变电站建筑结构混凝土裂缝控制的分析

李燕良

（鹤山市电力设计有限公司　广东　鹤山　529700）

变电站建筑结构混凝土裂缝控制的分析

李燕良

（鹤山市电力设计有限公司广东鹤山529700）

电力，被喻为“城市发展的血脉”，变电站作为其中的枢纽，其重要性不言而喻。如何让变电站安全、稳定地运行，这需要从变电站在建设的过程中预防。裂缝是在变电站建筑混凝土结构施工中存在的主要问题之一，要从裂缝产生的根本原因入手，采取相应的预防措施，对裂缝进行有效地处理。这样，可以减少裂缝的产生，提高建筑的质量。

变电站；建筑结构；裂缝控制

1　引言

至2015年在鹤山地区110kV变电站共有13座，其中有5座变电站发生有细微裂缝，1座较为严重裂缝，需要进行综合分析后，变电站建筑结构的混凝土裂缝产生的主要原因有两种：①由于外荷载引起的，外荷载过大，相应的对混凝土的应力就会过大而产生裂缝；②温度、收缩和不均匀的沉降所引起的裂缝。如果从长远的角度看，由于裂缝的存在会导致内钢筋缺少混凝土的保护容易引起锈蚀，建筑物渗水、漏水，程度严重就会影响站内设备的安全运行，对工作人员的生命和站内设备造成严重的损失。所以，要对变电站建筑结构几种典型的混凝土裂缝的产生进行详尽的分析，并根据实际的情况采取相应的预防措施。

2　变电站建筑结构裂缝产生的原因和预防的措施

2.1现浇楼板裂缝

2.1.1现浇楼板板角裂缝的原因

在变电站建筑结构中的阳角部位裂缝的现象具有以下几个特点：①出现在建筑物阳角的部位，裂缝和纵、横框架梁成45°；②大部分都出现在竣工验收后半年左右人员活动很少的房间。出现这个问题的原因是：变电站的部分房屋的门窗长期紧闭，相对的湿度比较低，混凝土处在干燥的环境中，会引起混凝土的收缩开裂。

2.1.2预防现浇楼板板角裂缝的措施

为了预防容易产生的板角裂缝，应当采取以下的几项措施：①应当使用收缩量比较小的混凝土；②在混凝土浇筑完成后，应当维持屋里面的相对的湿度和屋子外面的湿度大致上相同；④在阳角的部位混凝土板中，应用双层和双向小直径钢筋，达到抗收缩能力。这样就可以对现浇楼板板角裂缝做到很好的预防。

2.2屋面连续梁的裂缝

2.2.1屋面连续梁的裂缝的原因

往往是在梁侧的中间处而且裂缝较大，但梁底和梁面则很细甚至观察不到，天面横向框架梁及次梁在支座处梁面及梁两侧出现垂直裂缝。裂缝宽度在0.2～0.5mm。裂缝沿梁截面高度呈上宽下窄状。为表面裂缝，基本未贯穿梁底.出现这个问题的原因是：在长时间未铺隔热砖的情况下，梁顶、梁底温差造成温度弯矩与梁支座处由荷载引起的弯矩同向叠加，而设计时，未有考虑温差作用，钢筋配置不足，从而产生裂缝。

2.2.2预防屋面连续梁的裂缝的措施

根据具体工程尤其是我国南方气候特点作相应的加强调整，以预防和控制梁侧的温差和收缩裂缝，建议作如下配置：①天面纵向的梁及各层框架平面柱外的梁，每侧沿高度每隔200mm设Iφ14构造腰筋，其它部分的梁侧沿高每隔250mm设Iφ14纵向构造腰筋。②天面铺设隔热砖，避免建筑表面长期暴晒，减少屋面温度剧烈变化。

2.3基础沉陷裂缝

2.3.1基础沉陷裂缝的原因

①在砌体单薄应力集中的地方，如果在窗脚的地方发现45°的裂缝，在顶层产生的裂缝严重，在下面相同的地方都会产生一样的裂缝。②由于不均衡的沉降造成的裂缝，在沉降比较大的部位，两侧的砌体有相反方向的裂缝。④在不均衡沉降的位置会有斜裂缝，顶层下面会变轻。⑤在不均衡的位置有比较大的位移的时候，造成砌体的斜裂缝之外，在梁的两端和柱子的上下都会有裂缝的产生。⑤在相对沉降比较大的柱位，砌体和柱子的连接处会产生垂直错动的现象。

2.3.2预防沉陷裂缝的措施

对于软土、填土地基，对上部结构施工之前，要进行夯实和加固。保证模板有足够的强度和刚度，支撑很牢固，地基受力均匀。避免混凝土在浇灌的过程中地基被水浸泡。模板拆除应当注意拆模的先后次序，时间不应当过早。

2.4大体积主变基础的温度裂缝

2.4.1温度裂缝产生的主要原因

100kg水泥可使混凝土内部升高10℃左右，加上混凝土的入模温度，在2～3d内，混凝土内部温度可达50～80℃。当混凝土每升高或降低10℃，混凝土会产生0.01%的线膨胀或收缩。经验表明，在无风天气，混凝土表面温度与环境气温之差大于25℃时，即出现肉眼可见的温差收缩裂缝，这就是大体积混凝土表面需要及时覆盖保湿保温养护的原因。

