钢筋混凝土基础梁裂缝浅析

・１３４・　第３６卷第１０期　２　０　１　０年４月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　ＶｏＩ．３６　Ｎｏ．１０　Ａｐｒ．２０１０　文章编号：１００９．６８２５（２０１０）１０—０１３４—０２　钢筋混凝土基础梁裂缝浅析　杨振伟　摘要：从实际工程出发，分析出造成混凝土出现裂缝的最主要的两个因素：温差和混凝土强度，并且给以后施工避免裂　缝出现提出了很好的建议，以保证钢筋混凝土的工程质量，积累工程施工经验。　关键词：混凝土裂缝，温差，水灰比　中图分类号：ＴＵ７５５．７　’　文献标识码：Ａ　工程实例：河南大学新校区北田径场看台，建筑层数地上　分为三个阶段：１）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，　２层，框架结构，建筑高度２９．７ｍ，南北长１５９．１　ｍ，东西长２８．２ｍ，　一般约３０　ｄ，这个阶段的两个特征：ａ．水泥放出大量的水化热；ｂ．　总建筑面积约７　３８５　ｍ２，抗震设防烈度为７度，建筑耐火等级为　弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土　二级，看台防水为三级。基础形式：柱下条形基础，持力层为第二　内形成残余应力。２）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝　层粉细砂层。看台结构为钢筋混凝土框架结构，看台垫层为Ｃ１０　土冷却到稳定温度时止，这个时期，温度应力主要是由于混凝土　混凝土，基础、柱、梁板及其他为Ｃ３０混凝土。　钢筋混凝土基础梁平面图见图１。　的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力　相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。３）晚期：混凝土　完全冷却以后的运转时期，温度应力主要是外界气温变化所引　起，这些应力与前两种的残余应力相叠加。该工程钢筋混凝土基　础梁浇筑于８月，９月份，当时气温很高，水化热不易散发，至１１　月底，天气骤然变冷，工程施工人员认为基础梁强度已经达到，没　有采取任何保暖措施，致使基础梁裸露于干冷环境中，混凝土遇　｝　　｝冷收缩，水热化已散失殆尽，即刻出现微裂缝现象。基础梁混凝　土强度见表１。　表１基础梁混凝土强度　编号　１－３／Ａ－Ｊ　３—６／Ａ－Ｊ　６—８／Ａ—Ｊ　图１　钢筋混凝土基础梁平面示意图　该工程于２００７年７月开工，基础混凝土于８月９日开始浇　日期　８月９日　８月１１日　８月１２日　混凝土类型　（＝３０　Ｃ３０　Ｃ３０　强度／ＭＰａ　３９．１　４３．５　４２．１　筑，顺序为由南至北依次浇筑。基础施工完毕后开始进行二层板　的施工，顺序依旧为由南至北。但在二层板⑩轴～⑤轴的钢筋绑　扎完毕，准备进行浇筑混凝土的过程中，发现在⑩轴与⑩轴、⑥轴　与⑩轴有两道贯穿④，⑥，⑥三道轴线的裂缝，且所有裂缝均发生　在南北梁上，分布为跨中或１／３处，东半部多，西半部少，裂缝呈　ｖ形，先开裂为上部，经过观察，裂缝仍在发展，遂令施工单位停　止施工。　８—１０／Ａ－Ｊ　１０—１３／Ａ－Ｊ　１３—１６／Ａ－Ｊ　１６．１９／Ａ－Ｊ　８月１３日　８月１４日　８月ｌ５日　８月２４日　Ｃ３０　Ｃ３０　Ｃ３０　Ｃ３０　３２．７　４３．８　４２．８　３７．３　１９—２３／Ａ－Ｊ　２３—２６／Ａ－Ｊ　２６　２９／Ａ－Ｊ　８月２６日　８月２７日　８月２８日　Ｃ３０　（２３０　（＝３０　４３．５　４５．９　４４．１　该裂缝是监理人员在检查支撑体系时意外发现的，此时二层　板①轴～⑥轴已经浇筑完毕，⑩轴～⑤轴钢筋已绑扎完毕未浇　筑，整个二层看台板是由下部满堂脚手架支撑，即整个基础梁处　于受力非常小或基本不受力（只有自重）的状态，基本可以排除由　２９—３１／Ａ－Ｊ　３１—３３／Ａ－Ｊ　８月２９日　９月４日　Ｃ３０　Ｃ３Ｏ　３９　４３．９　也许有人会问，基础粱中有大量钢筋，为什么没有阻止裂缝　这是因为钢的线膨胀系数与混凝土的线膨胀系数相差很　于强度或外力所致。另外，地质勘探部门在现场又做了几处钎探　的出现，在温度变化时两者问只发生很小的内应力。由于钢的弹性模　实验，结果与地质报告完全相符，设计单位通过再次验算基础梁　小，的承载力完全符合要求。　量为混凝土的７倍～１５倍，当混凝土应力达到抗拉强度而开裂　钢筋的应力将不超过１００　ｋｇ／ｃｍ２～２ｏ０　ｋｇ／ｃｍ２。