混凝土结构裂缝分析评定及修补技术研究.pdf
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1、2 0 1 0 年 第 4 期 (总 第 2 4 6 期 ) Nu mb e r 4 i n 2 0 1 0 ( To t a l No2 4 6) 混 凝 土 Co nc r e t e 实用技术 PR A CTI CAL TECHN0L oGY d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 4 0 4 1 混凝土结构裂缝分析评定及修补技术研究 潘明远 ,付殿武 ( 1 长春工程学院 土木学院,吉林 长春 1 3 0 0 1 2 ;2 东北大学 基建处,辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 0 ) 摘要: 钢筋混凝土结构在使用过程中,
2、因受力、 变形、 某些环境因素影响可能会产生裂缝, 如果裂缝过长、 过宽会影响建筑物的耐久性 和使用寿命, 有的建筑事故发生之前, 一般也会有裂缝的出现。因此对混凝土结构裂缝的分析评定尤为重要, 针对不同的裂缝进行修补或 加固补强 , 避免重大事故的发生 , 确保建筑物 的耐久性和使用年 限。 关键词: 混凝土结构;建筑事故;裂缝;分析评定; 修补加固 中图分类号 : T U5 2 8 0 7 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 4 0 1 2 6 0 2 An al y s i s a nd a s s e s s men t o f
3、 c onc r e t e s s t r u c t ur e cr ac k an d t he s t ud y o f r e p ai r i ng t e c hnol og y P AN M i n g - y u a n , FU Di a n wn ( 1 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , C h a n g c h u n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y , C h a n g c h u n 1 3 0 0 1 2 , C h i n a 2 C a p
4、 i t a l Co n s t r u c t i o n D e p a r t me n t , N o r t h e a s t e rn Un i v e r s i t y , S h e n y a n g I 1 0 0 0 0 , C h i n a ) Abs t r a c t : Th e r e i n f o r c e dc o n c r e t e s t r u c t u r e , d ue t ot h ef o r c e , d e for mi o na n d s o mee n v i r o n me n t a l f a c t o
5、 r s , ma yc r a c kd u rin gt h eu s i n gp e r i od J f the c r a c k i s t o o l o n g o r t o o wi d e , i t wi l l a ffe c t t h e d u r a b i l i t y a n d t h e s e r v i c e s p a n o ft h e c o ns t r u c t i o n So me b u i l d i n g s h a ve c r a c k s b e f o r e the i n c i d e n t O C
6、 c u r r e d Th e r e f o r e , th e a n a l y s i sa n da s s e s s m e n t o f c o n c r e t e s t ru c t u r ec r a c k s a r e pa r t i c ul arl yi mpo r t a n t Th i s pa p e re l a bo r a t e dt h e r e p a i rin g a n dr e i nf o r c e me n t t e c h n o l o g y f o r d i ff e r e n t c r a c
7、 k s , i no r d e r t oa v o i d t h e o c c u r r e n c e o f ma j o r a c c i d e n t , t o e n s u r e t h e d u r a b i l i tyand the l i f e s p ano f t h e c o n s t ruc t i o n Ke y wor ds : c o n c r e t e s t r u c tur e; a r c h i t e c t u r a l a c c i d e n t ; c r a c k; a n a ly s i s
