关于小型结构物墙身裂缝的分析

高磊 高玉霞

[摘 要]本文通过对小型结构物裂缝出现的原因进行分析，制定一系列的措施，对混凝土裂缝发生的频率有较大的改善。

[关键词]结构物；墙身；裂缝；分析

中图分类号：S512 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）26-0091-01

前言：当今社会发展日新月异，基础建设施工工作突飞猛进，混凝土施工作为基础建设重要组成部分，起着举足轻重的作用，但是同样混凝土出现裂缝的原因多种多样，最常见的原因是由于收缩变形受到约束引发的收缩裂缝和由外部荷载作用引发荷载（受力）裂缝。通常情况下，裂缝的存在不会影响构件的正常使用（宽度<0.05ram），但如果裂缝过多就会降低结构的安全性和耐久性。要根本解决混凝土的裂缝问题，还是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控制和减少混凝土裂缝产生最有效的途径。

一、工程实例

某合同段全线共长13.4Km，共有小型结构物25座，在小型结构物施工过程中，现场施工从施工工艺、施工过程控制以及施工后的保护分析，均按照施工方案进行，但是项目部相关人员在经现场观察中发现，在已完工的结构物中不同程度上均出现了竖向裂缝。现场指派专人对裂缝的情况进行汇总，并定期观测裂缝的变化，下文将针对此病害原因作出具体的分析。

二、具體病害表现特征

根据对现场裂缝观测，裂缝具有一定的规律性，主要特征表现为：

（一）南边墙身裂缝多些，北边少些，墙身内侧多些，外侧少些。

（二）都为垂直裂缝，每2-4m一道，裂缝宽度0.1mm左右。

（三）墙身变形缝处缝隙多，真缝处缝隙少。

（四）墙身两侧裂缝间距偏大，真缝处裂缝间距偏大，长度为4—6m。

（五）通过对裂缝的观测，裂缝无发展，也没有继续发展的迹象。

（六）裂缝内外侧走向不一致，说明裂缝没有贯通。

（七）裂缝均为墙身裂缝，行车道板及基础底板没有裂缝。

三、根据病害情况，分析裂缝成因如下：

（一）由于基础沉降而产生裂缝：一般由于地基承载力不够或地质不均易产生裂缝。如：土层与岩层的出现；基坑出现浸泡现象。

针对此次出现的原因，该标段逐个对地基承载力的检测记录进行检查，在已经完成的小型结构物施工中，已经对承载力不够的地基进行了沙砾换填。底板完好，证明地基承载力没有问题。

（二）设计方面因素：设计未发现导致裂缝的明显问题，但是依据施工经验，涵洞的变形缝少。

（三）试验室配合比问题：主要考虑因素为水泥含量多，骨料和砂粒径偏小，导致水泥用量大。水泥标号偏高，应当尽量用32.5低水化热水泥。施工时配合比水灰比偏高，水泥用量大，砂细，砂率偏高，塌落度12、13左右，泵送浇筑。

（四）龄期问题：通过实际观察，此裂缝存在于墙身，行车道板及基础底板均无裂缝。根据施工时间，基础与墙身的浇注时间间隔为半个月左右，此时底板的收缩已经基本完成，当墙身收缩时，底板对墙身混凝土产生约束，怀疑此为裂缝产生的主要原因。

（五）以上为分析的小型结构物混凝土裂缝成因，许多的不利因素组合形成了质量通病。归结其主要原因，归纳为：

1、大体积混凝土采用缓凝和降低水化热的措施不到位。

2、混凝土浇筑完成后，在后续的养护过程中措施不到位。

3、同一结构物的不同位置温差较大，导致混凝土凝固收缩产生的收缩应力超过混凝土和极限抗拉强度，因未出现内外贯通裂缝，确定为混凝土内外温差大而导致混凝土表面产生裂纹。

四、为了避免再次出现以上问题，采取以下几种措施加以防范

（一）选用中低水化热的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰水泥等。充分利用混凝土的后期强度，减少水泥用量。在满足使用的条件下，大体积混凝土设计强度应就“能低不高”的原则。同时应注意水泥的质量，特别是安定性达标。尽量选用粒径较大（不超过40mm）且级配良好的粗集料；砂和碎石的含泥量不超过1%，针片状颗粒含量不得大于15%。在混凝土中掺加超细矿粉。超细矿粉具有微珠润滑效应，有明显的减水作用，并能够提高混凝土的和易性、体积稳定性、密实性以及抗化学侵蚀性能，同时还具有增加混凝土强度，减少塌落度损失、降低水化热等性能。适当加大活性细掺料的用量，以替代部分水泥，从而降低水化热，增强硬化前后混凝土的体积稳定性。如使用大掺量粉煤灰不仅能提高混凝土的和易性，而且改善了混凝土的工作性能和可靠性。拌和水中不得有较高含量的氯化物等杂质，禁止使用含碱泉水拌制混凝土。选用合适的外加剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少1O%拌和水，节约1O%左右的水泥，降低了水泥水化热。又如利用膨胀剂置换等量的水泥，不仅降低了水化热，同时微膨胀剂吸收部分水化热后发生化学反应，在混凝土中产生自应力而使结构处于受压状态，提高了混凝土的抗渗和抗拉能力，避免了裂缝的产生。

（二）优化配合比，改善砂石料级配，降低水灰比，并考虑适当参加缓凝减水剂，推迟小型结构物的拆模时间。

（三）混凝土浇筑完成后及时养生，并保持砼表面湿润，墙身的养生要尤为重视。在大体积混凝土施工中，良好的保温保湿养护对于减少混凝土的收缩，控制内外温差，降低约束应力，充分利用其松弛效应具有重要的意义。根据施工经验和规范要求综合得出，大体积混凝土内外温差不应高于25℃。内外温差越大，裂缝发生可能性越大，程度越严重。在混凝土浇注完毕后12h内，先盖塑料薄膜1层，然后盖草包或麻袋2层，再盖塑料薄膜1层进行养护。遇气温突变，温度急剧下降的情况，养护措施必须随时跟上。值得一提的是，混凝土养护应使其浇筑的内外温差及降温速度满足温控指标的要求；保温养护的持续时间，应根据温度应力（包括混凝土收缩产生的应力）加以控制和确定，但不得少于15d。

（四）现场浇筑混凝土时，采用熟练有经验的振捣工，避免漏振、过振、抽撤过快，影响混凝土的密实性和均匀性。

（五）布设测温孔，控制混凝土不同位置及内外侧温度。

（六）合理安排施工工序，减少工序衔接时间，对底板和墙身的混凝土浇筑时间间隔控制在7天之内。

五、结语

（一）通过以上的措施，在后续的小型结构物施工中，裂缝较以前有很大的改观，说明以上采取的措施能有效的防治裂缝的发生。

（二）针对以上的分析可以看出，混凝土裂缝的控制从设计、施工、监控、养护到运营等各方面是一个有机的整体，它们不仅相互联系，而且相互制约。在施工中严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监控，是保证结构安全耐用的前提和基础，因此应综合考虑各种影响因素，抓住主要矛盾，全面剖析，重点施制，才能收到实效。在以后的施工中继续摸索防止混凝土裂缝产生的办法，完善小型结构物的混凝土施工工艺，提高工程质量。

参考文献

[1] 《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011，人民交通出版社，2011.7.

[2] 富文权，韩素芳编著；《混凝土工程裂缝分析与控制》，中国铁道出版社，2002.5.