因此，在混凝　据此分析、判断：此裂缝不影响安全和使用，可以继续施工。　时，土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难，但加筋后结构　这种裂缝产生的原因如下：　但它对　首先由于季节变化产生温度变化，引起商品混凝土收缩是产　内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了，　生裂缝的主要原因。混凝土产生裂缝有多种原因，主要是温度的　结构的强度和耐久性仍有一定的影响。变化。混凝土在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上　其次，由于纵向基础梁跨度较大，刚度较小，横向跨度小、刚　横向基础梁跨度为７．５　ｍ～９　ｍ，纵向基础梁跨度为３　ｍ～　升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，又会在混凝土内部　度较大（５　１ＴＩ），致使由于温度变化产生的应力均集中于纵向梁上，这就　出现拉应力，气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。　５．当这些拉应力超出混凝土的抗裂强度时，即会出现裂缝。　混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的１／１０左右，　是为什么纵向梁裂缝多，而横向梁裂缝少的原因。　第三，混凝土配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，　短期加荷的极限变形只有（０．６～１．０）×１０　，长期加荷时的极限　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　水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，　拉伸变形也只有（１．２～２．０）ｘ　１０　。根据温度应力的形成过程可　大，收稿日期：２０１０—０１．０１　作者简介：杨振伟（１９７４　），男，工程师，河南大学基建处，河南开封４７５０００　第３６卷第１０期　２　０　１　０年４月　山　西　建　筑　Ｖ０Ｉ．３６　Ｎｏ．１０　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ａｐｒ．２０１０　・１３５・　文章编号：１００９—６８２５（２０１０）１０．０１３５—０２　瑞米注浆加固施工技术在刘庄煤矿的应用　李奎马守龙　摘要：阐述了瑞米注浆加固施工技术在刘庄煤矿的应用，工程实践表明，该技术是一种主动支护技术，具有施工工艺简　单、易操作、适应性强等特点，是解决深井巷道支护的有效途径，具有较高的推广应用价值。　关键词：注浆，工程应用，煤矿　中图分类号：Ｕ４５７．３　文献标识码：Ａ　０　引言　巷道支护形式为锚杆、锚索、锚网、钢带、点柱联合支护。具　刘庄煤矿１２１１２０１工作面上顺槽正在掘进期间（外段已掘　体支护参数见表１。　２００　ｍ，差６００　ｍ贯通时）。上顺槽上帮距离上一个工作面的采空　表１支护参数　区７　ｍ，为小煤柱掘进。由于矿压较大，通过采空区泄水巷，造成　位置　支护形式　间排距　规格　掘进期间巷道局部煤柱的煤体被压碎、外鼓、片帮、淋水、顶底板　锚索　１ｍ×１ｍ　４１８．９，Ｌ＝９．２　ｍ　顶板　锚索吊梁　每排７根　２９Ｕ型钢。Ｌ＝３　ｍ　移近量较大，局部巷道高度只有１．７　ｍ。如不对破碎区域进行处　锚网　搭接　２ｍＸ１ｍ　理，巷道难以维护，影响正常掘进和回采。　锚杆　０．８ｍＸ０．８ｍ　Ｌ＝２　５　ｍ左旋等强锚杆　帮部　锚网　搭接　２ｍＸ１ｍ　１注浆施工条件　靠帮点柱　１．５ｍ１根　４２２　ｒｆｌｒｎ，Ｌ＝３．５ｍ　１．１工作面主要技术特征　１．２地层及构造　１２１１０２工作面轨道顺槽位于东二采区，设计总长度１　７５０　ｍ，　煤层直接顶板以细砂岩为主，成分以石英为主、长石次之，含　本工作面东临Ｆ３２断层，西至设计停采线，南至工作面机巷，北临　暗色矿物及白云母碎片，分选、磨圆中等，泥～硅质胶结。工作面　１２１１０１工作面采空区。工作面埋深７００　ｍ，煤厚平均３．５　ｍ，直接　东临Ｆ３２断层（其产状为１００。，　７５。～　８５。，Ｈ＝０ｍ～１２．５ｍ），　顶为砂岩。巷道断面为５　ｍ（长）×３．５　ｍ（宽）。　西临Ｆ１９断层（其产状为３２８。，　３０。