住宅砼结构的裂缝控制规程
目前,在中国房地产的品质竞争时代,“住宅砼楼板裂缝”已成为居民住宅质量投诉热点。许多砼结构在建设和使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝,如表面龟裂、斜向裂缝等。这是一个相当普遍的现象,是长期困扰着建筑工程技术人员的技术难题。虽然这些裂缝对使用没有多大影响,但由于精神作用、建筑装饰效果及美观方面的原因,它常常影响建筑物的使用。这是一个迫切需要解决的技术难题,在实际施工中有必要对其进行有效控制。而控制裂缝应该防患于未然,首先尽量预防裂缝。下面我们从施工操作方面来剖析裂缝的原因,探讨施工过程中砼裂缝的具体防治措施。
裂缝产生的原因分析模板及其支撑不牢,导致变形并局部沉降,使支座产生负弯距造成横向的裂缝。
拆摸过早或者在砼未达到终凝时间就上荷载,这些因素都可能直接造成砼楼面早期强度低或无强度,在承受弯、压、拉应力时,导致楼板产生内伤或断裂。
过度的抹平压光使砼的细骨料过多浮到表面,形成水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳接触引起表面体积碳水化收缩,导致砼板表面龟裂。
养护不当最易产生温差裂缝,冬季施工时,拆除保温材料时温差过大,引起裂缝,当烈日曝晒后没有适当保护,突然降雨,产生裂缝。
砼水灰比,配合比不当,粉砂、黄砂含泥量大,砼收缩大,抗拉强度低,容易产生塑性收缩裂缝。
大体积砼由于水化热,使内部与表面温差过大产生裂缝。
主筋位置严重位移或施工中不注意钢筋的保护,导致板面负筋或支座的负弯距使结构受拉区(板面)出现裂缝。
砼初凝后又受到振动,对施工中施工缝留置处理不当,产生裂缝。
后浇带施工不慎,不完全按设计要求施工,疏松砼未彻底凿除,砼配合比不当都可能造成板面的裂缝。
上述这些因素都会造成砼较大收缩,产生龟裂或疏松裂缝,致使砼微观裂缝迅速扩展,形成宏观裂缝。
裂缝的预防控制根据砼裂缝的成因,采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多,也就是采取以防为主的方法,归纳起来,可以从以下几个方面着手。
在设计上要注意到那些容易开裂的部位,如深基与浅基,高低跨处等,都应考虑到。由于地基的差异沉降或结构等原因而引起的薄弱环节,要在设计上加以解决。
在构件截面允许配筋率不变而且浇筑方便的前提下,钢筋直径越细,间距越小则对预防开裂越有利。
对影响砼结构性能的缺陷,必须会同设计等有关单位研究处理。
良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系,施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,最好位置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小部位。
在施工阶段控制住了裂缝,则在使用阶段开裂的可能性就很小了,因此在施工阶段首先严格控制砼施工配合比,根据工程要求、组织材料质量、施工方法等因素,通过实验室计算及试配确定,砼强度的试配强度比设计的砼强度标准值,提高一个数值,提高砼抗缝强度,减小空隙率和砂率的减少缩量。尤其是近年来大多数城市为了实现文明施工,提高设备利用率,节约能源,都采用商品砼,因此泵送砼的塌落度应严格控制,宜为80~180mm,最小水泥用量为300kg/m3,砂率宜控制在40~50%,通过0.135mm筛孔的砂率应不小于15%.砼浇筑要求为避免产生离析,砼自高处倾落的自由高度不应超过2m,浇筑前应先将基层和模板浇水湿透,浇捣过程中尽量做到既振捣充分又避免过度,合理布置施工缝,在施工浇砼前,施工缝处先铺水泥浆,砼应细致捣实。
砼浇筑后养护应在12h以内加以覆盖和浇水,防止在砼表面干水泥刮抹,防止烈日曝晒等。
冬季施工配制砼所用的水泥,应优先用活性高,水化热量大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,水泥强度等级不应日低于42.5,最小水泥用量不小于300kg/m3,水灰比不应大于0.6.严格按施工规范操作,杜绝过早上荷载和过早拆模,在砼浇筑过程中要有专人护筋,避免踩弯面筋,使板面负筋变成支座负弯距。
裂缝的缺陷处理对结构构件承载力无形影响的细小裂缝处理,可将裂缝处加以冲洗干净,待干燥后用1:2或1:1水泥砂浆抹补或用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。
