍落度损失,影响浇筑。浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温,尽量避开炎热天气浇筑。夏季可采用温度较低的地下水搅拌混凝土,或在混凝土拌和水中加入冰块,同时对骨料进行遮阳、洒水降温,在运输与浇筑过程中也采用遮阳保护、洒水降温等措施,以降低混凝土拌和物的入模温度；在混凝土入模时,还可以采取强制通风措施,加速模内热量的散发［7］。大体积混凝土必须在规定的施工段内连续浇筑,合理设置后浇带,划分成多个施工段,采用“化整为零”的原则减少混凝土结构体积,降低其约束程度,从而减小每次浇筑的结构体积,并减少连续浇筑量,确保可以有序地进行施工作业和精心养护,有利于控制大体积混凝土的浇筑质量、控制混凝土的水化热温度变化、控制内外温差和降温速率,并能有效降低结构内部的约束程度,达到防治混凝土裂缝措施的“放”的效果。5.3.5养护和保护早期养护：刚浇筑后的混凝土尚处于凝固硬化阶段，水化速度较快，须采取覆盖保湿措施防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。因此加强混凝土早期养护，尤其在7天内始终保持混凝土湿润状态是防止裂缝出现的重要环节。成品保护：混凝土浇筑完后，待混凝土达到一定强度后方可允许在混凝土表面进行施工作业；严格控制拆模时间，待混凝土强度达到设计和规X要求后方可拆模，避免因拆模过早而产生裂缝。5.3.6对裂缝的修补与处理通过裂缝检测、分析后,根据裂缝的现状与未来发展的预测,结构所处的环境与继续使用的年限,要求结构恢复程度等因素着手进行裂缝处理。裂缝处理的原则首先应能保证裂缝处理后结构原有的承载能力、整体性以与防水、抗渗性能；其次要考虑温度、收缩应力较长时间的影响,以免处理后再出现新的裂缝；再次应防止进一步的人为损伤结构和构件,尽量避免大动大补,并尽可能保持原结构的外观。裂缝的类型不同,修补处理的方法也不相同，主要包括表面修补法和深度固化处理［8］。表面修补法表面修补法是对混凝土构件表面较浅的裂缝用水泥砂浆或环氧树脂等表面涂刷处理［9］。这些表面裂缝一般都很细很浅,施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。如果表面裂缝贯通底部,出现漏水的情况,可通过在构件表面贴补防水片等方法来解决。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。深度固化处理内部修复内部修复是采用压浆泵将粘合剂与密封剂浆液灌入裂缝深部,由于胶结料在裂缝内部凝结、硬化而起到补缝作用,从而达到恢复结构的整体性、耐久性与防水性的目的。灌浆材料一般要求具有较好的流动性,且具有一定的粘结强度。常用的灌浆材料有水泥和化学材料,可按裂缝的性质、宽度、施工条件等具体情况选用。一般对宽度大于0.5mm的裂缝，可采用水泥灌浆；对宽度小于0.5mm的裂缝，宜采用化学灌浆。化学灌浆材料主要为环氧树脂和聚氨酯等。压力灌浆分为低压注入和高压注入两种方式,应根据修复的结构类型和裂缝种类选择适合的注入方式。低压注入适合宽度较细,深度较浅的建筑物裂缝；高压注入适合宽度较宽,深度很深的建筑物裂缝。加固补强对于因承载能力不足所产生对整体性、承载能力有较大影响的深层与贯穿性的裂缝,单纯修补已经不够,尚需进行补强加固［10］。结构加固补强是为了防止裂缝再出现和扩展,保证结构安全。结构补强的方法很多,主要有加大截面法、外包角钢法、粘钢法、粘贴碳纤维法以与预应力加固法等。加固方法的选择,应根据检测分析结果、结构功能降低与加XX因，结合结构特点、当地具体条件、新的功能要求等因素综合分析后确定。与修补处理不同,由于加固处理目的在于恢复因裂缝降低的混凝土构件的承载力,涉与到建筑物的结构安全和使用功能的改变,因此必须在确认安全的基础上计算承载力,提出合理的详细的方案。第六章无砟道床混凝土裂缝修补方法根据无砟轨道结构特点、无砟道床混凝土裂缝性质和裂缝伤损等级，混凝土裂缝修补方法可分为表面封闭法、无压注浆法和低压注浆法，三种修补方法可按以下要求进行施作。表面封闭法.修补材料用于表面封闭的涂层材料宜采用聚合物水泥基材料，其主要性能应满足附表5－1要求。底涂材料可采用高聚合物乳液含量的聚合物水泥基材料。表面封闭涂层材料性能要求附表5－1序号项目单位指标要求检测方法1表干时间h≤2GB/T167772拉伸强度（7d）MPa≥2GB/T167773断裂伸长率（7d）%≥100GB/T167774人工气候老化（720h）无裂纹与变形GB/T192505耐碱性（碱处理，拉伸强度保持率）%60〜150GB/T167776不透水性(0.3MPa,30min)不透水GB/T167777粘结强度（7d）MPa≥1.5GB/T16777(A法)注：1.涂层材料颜色应尽量与混凝土颜色相近GB/T16777《建筑防水涂料试验方法》GB/T19250《聚氨酯防水涂料》2.主要修补工机具钢丝刷、真空吸尘器、计量工具、搅拌工具、盛料容器、涂刷工具等。.修补工艺使用钢丝刷将裂缝表面两侧刷毛，用真空吸尘器清除灰尘等杂物。当裂缝内有明水时，应采用热风机等将裂缝处吹干。称量并配制表面封闭用修补材料，采用手持式搅拌机或专用搅拌器将修补材料搅拌均匀。（3）沿裂缝表面涂刷一层底涂材料。待底涂材料表干后，涂刷表面封闭用涂层材料，涂刷3遍以上，以涂层厚度达到300μm以上为宜。