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土木工程施工中的裂缝处理措施

作者

白永晓

兰州新区市政投资管理集团有限公司 甘肃 兰州 730302

摘要:裂缝是混凝土结构在土木工程施工中经常出现的质量问题,会对建筑物的安全性、适用性和耐久性产生不利影响。本文分析了土木工程施工中混凝土裂缝产生的原因,从材料选用和配合比设计、施工温度控制、模板工程与振捣质量、后期养护四个方面,提出了相应的裂缝防治措施。严格控制材料质量,优化配合比;加强施工过程温度监测和调控;规范模板支设和混凝土浇筑振捣;做好混凝土浇筑后的养护等,可有效控制和减少裂缝的产生,提高土木工程施工质量。

关键词:土木工程;混凝土裂缝;成因分析;防治措施

引言:混凝土是土木工程中应用最广泛的建筑材料之一。但是由于混凝土材料的特殊性,以及施工过程影响因素的复杂多变性,使其极易产生裂缝。据统计,我国每年因混凝土结构裂缝造成的经济损失高达上百亿元。裂缝不仅影响建筑物的观感,降低建筑物使用功能,而且还会加速钢筋锈蚀,降低结构耐久性,严重时甚至会引发安全事故。因此,在土木工程施工中,采取有效措施防治混凝土裂缝,对于保障工程质量和安全,提高建筑物使用寿命,具有十分重要的意义。

一、土木工程施工裂缝的成因分析

土木工程施工中混凝土裂缝的成因复杂多样,涉及材料、施工、环境、结构等多个方面因素。混凝土原材料如水泥、砂石、粉煤灰、外加剂等的质量指标若不能满足规范要求,或者材料配合比设计不合理,胶凝材料用量不足,水灰比过大,都可能导致混凝土强度不足、收缩变形过大而产生裂缝。施工工艺的缺陷也是导致裂缝的重要原因,例如混凝土拌合物的和易性差,骨料的粒径、级配不合理,运输、浇筑过程振捣不充分,或者养护不及时、不到位,都会造成混凝土内部缺陷或表面裂缝。施工环境条件的急剧变化也可能诱发裂缝,尤其是大幅度的温度骤变会引起混凝土内外温差过大,产生温度应力,高温条件下水分蒸发又会导致塑性收缩,寒冷环境则可能导致混凝土冻融破坏,都是造成裂缝的常见环境因素。不合理的结构设计,如构件截面尺寸不足,钢筋配筋率过低,也可能使结构承载能力不足而开裂。

二、土木工程施工裂缝的处理措施

(一)严格材料选用和配合比设计

混凝土原材料的质量直接关系到混凝土性能,因此严格控制原料质量是防治裂缝的首要措施。水泥应选用收缩性小、水化热低、安定性好的品种,并优先采用42.5级及以上的普通硅酸盐水泥。使用前应检查水泥的凝结时间、安定性、细度等指标,不得使用受潮结块或安定性不合格的水泥。粗骨料应采用连续级配,粒径一般不大于40mm,细度模数控制在2.3~3.0范围内。含泥量应小于1%,压碎值应小于12%,针片状颗粒含量不应大于10%。细骨料的含泥量不宜大于3%,颗粒级配良好,细度模数在2.5~3.0之间。掺合料中粉煤灰、矿渣粉等的需水量比、流动度比、活性指数等应满足相关标准要求,一般掺量不超过胶凝材料总量的30%。外加剂应具备减水率高、早期强度高、抗裂性能好等特点,并做好相容性检验。配合比设计应以低水胶比、高细骨料率为原则,水胶比一般控制在0.4以下,砂率在40%~45%之间。坍落度应控制在160mm以内,大体积混凝土尽量控制在80mm以下,必要时可掺高效减水剂改善和易性。对于厚度超过50cm的大体积混凝土,应采取有效措施控制水化热峰值温度不超过65℃,内外温差不超过25℃。通过合理选材和优化配合比,从源头降低混凝土的开裂风险。