如果裂缝较大、较深时,应将裂缝附近的砼表面凿毛或沉裂缝方向凿深为15~20mm,宽为100~200mm的V形凹槽,扫净并洒水冲洗湿润,先刷一层水泥砂浆,然后用1:(2~2.5)水泥砂浆分2~3层涂抹,总厚度控制在10~20mm,并压实抹光。
对楼板出现裂缝面积较大影响砼结构性能时,必须会同设计等有关单位专家进行静载试验,检验其结构安全性,如符合安全需要,必要时可在楼板上做一层钢筋网片,重新浇筑。
通长贯通的危险裂缝、裂缝宽度大于0.3mm时,会同设计、检验其结构安全性,满足使用要求的可采用结构胶粘扁钢加固补强,板缝用灌缝胶高压灌胶。
细石砼填补,当蜂窝比较严重或露筋较深时,应除掉附近不密实的砼和突出骨料颗粒,用清水洗刷干净并充分润湿后,再用比原强度等级高一级的细石砼填补并仔细捣实,水灰比宜控制在0.5以内,并渗水泥用量的0.01%的铝粉,分层捣实,以免新旧砼的接触上出现裂缝。
灌浆法,这种方法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。利用压送设备(压力0.2~0.4mpa)将补缝浆注入砼裂缝,达到闭塞的目的,也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝。
篇2:地裂缝活动对燃气管道破坏采取措施
⊥65⊥前言
地裂缝是指与地震无直接关系的地面或房屋建筑物的开裂现象,地裂缝主要分布在平原和盆地中。西安市地裂缝是一种独特的城市地质灾害,自50年代后期开始,西安市及近郊出现7个地面沉降中心,最大累积降深达1.035m。1976年唐山大地震以后西安市地裂缝活动明显加强,特别是进入80年代以来,由于过量抽汲承压水导致的地裂缝两侧不均匀地面沉降进一步加剧了地裂缝的活动,地裂缝所经之处,破坏地面及各类建筑物,危及一些著名文物古迹的安全。
剧烈的地裂缝活动不仅破坏地面建筑,而且错断地下供水和输气管道。一方面造成了较大经济损失,另一方面给西安市的居民生活带来了严重的安全隐患。
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西安市天然气工程是近年国内规模较大的城市天然气工程。该工程气源来自陕西省靖边地区的大型天然气田。工程供气规模为120万m3/d,总投资为6.3亿元人民币。工程主要内容有:门站一座,储配站一座(设10000m3,PN1.06MPa球罐4座),高-中压调压站7座,高压管道37kin(1.6MPa,DN600),中压管道160km(0.4MPa,DN100~DN400)。该工程于1997年建成投产,从根本上解决了西安市的大气污染问题,大大树立起国际旅游城市的形象。
⊥6 西安地裂缝活动频繁,不仅造成了对地面建筑的破坏(不少建筑物的墙体被拉裂,而且危及名胜古迹。地面沉降导致象征西安古代文明的钟楼下沉395mm,而唐代的大雁塔竟向西北倾斜了1100多mm),而且地下供水、供气管道被错断,给城市居民的生活带来严重影响。 西安市对西安地裂缝的研究和防治极为重视,己花费了1000多万元用于研究方面,建立了包括分层沉降标的地裂缝长期监测台网。1988年经陕西省城乡建设环境保护厅批准,颁布了《西安地裂缝场地勘察与·工程设计规程》,代号为DBJ240-6-88,要求在西安市建设必须给出地裂缝评价意见和防治措施。 但该设计规程主要针对地裂缝活动对地面建筑造成的破坏,规程以建筑物的重要程度为根据,将地裂缝场地划分出:不安全带、次不安全带、次安全带和安全带。避让区宽10m,设防区宽10-24m,40m以外为安全区。 但规程对于地裂缝对地下管线设施造成的破坏则未提出明确的处理措施。本文将结合西安市天然气工程的实际情况,就天然气管道穿越地裂缝的问题提出合理的处理措施和建议。 ⊥6();?>5⊥波纹膨胀节在处理地裂缝问题中的应用 西安市天然气工程于1992年开始设计,一期工程于1997年完成并投入运行。限于当时的实际情况,工程中的高、中压管道几乎全部采用钢管。材质为Q235A。高压管道设计压力为1.6MPa,中压管道设计压力为0.4MPa,管壁厚度小于10mm。管道埋深一般在1.4~2.4m。根据《管道工程安装维修手册》,材质为Q235A的碳素钢管,当壁厚小于10mm时,其额定许用应力为133MPa。西安市I级地裂缝的垂直活动速率每年大于30mm,最大速率可达到55.06mm/a。自1995年以后,西安市地裂缝活动进入超常活动阶段,而地裂活动具有年变周期,大部分时间地裂缝处于相对稳定或蠕动状态,此时不会对地下管线造成破坏(图1);但是在短时间内会突然错动产生较大的变形。日积月累,这种变形会对地下末采取任何保护措施的钢性管道造成严重破坏(图2),据1996年统计,地裂缝活动错断供水、煤气管道达45次之多。 