～　５００　９Ｈ＝１２０　ｍ－－１３０　ｍ），　这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不变时，　度，用高强度的裂缝修补液体注入裂缝腔内。　水泥用量每增加１０％，混凝土收缩增加５％；水泥用量不变时，用　根据以上分析，此种裂缝收缩完成的时间约１年－－２年，裂缝　水量每增加１０％，混凝土强度降低２０％，混凝土与钢筋的粘结力　继续发展属于正常现象。　降低１０％。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大，越易开　建议：首先，混凝土要有合适的配合比，选择合适的配合比，　裂。因此，当水灰比不变时，企图用增加水泥用量来提高混凝土　不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出　强度是错误的。此时只能增大混凝土的和易性，增大混凝土的收　发，适当的选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少　缩变形。混凝土强度是由水灰比控制的，混凝土生产厂家为了保　水泥用量。另外在今后的混凝土结构施工时，要尽量缩短浇筑时　证混凝土强度，尽量减小水灰比，加大水泥用量。同时，为了保证　间，减小混凝土浇筑时的温差，加强混凝土保温意识。　混凝土的和易性，使浇筑更加方便、快捷，混凝土生产厂家不惜加　参考文献：　大水泥和水的用量。该工程混凝土试验报告显示，所用商品混凝　［１］张猛．浅谈混凝土的温度与裂缝［Ｊ］．建筑工人，２００５（２）：　土强度不仅仅达到了设计要求，而且富余量特别多，大部分超过　２０—２２．　设计值５０％以上。这样做虽然保证了混凝土强度，但水泥和水分　［２］　陈保平．混凝土结构的施工裂缝分析及防治措施［Ｊ／ＣＩＬ］．中　较多，在天气变冷时混凝土极易收缩，产生大量裂纹。　国期刊网．２００５—０５—０４．　对裂缝的处理：在主体完成后，基础回填前进行。裂缝宽度　［３］孙文峰．浅谈混凝土裂缝与施工温度的关系［Ｊ］．建筑科技　＂６０≤０．３　ｒｎｉｎ时，采用表面封闭法，利用混凝土表层微细独立裂缝　与管理，２００９（７）：２８—３０．　或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透性的修补液　［４］　杨素霞．现浇混凝土裂缝原因分析及防治［Ｊ］．山西建筑，　体。对裂缝宽度０．３　ｍｍ＜叫４１．０　ｒｎｎｌ时，以一定的压力降低粘　２００８，３４（１）：１５１—１５２．　Ｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｃｒａｃｋｓ　０ｎ　ｂａｓｉｃ　ｂｅａｍ　ｏｆ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ＹＡＮＧ　Ｚｈｅｎ－ｗｅｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｕａｌ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｗｈｉｃｈ　ｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｃｒａｃｋｓ　ｏｎ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈａｔ　ｉｓ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｓｅ　ａｎｄ　ｏｃｎｃｒｅｔｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｓｏｕｎｄ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｃｒａｃｋｓ，ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｎａｄ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋｓ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ｗａｔｅｒ　ｃｅｍｅｎｔ　ｒａｔｉｏ　收稿日期：２０１０—０１—０１　作者简介：李奎（１９８２．），男，安徽理工大学工程硕士研究生，助理工程师，刘庄煤矿，安徽阜阳２３６２００　马守龙（１９８１一），男，硕士，助理工程师，国投新集能源股份有限公司设计研究院，安徽淮南２３２００１