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混凝土裂缝论文范文1
关键词：连续刚构悬臂施工挂篮设计有限元
1.工程概况
韩家店1号特大桥是国道主干线重庆至湛江公路贵州省境内崇溪河至遵义高速公路上的一座特大型三跨预应力混凝土连续刚构桥，该桥主桥全长为454m，跨径设置为122m+210m+122m。该桥箱梁0号段长15m，其中桥墩两侧各外伸1.5m，每个“T”构沿纵桥方向分为36个对称梁段，梁段数及梁段长度从根部至跨中分别为10×2.2m，10×2.5m，13×3m，3×3.5m。桥体按整幅设计，箱梁采用单箱单室截面，顶板宽22.5m，底板宽11m，外翼板悬臂长5.57m，梁高由0号块处的12.5m以半抛物线形式从根部过度到跨中的3.5m。
2.挂篮形式的选取
2.1分段施工法与悬灌挂篮的演化
预应力混凝土桥梁的分段施工法是从预应力原理、箱梁设计和悬臂施工法综合演进而成的。自从二十世纪五十年代PC箱梁的分段施工法在西欧诞生以来[1]，国内外大跨度桥梁多采用此法。除悬臂拼装法以外，尤其是特大桥梁中更是普遍应用平衡悬臂灌筑法——即单“T”的每一个设计节段利用挂篮对称就地浇筑混凝土。悬臂灌筑法中不需要象满堂支架法那样大量的施工支架和临时设备，不影响桥下通航和通车，施工不受季节、河道水位的影响。
平衡悬灌法施工的成败及质量控制的优劣在于挂篮的工艺设计，挂篮设计的好坏直接影响到施工进度，它是特大桥梁施工中的一项关键技术。
就挂篮总重与悬浇最大梁段的重量比而言，PC桥梁的悬臂施工挂篮的演化过程[2][3]大致经历了从平行桁架式，三角型组合梁式，曲弦桁架式(或称弓弦式)，菱形式到滑动斜拉式的阶段变化。特点是结构越来越轻型化，受力越来越合理，有些挂篮的行走系统还设计有统一的液压伺服装置来控制挂篮的升降和行走，使得挂篮操作及施工控制越来越趋向智能化[4]。
2.2挂篮设计的轻型化
目前，挂篮已向轻型、重载方向发展。其中可以用两个主要控制指标β，β’来反映挂篮的设计优化与否。设定β=挂篮总重/悬浇节段重量，β’=主承重结构/悬浇节段重量。
β值越低，表示承受节段单位重量使用的挂篮材料越省，整个挂篮（包括模板）设计越合理；β’值越低，表示挂篮主承重构件使用的材料越省，设计越合理。另外，减轻挂篮自重采用的手段除优化结构形式外，最重要的措施是不设平衡重，并改善滑移系统，同时改进力的传递系统。
图1列出了国内外20座大桥的的β值分布，其中最大为2.18，最小为0.31。
图1国内外20座大桥的β值分布
2.3韩家店挂篮形式的选取
因悬灌施工中有多种因素制约挂篮的布置和结构设计，如施工状态大桥主梁的强度及变形要求，近海施工风荷载的影响，吊机的吨位及安装位置等等。一般来说，采用的挂篮须满足：结构简单，重量轻，安装、拆除方便，安全可靠，灌注混凝土过程中变形小等特点。
韩家店挂篮形式在参考了平弦无平衡重挂篮、菱形挂篮、弓弦式挂篮、斜拉式挂篮等结构形式后，从中选取了三角形挂篮形式，该挂篮与其它形式挂篮比较有如下突出特点：
⑴、三角形挂篮与菱形挂篮相比，降低了前横梁高度，即挂篮重心位置大大降低，从而提高了挂篮走行时的稳定性。
⑵、结构简单，拆装方便，重量较轻。设计中三角形挂篮主桁架和主要结构体系采用钢板和型钢焊制的箱形结构，单件重量较轻，主桁架杆件间采用法兰结构用高强螺栓连接，易于搬运和拆装。
⑶、该三角形挂篮平衡重系统利用已成形梁段竖向预应力钢筋作为后锚点，取消了平衡重的压重结构。
⑷、挂篮走行采用液压走行系统，由导梁、走行轮、反扣轮、走行油缸组成，该系统具有挂篮就位准确、走行速度快、安全可靠等特点。
⑸、该挂篮通用性强，稍做改装即可用于其它幅宽和梁高的桥上。
3．挂篮结构布置
该三角形挂篮由主桁、前横梁、底篮系统、前吊系统、内外模滑梁系统、后锚系统组成，挂篮总重(含内外模)约为1160kN，因模板以及吊杆随施工过程中截面高度的不断降低有一部分将会移去，对跨中合拢梁段所要求的支架重量须小于1300kN是显然满足的，所以减小荷载后的挂篮仍然可以作为中跨合拢的支架方案使用。总体布置图以及吊挂系统如图2-1、2-2所示。
4．挂篮的设计
4.1挂篮构件的传力过程
考察主梁设计截面的形状，单箱单室的截面形式至多可用8个相对独立的内外模板（外顶模2块+外侧模2块+底模1块+内顶模1块+内侧模2块）拼接而成。作为待浇梁段混凝土的支撑面，内、外顶模支撑翼缘板与顶板的混凝土重量，模板以上的重量则由间隔分布的8根内、外纵滑梁承受，内、外纵滑梁则把力传递到已浇梁段的顶板和前上横梁上安装的吊杆上。待浇腹板和底板混凝土的重量则通过底模传递给底栏纵、横梁，通过前、后下横梁上安装的吊带传力给已浇梁段的底板和前上横梁。而前上横梁的所有荷载则都传递到三角形主桁架上，三角形主桁架的前支点和后锚点把力再传给已浇梁段的顶板。浇注某一节段混凝土时挂篮构件的传力过程如图3所示。
图3浇注混凝土时挂篮构件的传力过程
4.2构件内力的计算
挂篮必须适应整个施工过程，因施工过程中节段荷载的不断变化，挂篮中各杆件的受力也是在不断变化之中，因此拟订一个最不利的施工过程进行计算，既可以优化杆件的设计，又可以确保施工安全。一般而言，拟订最不利施工过程的依据是待浇梁段混凝土的总体积最大，总重量最重。按设计划分的单“T”沿36个梁段的体积分布如图4所示。因为各构件在所有施工过程中的受力具有相对的独立性，有必要根据设计分段的情况把主梁截面细分，如34#节段（最长3.5m梁段）混凝土重量可能会对翼缘板外滑梁和顶板内滑梁产生最不利影响，1#节段（最重2.2m梁段）可能会对底模纵横梁以及前后吊挂构件产生最不利影响。事实上，根据设计节段长度的变化，拟订1#，11#，21#，34#四个施工节段混凝土重量对挂篮构件的效应可以涵盖其它施工节段，挂篮构件内力计算即以这四个施工节段为基准，空挂篮状态则以1#施工节段为基准计算。