2.4.2预防温度裂缝主要的处理措施

在施工的过程中，应当尽量使用矿渣和粉煤灰这样的中低热水泥，降低水泥的使用量，不能超过450kg/m3。要完善骨料的级配，用一些方式降低水泥的用量，减少水化热，混合的粉煤灰或者高效的减水剂。在混凝土中，混合特定量的外加剂，可以有效地改善具有流动性和保水性的拌合物，延迟热峰产生的时间。混凝土的结构尺寸和大体积混凝土的温度成正相关的关系。因此，应当有效地组织施工的程序，分层浇筑，加大散热。要及时对混凝土进行冷却，监测温度情况。在混凝土浇筑之前，减低约束，最好在基岩或者旧的混凝土上添加5mm厚的材料，用砂垫层或用一些涂刷材料。在混凝土浇筑后，要及时地遮盖草帘，做好洒水工作，推迟养护的时间。在冬天，预防寒潮做好保温措施。

2.5混凝土非结构性裂缝的原因及控制措施

2.5.1产生结构性裂缝的原因

水泥水化热是引起裂缝的主要因素。应当降低水泥水化热，选用低热、中热水泥减少水化热，减少水泥用量降低混凝土水化热，通过选择合适的配比，掺入适量的减水剂实现。用“双掺”的技术有效降低水化热。塑性坍落，由于集料的沉淀、浮浆过于多，解决的措施就是减少泌水、引入空气或者重复进行振捣。由于浮浆比较多、快速失水、钢筋混凝土板保护层薄引起收缩裂缝。

2.5.2结构性裂缝的控制措施

要改善早期的养护条件。预防干缩裂缝，在施工的过程中，控制好混凝土的用水量，加强养护条件，延长混凝土养护的时间，合理设置收缩缝。控制直接应力裂缝的措施。全面系统地分析结构的受力状态，用多种方法进行结构的计算，相互地校核，做到全面的说明。在施工单位施工的过程中，对设计文件进行复核的时候，应当首先弄清楚设计的目的，按照设计施工规范进行施工，做好使用阶段的养护工作。

2.6混凝土结构性裂缝的成因和控制的措施

2.6.1产生结构性裂缝的原因

由于混凝土强度不够引起的开裂。因为设计施工，结构荷载增加，混凝土结构的强度不能满足使用的要求，造成了混凝土的结构出现了裂缝。混凝土的结构刚度比较低，变形量也比较大，就很容易产生裂缝。影响混凝土的结构，影响到混凝土结构的刚度，混凝土结构的截面尺寸对结构的刚度影响比较大。钢筋锚固长度不够会引起裂缝的产生，受拉钢筋要有足够的锚固长度，否则粘结力不够产生钢筋滑移裂缝。对于一般的受拉钢筋混凝土的结构，在拉应力的作用下，混凝土首先开裂退出工作，钢筋承担全部的拉力，结构变形增大，加剧混凝土结构的开裂。在混凝土结构施工完成之后，进行张拉施工的时候，因为施工的顺序有偏差，在混凝土的结构内部产生弯矩，就会容易出现裂缝。

2.6.2结构性裂缝的控制措施

在设计的阶段，应当按照现行的建筑结构的规范进行结构的设计，按照图纸进行合理地施工，当设计变更的时候，应当进行充足的验证。

3　对裂缝的处理措施

3.1对于结构承载力没有影响的表面裂缝进行处理

在混凝土的表面刷一层防腐的材料。在开裂的表面涂抹水泥浆和环氧胶泥防护。为了预防混凝土受到不同作用的影响，在开裂的表面采取一些有效地措施，贴玻璃纤维布和钢丝网等。

3.2对结构的整体性有影响的混凝土裂缝的处理

应用灌浆的方法，利用压力设备把胶结材料压入裂缝当中，胶结材料的硬化和混凝土结合成一个整体，满足加固的要求。顺着裂缝的凿槽，在槽中嵌入刚性的止水材料。对影响混凝土结构进行解决的办法，增加截面的面积，在构件的角部外包型钢。使用预应力的方法进行补强加固。对于已经严重损坏的混凝土的处理，采用混凝土置换的方法，把破坏的混凝土去除，换成新的混凝土。置换材料有一般混凝土或者水泥砂浆。

4　结束语

在设计的阶段，对于工程结构，都要把握好结构的受力特点，按照规范标准，用计算公式设计允许裂缝宽度的限制，对变形裂缝规定了很多的构造措施。在施工的阶段，应当采取符合规范的原材料，认真执行原材料的技术标准。混凝土配合比应当细致地进行分析它的级配和严格进行计算，有效确保混凝土密实、高强的最好的方案。合理地设置施工缝，做到先留缝，等到结构变形稳定之后，再进行浇筑混凝土。在混凝土浇筑完成之后进行合理地养护工作。

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TU755

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1673-0038（2015）19-0199-02

2015-4-23