经计算地裂缝不同活动速率对管道产生的应力,在实际工程中,设计人员针对各级地裂缝采取了不同的处理措施(针对钢管): 4.1Ⅲ级、Ⅳ级地裂缝 高、中压管道在穿越m级、Ⅳ级地裂缝时,以地裂缝为中心,前后各100m的管道管底埋深控制在1.2-2.1m之间,并以中粗砂作回填土,填至管顶以上300mm;距地裂缝前后50m范围内不能设支管。 4.2Ⅱ级地裂缝 ①高压管道(PN1.6MPa,DN600) 西安市天然气高压管道经过的II级地裂缝达6处,在穿越Ⅱ级地裂缝时,以地裂缝为中心,设置一段总长60m的管沟,在距地裂缝前后各20m的管道上设置一个轴向型内压式波纹膨胀节,工作压力为1.6MPa。管沟内充填松散粗砂,见图3. 管道穿越II级地裂缝,采取如图3的措施,在地裂缝活动的影响下,产生的变形情况见下图4。 II级地裂缝的垂直活动速率最大为30mm/a,水平引张速率为垂直活动速率的1/3,最大为14mm/a。以最不利情况来讨论,则每年地裂缝一侧的管道随地面沉降△Y=30mm,水平拉伸量△*=14mm。 由于每年管道沉降所产生的倾角A很小,几乎可忽略不计,因此只要能消除管道拉伸变形所产生的应力,就可解决问题。 两只波纹膨胀节之间的管道长L=40.Om,发生变形后的管道长为Ll的关系式如下: L12=(L+△*)2+△Y2(1) 公式中:L一两只波纹膨胀节之间的管道长,m; △*一水平拉伸量,mm; △Y一管道随地面沉降量,film。 当L=40.4m,管道拉伸量△L按如下公式计算: △L=△*+△Z2/2L≈△*(14mm)。 选择的波纹膨胀节的允许轴向位移能大于△**/2(7mm),工作压力为1.6MPa,即可满足一个活动年的要求。 ②中压管道(PNO.4MPa,DN200--400) 中压管道穿越Ⅱ级地裂缝达14处,在穿越Ⅱ级地裂缝时,以地裂缝为中心,设置一段总长40m的管沟,在距地裂缝前后各18m的管道上设置一个轴向型内压式波纹膨胀节,工作压力为0.6MPa。管沟内充填松散粗砂。 选择的波纹膨胀节的允许轴向位移能大于△*/2(7mm),工作压力为0.6MPa,即可满足一个活动年的要求。 4.3Ⅰ级地裂缝 ①高压管道(PN1.6MPa,DN600)西安市天然气高压管道穿越I级地裂缝有2处,在穿越I级地裂缝时,以地裂缝为中心,设置一段总长64m的管沟(如图6),在距地裂缝前后的管道上各设置两个轴向型内压式波纹膨胀节,工作压力为1.6MPa。管沟内充填松散粗砂。 选择的波纹膨胀节的允许轴向位移能大于△*/4,工作压力为1.6MPa,即可满足一个活动年的要求。 ②中压管道(PNO.4MPa,DN200--400) 中压管道穿越I级地裂缝有6处,在穿越I级地裂缝时,以地裂缝为中心,设置一段总长40m的管沟(如图7),在距地裂缝前后的管道上各设置两个轴向型内压式波纹膨胀节,工作压力为0.6MPa。管沟内充填松散粗砂。 选择的波纹膨胀节的允许轴向位移能大于△*/4,工作压力为0.6MPa,即可满足一个活动年的要求。 考虑突发事故发生时可进行切断,在距地裂缝两端各300m左右处各设阀门井一座,也可与管线上相邻阀门井结合设置。为防止地裂缝活动引起的管道破坏,每年应对管沟内的管道以及附近的管道进行检查,重点检查波纹管是否被破坏。 西安市天然气工程自1997年投产以来,一直运行正常。管道穿越地裂缝处未受到破坏。 ⊥65⊥结论 经过几年的观察,西安市天然气管网运行状况良好,管道穿越地裂缝处由于采取了加设波纹膨胀节等特殊措施,消除了管道被错断带来的安全隐患。 目前,在燃气工程领域已出现了可以替代钢管的PE(聚乙烯)管道,其中SDR11的PE管最大工作压力可达0.4MPa,由于其具有的良好的柔韧性和伸展性,可代替中压钢管应用在穿越地裂缝处,甚至可以应用在整个中压管网系统中。 篇3:现浇混凝土楼板设计方面的裂缝防治措施 (1)现浇板结构设计中除考虑强度要求外,还应进行挠度及裂缝验算,还应考虑施工不均匀性及混凝土本身的收缩因素,适当增加板厚,增强板的刚度。 (2)宜采用较小直径密度分布的方式进行布筋,为防止温度及收缩引起的应力影响,应适当提高配筋率,这样可提高混凝土体的极限拉伸应变及混凝土抵抗干缩变形的能力,防止因混凝土自身收缩出现大量的应力集中点,使局部出现塑性变形产生裂缝。另外混凝土标号设计强度不宜太高。 (3)应在楼板上每隔20m左右处设置一后浇带,并在楼板中间墙体支座处设一条伸缩缝,使其释放内应力。 (4)楼板因四周嵌固于墙体内,应在四角部位按要求配置双向钢筋,伸出长度为应小于1/3L(L为短向边长),且不小于1.2m长为宜。 (5)在抗震非设防地区,也应适当增设混凝土构造柱,提高房屋整体性。