图4单“T”沿36个梁段的体积
计算中挂篮系统采用空间（杆系＋板块）有限元进行弹性分析，其中三角形主桁杆件、横联，上、下横梁，底篮纵梁,内、外纵滑梁用梁单元来模拟；吊杆、吊带用只拉杆单元来模拟；底篮模板采用具有较大刚性的板单元来模拟，计算模型如图5所示。这种空间模型较一般采用的平面杆系模型更能反映每根杆件或每块模板的受力和变形情况，避免了平面杆系模型中三角形主桁片杆件合并带来的杆件受力、变形平均化问题，对分析各杆件的真实受力状态有益，也对挂篮总体变形及施工标高的控制有益。
有限元法计算中的部分参数如表1所示。
表1挂篮构件内力计算中参数的选定
序号
材料
序号
荷载
⑴
16Mn钢
[σ]=200MPa
⑴
施工临时荷载重
2.0kN/m2
⑵
A3钢
[σ]=140MPa
⑵
施工冲击荷载重
1.5kN/m2
⑶
混凝土
容重γ
26.0kN/m3
⑶
模板重量根据该节
所用数量确定
模板采用
定型钢模
⑷
结构自重
程序自动加载
图5空间计算模型示意（其中符号：，分别表示支点和吊点）
图中A:三角形主桁架；B,C,D:上、下横梁；E:内、外滑梁；F,G:底篮前后吊带；H:纵滑梁吊杆；I:底篮模板及纵梁
4.3计算结果及分析
表2列出了挂篮在4个浇筑阶段（1#，11#，21#，34#施工节段）和空挂篮在1个行走阶段（1#2#施工节段）的构件应力计算结果。
表2浇筑阶段和行走阶段挂篮构件的最大应力(绝对值)（MPa）
杆件
编号
杆件
名称
浇筑阶段
行走阶段
1#
11#
21#
34#
1#2#
⑴
前后下弦杆
27.2
23.6
23.3
23.1
11.2
⑵
立柱
13.0
11.1
11.0
10.9
4.6
⑶
前后斜杆
40.7
35.1
34.5
34.2
15.0
⑷
前上横梁
38.4
33.5
34.8
36.2
14.9
⑸
前下横梁
18.7
15.1
13.1
9.4
4.5
⑹
后下横梁
22.3
17.5
10.5
6.6
6.0
⑺
底篮纵梁
93.8
73.8
48.8
26.0
3.0
⑻
前吊带
15.5
13.1
10.2
6.7
3.1
⑼
后吊带（绳）
35.1
28.1
19.7
11.4
74.7*
⑽
内外滑梁
112.4
99.6
113.4
125.1
97.5
⑾
滑梁吊杆
83.0
87.9
94.3
97.9
40.1
注：表中“*”号表示行走阶段后吊点采用钢丝绳。
与表2中五种工况对应的挂篮底篮的最大变形分别为：1#：11.3mm；11#：9.4mm；21#：8.8mm；34#：8.0mm；挂篮从1#行走至2#节段时为15.8mm。
从计算结果看，挂篮在整个施工过程中构件的应力是能够满足材料的允许值要求的。浇注混凝土过程中挂篮的变形较小说明挂篮的整体刚度较大，这有益于在实际施工中对线型及标高的控制，进而提高施工质量。
5结束语
韩家店1号特大桥通过选择三角形挂篮这种合理的挂篮形式，设计中充分了解了挂篮在施工过程和走行过程中各构件的传力机理，对挂篮在各种工况下建立了适用、合理的三维空间有限元模型，以至于能够比较完整地了解各杆件的受力和变形情况，计算结果满足各施工过程受力和变形的要求。
每一座悬灌施工的大桥都有其自身的特点，这需要综合考虑大桥本身因素以及围绕大桥伴生的各种因素对挂篮选择的影响。技术层面上，对选定的挂篮还需进一步优化结构形式和杆件的设计。轻型、重载的挂篮结构形式对增强施工现场的可操作性、创造经济效益有着重要意义！
参考文献：
[1]预应力混凝土桥梁分段施工和设计，[美]小沃尔特·波多尔尼[法]J·M·米勒尔，1986.4，万国朝，黄邦本译
[2]PC桥梁悬臂灌注施工挂篮的发展，王武勤，桥梁建设，1997年第4期，p55～p57
混凝土裂缝论文范文2
该法适合于修补较宽裂缝大于0.5mm，采用环氧树脂：10，聚硫橡胶：3，水泥：12.5，砂：28。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（约0.4斤丙酮就可以了）。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。
1.2低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm~0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理-试漏-配制注浆液-压力注浆-二次注浆-清理表面。
当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
1.3表面覆盖法修补裂缝
这是一种在微细裂缝（一般宽度小于0.2mm）的表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，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。
表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘贴）等。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。