8、 a n d a s s e s s me n t ; r e p a i r i n g a n d r e i n f o r c e me n t 0 引言 钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。更确切地说, 混凝土在 凝结硬化过程中就有微裂缝存在。微裂缝主要有两种: 一种是 黏结裂缝( 沿骨料和水泥石界面的微裂缝) 。另一种是水泥石微 裂缝 ( 骨料之 间水泥石中的微裂缝 ) 。混凝 土微裂缝的宽度小于 O 0 5 mi l l , 肉眼是看不见的。 微裂缝在混凝 土中的分布既不规则 也不贯通 , 因此只有微裂缝的混凝土是可以承受拉力的。微裂 缝对混凝土的承重 、 防渗漏、 防腐蚀等使用功能没
9、有危害性。只 有微裂缝的混凝土也称“ 无裂缝混凝土” 。但是, 钢筋 昆 凝土构 件因受力 、 变形、 某些环境因素影响而产生的裂缝, 则是混凝土 可见 裂缝 的发生和开展 , 是钢筋与混凝土间不能再 保持变形协 调而出现相对滑动的结果。在设计中, 混凝土结构裂缝的计算 是很粗略的, 很多防裂 、 限制裂缝开展靠构造措施, 普通钢筋混 凝土结构在使用过程中, 出现宽度小于 0 3 n l I T I 的细微裂缝是正 常的、 允许的。 但是, 如果出现的裂缝过长、 过宽就不允许了, 甚 至是危险的。许多混凝土结构在发生重大事故之前, 往往有裂 缝出现并不断发展, 应加以重视。 1 裂缝调查 裂缝
10、调查的目的是为分析推断结构开裂原因、 评估裂缝对 结构危害性以及确定裂缝修补方法等, 提供第一手资料。 1 1 基 本调 查 基本调查是原因分析 、 危害性评估及修补方法确定所必不 收稿 日期 :2 0 1 0 4) 1 1 4 1 2 6 可少的最根本的调查, 主要包括 : 裂缝现状、 裂缝发生及开展的 时间过程、 裂缝对使用功能的影响、 设计资料、 施工记录、 使用 情况及环境状况等。基本调查方法主要是用肉眼观察裂缝 , 审 视结构外观质量, 分析核对设计图和计算书 , 了解核查施工情 况及记录。裂缝现状包括裂缝形式、 裂缝宽度及其变化规律 、 裂 缝长度、 裂缝是否贯穿 、 裂缝内有无盐
11、析锈水等渗出物 、 裂缝表 面干湿度、 裂缝周围混凝土剥离剥落等。裂缝发生的时问及其 开展的过程是判断开裂原因的重要依据, 但往往发现裂缝的时 间与真正开裂的时间并不一致 , 因此, 应多方收集线索, 特别是 混凝土初凝、 拆模及竣工时是否发现裂缝, 以及裂缝变动情况 等。裂缝对使用功能的影响, 主要是观察开裂部位有无渗漏 、 有 无顺筋锈痕锈水 、 裂缝有无盐析及污染 、 结构有无过大变形等 , 以及这些影响的严重程度及变化过程。设计资料主要包括设计 图、 计算书的审核及与规范的对比分析。施工记录重点是核查 混凝土用料 、 配合 比、 浇灌养护情况 、 试验保证资料、 结构隐检 资料、 模板
12、状况以及气候条件等。使用及环境状况包括实际荷 载情况、 温湿度条件及有害介质作用等。 1 2 详细调查 有的结构裂缝, 仅根据基本调查尚难于分析推断出产生裂 缝的真正原因或诸多原因中谁是最主要的原因, 无法判断该裂 缝是否需要修补或补强加固, 或者无法选择确定最合适的修补 及加固方法, 此时则必须对可能引起结构开裂的内在因素及外 部条件进行现场检测 、 测试及更详细的反复调查研究。详细调 查主要包括混凝土劣化度( 强度 、 碳化 、 配合比及氯盐含量) 检 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 测 、 钢筋劣化度( 强度、 锈蚀、 面积 、 保护层厚度 ) 检测 、
13、结构几何 尺寸与设计图是否吻合 、 荷载量值及条件核查 、 裂缝性状( 型 式 、 走向、 宽度变动、 深度) 的深入调查 、 结构使用状况及环境条 件的深入调查 、 混凝土孔隙率测定 、 反应性骨料调查和检验以 及结构载荷试验等。 2 裂缝原因分析 裂缝原因分析是为裂缝危害性评定及修补提供依据 , 若不 经分析或忽视原因分析就进行裂缝处理, 往往会导致修补 、 加固 无效而不得不再次修补及加固, 对于已处在危险状态应该拆除 的结构 , 如已产生贯通性纵向裂缝而接近极限状态的轴心受压 柱及存在严重顺筋锈蚀裂缝的受弯结构或受拉结构 , 不经分析 研究就盲目进行处理, 不仅无效而且潜藏着突发事故的
14、危险性。 混凝土结构开裂原因是多方面的, 归纳起来有以下 4方面的原 因: 材料使用不当、 结构设计错误 、 施工质量低劣、 使用不当及 外 界环境 的不 良影响 。 由调查统计及结构试验可知, 裂缝形态与产生原因也密不 可分, 尤其是单因素典型裂缝 , 裂缝形式与原因有着完全对应 关 系。 混凝土结构裂缝原因分析, 主要是基于以上关系, 根据调 查结果, 逐项地对可能引起结构裂缝的各种因素进行分析 , 最终 筛选出统一的或主要的因素。其具体步骤是: 首先根据标准调 查结果 , 分别按裂缝产生的阶段 、 裂缝形态 、 设计资料 、 混凝土 级配及气候条件等要素 , 对开裂原因进行分析 , 找出
15、各种分析 中的共同原因, 此原因可断定为该结构开裂的真正原因。若根 据标准调查找不 出开裂 的共同原因或主要原 因, 则应在可能 引 起开裂的有关原因的小范围内进行详细调查, 并根据详细调查 结果, 进一步筛选, 综合分析, 推断其开裂的最终原因。 3 裂缝危害性评定 裂缝对结构物危害主要表现在结构物耐久性和适用性的 降低。耐久性主要是对承重结构; 适用性一般是对非承重结构, 主要包括防水性 、 美观及气密性等。 昆 凝土结构 比较容易出现 裂缝, 在一定范围内, 规范也是允许结构带裂缝工作, 裂缝对结 构极限承载力短期虽无直接关系, 但能预示结构承载力可能不 足或存在严重问题 , 可通过结构
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