(二)加强施工过程温度控制

混凝土浇筑温度控制对于预防温度裂缝至关重要。入模温度应控制在不高于30℃,夏季施工时可将骨料遮挡避免日晒,并提前喷淋冷却。拌合温度控制在25~35℃之间,必要时可加入冰屑或液氮降温,但冰屑用量一般不超过20%。大体积混凝土一次浇筑完成工期宜控制在10天以内,纵向分层厚度控制在1.5~2m,水平分块长度不超过30m。间歇时间应小于混凝土初凝时间,上层混凝土入模温度应控制在下层峰值温度以下,避免因温差过大导致层间裂缝。养护温度应控制在20±5℃之间,湿养护期间应避免混凝土温度骤降。对于厚度大于1m且最小尺寸大于3m的大体积混凝土,宜设置冷却水管,水管间距一般为1.5~2.5m,通水速度为2~4m/s。同时可在混凝土表面喷洒温度不高于40℃的养护水,或铺设湿毡被保湿。待强度达到设计强度的30%时,方可卸除保温被。综合采取多种温控措施,将有助于降低混凝土内外温差,防止温度裂缝产生。

(三)优化模板工程和振捣质量

模板支撑刚度应满足混凝土侧压力要求,支撑立杆间距不宜大于1.2m,且立杆上端距浇筑面不应大于1.5m。纵横向扫地杆应设置在同一平面,间距不宜大于1.5m。模板接缝应严密平直,板缝宽度不应大于2mm,并涂刷脱模剂方便拆模。高大模板应采用定型钢模,确保刚度和平整度。钢筋绑扎应牢固,保护层厚度应符合设计要求,柱、梁、板等构件保护层厚度分别不应小于25mm、20mm、15mm。振捣器型号应与构件厚度相匹配,一般直径为50~70mm。插入点间距为振捣器作用半径的1.5倍,不得大于50cm。振捣棒应快插慢拔,每处振捣10~20s,直至表面无气泡、浮浆或下沉为止。振捣应均匀,不得漏振、欠振或过振,并随时观察有无蜂窝、麻面等缺陷。大体积混凝土应分层分块浇筑,层高控制在30~50cm,间歇时间不宜超过90min。接缝处应凿毛、冲洗、涂水泥浆,以增强新老混凝土的粘结力,防止接缝开裂。通过规范模板支设和科学振捣,可获得表面平整、密实、无缺陷的混凝土,从而降低表面裂缝发生率。

(四)做好后期养护防护

混凝土养护防护应贯穿施工全过程,采取多种养护措施并举,并因地制宜。拆模时间应在混凝土达到1.2MPa及以上抗压强度时,且不宜小于12h。拆模后立即用塑料薄膜或草席覆盖,或采取洒水、喷雾等湿养护,混凝土表面应保持持续湿润状态。养护时间应根据外界温度、湿度等因素确定,一般不少于14d,大体积混凝土不少于28d。暴晒或大风天气应搭设遮阳棚,避免混凝土表面失水开裂,必要时可刷涂反光隔热涂料。冬季施工应及时采取保温措施,养护温度不应低于5℃,严防混凝土冻伤开裂。基础、地下墙、嵌固端等部位,应做好防水、排水措施,防止钢筋锈蚀引起开裂。施工缝、变形缝等宜设置于隐蔽部位,并嵌填柔性材料,涂刷柔性防水涂料,防止外界水和有害物质侵入。后期养护还应及时修补微小裂纹,避免裂纹扩展。综合运用多种养护防护技术,提高混凝土的抗裂、防渗和耐久性能,最大限度地控制裂缝的发生与发展,确保土木工程的使用寿命。

结束语

混凝土裂缝一直是土木工程施工中影响结构质量和安全的重大隐患。施工企业应认真总结成功经验,不断改进技术措施,遵循裂缝控制这一主线,在施工全过程中精心组织、科学管理。应严格把控原材料质量,合理优化配合比设计,强化施工过程质量控制,做好温度监测和调节,规范模板工程和振捣,并加强后期的科学养护。只有全员、全过程、全方位抓防治,才能最终将混凝土裂缝的危害降到最低,推动土木工程施工质量的提高,为建筑工程的安全和耐久性奠定坚实基础。

参考文献:

[1]曾亭翼.土木工程施工裂缝处理措施研究[J].住宅与房地产,2024,(09):185-187.

[2]葛振明.简谈土木工程施工中的裂缝处理[J].大众标准化,2022,(18):52-54.