结论。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，因此严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防患于未来，尽可能地降低混凝土裂缝的出现；对混凝土裂缝进行认真研究、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.
混凝土裂缝论文范文3
一、概述
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；
④设备、器皿、工具要及时清洗。
混凝土裂缝论文范文4
关键词：混凝土裂缝裂缝控制
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
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厚度(m)1.01.52.02.53.03.54.0＞4.0
ξ0.230.350.480.610.730.830.951.0
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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。
7)采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。
混凝土裂缝论文范文5
当然，引起水工建筑物混凝土结构产生裂缝的原因是多方面的。但是，归纳起来可分为荷载作用引起的裂缝和非荷载引起的裂缝两类。本文对这两类因素进行了分析，并根据实践经验对在施工中进行预防的措施，供参考。
2荷载作用引起的裂缝
2．1水工建筑物混凝土结构在使用荷载作用下，由于截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的，所以构件在使用时总是带缝工作的。这类裂缝总是与主拉应力方向大致垂直，且最先在荷载效应最大处产生。如果荷载效应相同，裂缝首先在混凝土抗拉能力最薄弱处产生。
2．2预防荷载作用引起的裂缝的措施是合理的配筋。在施工过程中，选用混凝土粘结较好的变形钢筋，控制钢筋的应力不过高，钢筋的直径不过粗，并用钢筋不在混凝土中分布比较均匀。这样就能较好地控制正常使用条件下裂缝宽度，不致过宽。
3非荷载引起的裂缝
在水工建筑物混凝土物件中，大部份缝是由非荷载因素引起的，如温度变化、混凝土收缩、基础不匀沉降、塑性坍落、钢筋锈蚀、碱—骨科化学反应等等。
3．1温度变化引起的裂缝
3．1．1水工建筑结构件随着温度的变化而产生变形，即通常所说的热胀冷缩。当变形受到约束时，便产生了裂缝，约束的程度越大，裂缝就越宽。
预防热胀冷缩的措施：一是撤去约束，允许自由的产生变形；二是设置伸缩缝。
3．1．2水泥和水所引起化学反应引起裂缝。大体积混凝土开列的主要原因之一，是由于混凝土在硬化过程中，水泥和水起化学反应，产生大量的水化热引起混凝土的温度上升，如果热量不能很快散失，内部和外部温差过大，就将产生温度应力，使结构内部受压，外部受拉。混凝土在硬化初期，只有很低的抗拉强度，如果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时，混凝土就要产生裂缝。
防止这类裂缝产生的措施是：①尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥；②减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m2以下；③降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.60以下；④改善骨科级配，掺加粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量，降低水化热；⑤改善混凝土的搅拌工艺，采用“二次风冷”新工艺降低混凝土的浇筑温度；⑥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，改善混凝土拌和物的流动性、保水性，降低水热化，推迟热峰出现的时间；⑦合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；⑧在大体积混凝土内部设置冷却管道，通过冷水或冷气冷却，减小混凝土的内部温差；⑨加强混凝土温度的监控，及时采取冷却保护措施；⑩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，并洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表现缓慢冷却，在寒冷季节，混凝土两面必须采取保温措施，以防寒潮袭击。
3．1．3构件硬化成型后，在使用中，如果温度较大，构件内部温度梯度就极大，也会引起构件开裂。
3．1．4预防产生比类裂缝的措施是：采用隔热（或保温）措施，尽量减少构件内部温度梯度，在配筋时应考虑温度力的影响。
3．2混凝土收缩引起的裂缝
3．2．1混凝土在空气中结硬时，体积要缩小，产生收缩变形，当受到约束时，就可能导致裂缝的产生。
3．2．2在配筋率较高的构件中，由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力，引起构件局部裂缝。
3．2．3新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。