每遍涂刷都要等到上遍涂层材料表干后再涂，且两次涂刷方向相互垂直。在大风干燥等条件下适当采取薄膜覆盖等方法养护，防止涂层材料失水过快导致涂层开裂。.环境要求施工适宜温度5〜30℃,雨雪天不得施工。6.2无压注浆法.修补材料无压注浆法修补混凝土裂缝宜采用低粘度树脂材料。低粘度树脂材料性能应满足附表5－2要求。.主要修补机具手动双组份注浆器、电热吹风机、真空吸尘器、角磨机等。.修补工艺（1）用真空吸尘器清除裂缝内杂物。（2）采用电热吹风机去除裂缝内水分。（3）沿裂缝两侧制作注浆围挡，防止浆体污染混凝土表面。（4）采用手动双组份注浆器向裂缝内注入低粘度树脂材料。灌注过程中应随时观察树脂渗透情况，并与时补注修补材料直至注满。（5）修补材料固化后，去除裂缝围挡，将裂缝表面多余树脂材料打磨平整。（6）在裂缝表面涂刷裂缝封闭材料，其修补材料与工艺与上述“表面封闭法”相同。.环境要求施工适宜温度5〜30℃,雨雪天不得施工。低粘度树脂材料性能要求附表5－2序号项目单位指标要求检测方法1粘度mPa∙S≤50GB/T2794凝胶时间min≤30GB/T71932拉伸强度MPa≥6(2h)≥14(24h)≥20(7d)GB/T25673抗压强度MPa≥10(2h)≥20(24h)≥30(7d)JC/T10414断裂伸长率（7d）%≥2GB/T25675收缩率（7d）%≤2通过测量液态密度（GB/T13354）和成型硬化物的密度（GB/T1033.1）,计算得出6 粘结强度（7d）MPa ≥5 JC/T1041注：1.GB/T2794《胶粘剂粘度的测定》GB/T7193《不饱和聚酯树脂试验方法》GB/T2567《树脂浇铸体性能试验方法》JC/T1041《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》GB/T13354《液态胶粘剂密度的测定方法重量杯法》GB/T1033.1《塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法》6.3低压注浆法修补材料（1）低压注浆法修补混凝土裂缝宜采用性能满足附表5－3要求的树脂材料。（2）封缝材料可采用聚合物快硬水泥浆、专用封缝材料或专用封缝带等。2.主要修补机具注浆器、注浆嘴、钢丝刷、真空吸尘器、打磨器等。低压注浆法修补材料性能要求附表5－3序号项目单位指标要求检测方法1粘度mPa∙s≤200GB/T27942凝胶时间min≤60GB/T71933拉伸强度MPa≥6(2h)≥14(24h)≥20(7d)GB/T25674抗压强度MPa≥10(2h)≥30(24h)≥60(7d)JC/T10414断裂伸长率（7d）%≥2GB/T25675收缩率（7d）%≤2通过测量液态密度（GB/T13354）和成型硬化物的密度（GB/T1033.1）,计算得出6粘结强度（7d）MPa≥5JC/T1041注：1.GB/T2794《胶粘剂粘度的测定》GB/T7193《不饱和聚酯树脂试验方法》GB/T2567《树脂浇铸体性能试验方法》JC/T1041《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》GB/T13354《液态胶粘剂密度的测定方法重量杯法》GB/T1033.1《塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法》.修补工艺（1）使用钢丝刷清洁裂缝区域表面，用真空吸尘器清除周围杂物。（2）采用封缝材料封闭裂缝，封闭过程中留出注浆孔和排气孔。（3）通过注浆器向裂缝内注入修补材料，直至注满为止。（4）当修补材料固化后，去除封缝材料，并将裂缝表面打磨平整。（5）在裂缝表面涂刷裂缝封闭材料，其修补材料与工艺与上述“表面封闭法”相同。.环境要求施工适宜温度5〜30℃，雨雪天不得施工。结束语钢筋混凝土结构裂缝是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面，建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各种裂缝出现，是不可避免的，其有害程度是可以控制的，有害与无害的界限是由结构使用功能决定的。因此加强钢筋混凝土结构出现裂缝原因的分析是非常重要的，设计、施工、材料等方面因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、相互制约的，必须全面系统的考虑。从裂缝的分类入手，弄清裂缝出现的原因，对裂缝采取措施加以正确的处理，能够避免钢筋混凝土结构裂缝的产生或者使裂缝尽可能将其有害程度控制在允许X围之内，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，钢筋混凝土结构裂缝问题将会逐渐得到圆满的解决。保证建筑物和构件安全、稳定地工作。致谢毕业设计已经接近了尾声，这也意味着我的大学生活就要结束了，学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。首先，我要特别感谢我的指导老师王龙老师。做设计的过程是艰辛的，但是在我的努力之下还是完成了。在这个过程中王龙老师给了我很大的的帮助，没有他的尽心指导和严格的要求，我也不会顺利完成这次设计。每次遇到难题，我最先做的就是向王老师寻求帮助，而王老