3．2．4防止和减少收缩裂缝的措施：①合理设置收缩缝；②改善水泥土性能，降低水灰比，减少水泥用量；③配筋率不宜过高，设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀，避免发生集中的大裂缝；④加强混凝土的时期养护，并适应当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。
3．3混凝土塑性坍落引起的裂缝
3．3．1混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个小时内，这时混凝土还处于塑性状态，如果混凝土出现泌水现象，在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向上浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时，在上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。
3．3．2预防措施是：①要仔细选择集料的配级，做好混凝土的配合比设计，特别是要控制水灰比，采用适量的减水剂；②施工时混凝土既不能漏振也不能过振，避免混凝土泌水现象的发生，防止模板沉陷；③如果发生这类裂缝，可在混凝土终凝以前重新抹面压光，使裂缝闭合。3．4基础不均匀沉降引起的裂缝
3．4．1基础不均匀沉降，使超静结构受迫，从而导致裂缝。
3．4．2防止基础不均匀引起裂缝的措施是：根据地基条件及上部结构形式，采用合理的构造措施及设置沉降缝。
3．5冰冻引起的裂缝
3．5．1水在结冰过程中，荷重要增加，因此，水在设灌浆或灌浆不饱满的预应力构件孔道中结冰，就可以产生沿着孔道方向的纵向裂缝。
3．5．2预防冰冻裂缝的措施：在建筑物基础梁下填一定厚度的松散材料（炉渣）。
3．6钢筋锈蚀引起的裂缝
3．6．1原因：钢筋的生锈过程实际上是电化学反应过程，这种效应可在钢筋周围的混凝土中产生胀拉应力，如果混凝土的保护层比较薄，不是以抵抗这种拉应力时，就会沿着钢筋形成一条顺筋裂缝。顺筋裂缝一旦产生，又进一步促进钢筋锈蚀程度的增加，形成恶性循环，最后导致混凝土保护层剥落，甚至钢筋锈断。这种顺筋裂缝对结构的耐久性影响最大。
3．6．2预防措施：防止顺筋裂缝的措施是提高混凝土的密实度和抗渗性，适当加大保护层的厚度。
3．7碱——骨科化学反应引起的裂缝
3．7．1原因和分析：碱——骨科反应是指混凝土孔隙中水泥的碱性溶液与活性骨科（含活性Si02）化学反应，生成碱——硅酸凝胶，碱硅胶温水后可产生膨胀，使混凝土胀裂，开始时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝，然后由表及里地发展，裂缝中充满了白色深沉。
3．7．2预防措施：碱——骨科化学反应对结构件的耐久性影响极大，为了控制碱——骨科的化学反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥，并提高混凝土的密实度和采用较低的水灰比。
4结语
裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力，影响水利建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响水利建筑物的承载能力。所以，必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究，区别对待，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，以保证水利工程建筑物的构件的安全、稳定、经久、耐用。
论文关键词：水利工程建筑物；混凝土裂缝；防治措施
论文摘要：在许多水利工程建筑物中，混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题，对水利工程中常见的混凝土裂缝的成因进行了探讨分析，并有针对性地提出了一些防治措施。
参考文献
混凝土裂缝论文范文6
关键词：混凝土；裂缝；产生原因；预防措施
引言．要了解混凝土裂缝的原因。从微观上看．混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体，由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同，混凝土裂缝产生的原因可分为以下几种：
大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大使混凝土的形变超过极限而引起的裂缝。
混凝土在硬化的过程中由千千缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大．甚至会贯穿整个构件。在大厚度的构件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。
当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩因为受到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂从而产生温度裂缝。(由于太阳曝晒产生裂缝是工程中最常见的现象)
混凝土加水拌和后，水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起反应，析出的胶状大街一硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积增大到三倍从而使混凝土胀裂产生裂缝。
在炎热或大风天气，混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高等，在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。
构件承受荷载所产生的裂缝：如，构件在均布荷载或集中荷载作用下次生内力弯矩．出现垂直于构件纵轴的裂缝-构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。
当结构的基础出现不均匀沉降时，结构构件受到强迫变形，而使结构构件开裂，随着不均匀沉陷的进一步发展．裂缝会进一步扩大。
当钢筋混凝土构件处于不利的环境中，如海洋等时，由于混凝土保护层厚度过薄，特别是混凝土的密实性不良，环境中的氯离子和溶于海水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈生成氧化铁。氧化铁的体积比原来金属的体积大得多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。这种裂缝一般沿钢筋方向，比较容易识别。顺钢筋方向的裂缝发生后，更加速了钢筋锈蚀过程，最后导致保护层成片剥落，这种顺筋裂缝对耐久性的影响较大。
其次，要根据施工过程中可能产生使混凝土裂缝的因素，积极主动的采取相应的措施预防裂缝的出现。以减少不必要的损失和使用缺陷。通过和现场工作人员的交流，笔者大致总结出以下几点预防混凝土裂缝的建议：
设计单位应该提出混凝士施工温度控制的具体要求和混凝施工养护的基本要求，确定外加剂的品种和掺量，确保混凝土收缩与膨胀相抵消；
混凝土配合比控制要求严格，计量要准确，坍落度抽检工作要加强，不能流于形式}
混凝土振捣要密实，拆模后须挂草帘或麻布浇水养护保持湿润状态两天。
施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振、过振．且在第一次振捣后要进行第二次振捣。
配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥，如矿渣水泥，此外可掺加膨胀剂，同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖以确保混凝土内外温差小于25℃。
对于商品混凝土，则要在满足其可泵性、各易性的前提下尽量减小出机时的塌落度、降低砂率、并严格控制骨料的含泥量等。
最后要掌握混凝土裂缝的修补方法。问题出现了，解决它的方法自然而然也随之产生。随着施工经验的发展，现在混凝土裂瓷修补的方法有很多：如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等，其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法3种。
低压注浆法适用于宽度为0．2-0．3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理一粘贴注浆咀和封闭裂缝一试漏一配制注浆液一压务注浆一二次注浆一清理表面。
当裂缝数量较多时，先要在预计要贴的裂缝位置贴上医用白胶布，再用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷。使裂缝封闭．大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆咀用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免洼浆时漏浆。注浆操作一般在牯咀的第二天进行，若气温高的话半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞．使浆液通过注浆咀压入裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，使浆液通过注浆咀压人裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端向另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个洼浆咀再次补浆。
涂膜封闭法适用于宽度小于0．2mm的微细裂缝的修补，也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理，以及防止混凝土保护层的炭化和有在离子对混凝土的腐蚀。工序为：清扫一刮腻子一涂刷底层涂料一涂刷主层涂料一涂罩面层。
混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子(混凝土修补胶：粉料：1：0．7—0．8)，涂料在使用前要通过铁窗纱过滤，除去杂质和团块。主层涂料要涂刷3遍，每遍涂刷都要等上遍涂料千后再涂，且两次涂刷方向最好是相互垂直。
开槽填补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：开槽一涂刷界面处理浆一压抹聚合物砂浆一养护。
先用凿子和扁铲沿裂缝开槽。槽深和宽约3—5cnl，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。