大面積混凝土地面裂縫原因分析及預(yù)防措施

梁富珍

（甘肅路橋集團(tuán)四公司，青海 西寧 810006）

目前在鐵路貨場，物流集散中心大面積堆場中廣泛使用大面積混凝土地面。但由于大面積混凝土在施工和使用中容易出現(xiàn)裂縫，對大面積混凝土地面的正常使用和耐久性造成了不良影響。下面就裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并將在實際中采用的有效預(yù)防及處理措施進(jìn)行探討。

1 大面積混凝土地面裂縫產(chǎn)生的類型及原因

主要分為三類：一是內(nèi)部應(yīng)力(包括溫度變化、體積收縮、不均勻沉降、化學(xué)反應(yīng)等)引起的裂縫。二是由施工操作(如澆筑、振搗、脫模、養(yǎng)護(hù)、裁切等)不當(dāng)引起的裂縫。三是由外部荷載(包括施工和使用階段的靜荷載、動荷載)引起的裂縫。

由內(nèi)部應(yīng)力引起的裂縫。（1）由于溫度變化引起的大面積混凝土地面裂縫，混凝土由于溫度變化發(fā)生體積變形、膨脹或收縮，這是材料固有的物理特性。當(dāng)這種體積變化受到約束時就會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這種應(yīng)力如果超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會引起開裂。由于大面積混凝土在尺寸上厚度方向遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于寬度與長度，一般在施工中以5m或6m的寬度向長度方向分條澆筑，這樣就使得混凝的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于長度，三向尺寸相差極大。大面積混凝土澆筑后，在硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面與內(nèi)部溫差很大，如果內(nèi)外表面溫差超過25℃時，就會產(chǎn)生裂縫；由于厚度方向變形在上方?jīng)]有約束一般不會在厚度方向產(chǎn)生裂縫，在施工后幾天或幾十天中裂縫就會集中出現(xiàn)在垂直長度的方向。這些都是因為溫度變化引起的裂縫。（2）由于體積收縮使大面積混凝土產(chǎn)生的裂縫，混凝土的收縮分為自身收縮，即水泥水化作用引起的體積收縮；塑性收縮，即在初凝結(jié)過程中發(fā)生化學(xué)的收縮；炭化收縮，即二氧化碳與水泥水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮、干縮；濕度收縮，即混凝土中多余水分蒸發(fā)，隨著溫度降低體積減少而發(fā)生的收縮，其收縮量占整個收縮量的絕大部分。收縮使混凝土的體積變小，在其內(nèi)部也會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度時，也會引起混凝土裂縫。如果大面積混凝土在施工中長度方向的分隔縫是采用后切的施工方法，在混凝土澆筑后的24小時后就會由于混凝土的收縮造成大面積混凝土在長度方向產(chǎn)生裂縫。（3）由于不均勻沉降造成的混凝土裂縫，這類裂縫一般都是在使用中產(chǎn)生，如果很大面積混凝土地面的地基處理不牢固、不均勻，在實際使用中在早中車輛、堆物荷載作用下發(fā)生了不均勻沉降，在其內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土地面局部變型過大使混凝土產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重時會局部下沉，混凝土地面破損、嚴(yán)重坑洼不平導(dǎo)嚴(yán)重影響正常使用。（4）化學(xué)反應(yīng)也會引起混凝土開裂，例如堿骨料反應(yīng)將引起混凝土體積膨脹而產(chǎn)生裂縫。氯離子的侵蝕引起鋼筋銹蝕也會造成混凝土開裂。

由于施工操作不當(dāng)引起的裂縫。1）由于地基施工時的不當(dāng)施工操作引起的裂縫包括:A基層標(biāo)高失控。B基層不平整。C地基松散，上層混凝土拌和物的水分或砂漿下滲或被基層吸收，使下部混凝土變得疏松。D基層干燥吸收混凝土拌和物中的水分，使底部混凝土失水。E地基壓實度不足發(fā)生不均勻沉降。由于以上原因引起的混凝土的厚度、強(qiáng)度薄弱帶在混凝土收縮時，難以承受拉應(yīng)力而開裂，在使用中由于外加車輛、堆物荷載等將使混凝土地面在厚度、強(qiáng)度薄弱帶出現(xiàn)裂縫甚至較嚴(yán)重的斷裂。2）由于混凝土澆筑中的不當(dāng)施工操作引起的裂縫包括：A施工中振搗不均勻；B在施工中每盤混凝土澆筑時間間隔較長時,在兩盤混凝土澆筑的接茬處由于振搗不夠使兩盤混凝土之間脫茬；C鋼筋錯位使局部混凝土地面受拉強(qiáng)度大幅下降形成受拉強(qiáng)度薄弱帶以及模板、混凝土配合比失控等不當(dāng)?shù)氖┕げ僮髟蛟斐苫炷恋孛嫘纬蓮?qiáng)度、密實度薄弱帶。在混凝土凝固過程中由于內(nèi)部應(yīng)力以及在混凝土地面使用過程中受到外部荷載時將在這種強(qiáng)度、密實度薄弱帶出現(xiàn)裂縫甚至使混凝土地面斷裂。

由外部荷載引起的裂縫 (包括靜荷載、動荷載)。主要是由于在使用過程中（堆載）荷載超過混凝土地面的承載能力，或者超過設(shè)計預(yù)期的動荷載。在超負(fù)荷使用中混凝土地面在強(qiáng)度薄弱部位首先出現(xiàn)小裂縫，隨著使用時間的持續(xù)或荷載的增加裂縫持續(xù)發(fā)展直至混凝土地面徹底斷裂破壞。

2 大面積混凝土地面裂縫預(yù)防措施

為了使大面積混凝土地面少出現(xiàn)裂縫、不出現(xiàn)裂縫建造出優(yōu)良的大面積混凝土地面，對混凝土裂縫的預(yù)防措施是十分重要并且非常有效。具體預(yù)防措施包括以下幾點：

在混凝土初凝后24小時-48小時內(nèi)及時對混凝土地面進(jìn)行分隔縫的切割，減少由于混凝土凝固過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力將混凝土地面拉裂。

嚴(yán)格控制進(jìn)場材料質(zhì)量，避免不合格水泥、砂石料進(jìn)入施工場地，避免由于水泥水化熱過高、沙石骨料等材料原因造成堿骨料反應(yīng)引起混凝土體積膨脹而產(chǎn)生裂縫，氯離子的侵蝕引起鋼筋銹蝕造成混凝土開裂。

嚴(yán)格控制地基施工質(zhì)量，使地基平整度、密實度、墊層材料、墊層含水率符合設(shè)計、規(guī)范要求，防止由于地基、墊層質(zhì)量不合格造成混凝土地面出現(xiàn)裂縫。

加強(qiáng)混凝土澆筑過程中的標(biāo)準(zhǔn)化施工管理，將各個施工環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)確保澆筑混凝土的質(zhì)量，確保鋼筋正確就位。

及時與業(yè)主溝通，防止由于業(yè)主對混凝土地面的承載能力不了解出現(xiàn)超負(fù)荷使用造成混凝土地面出現(xiàn)裂縫。

3 大面積混凝土裂縫的處理方法

當(dāng)混凝土地面由于施工、使用等原因已經(jīng)出現(xiàn)裂縫使，科學(xué)及時的處理措施就顯得尤為重要。具體處理措施主要包括以下幾方面。

表面修補(bǔ)法。表面修補(bǔ)法是一種簡單、常見的修補(bǔ)方法，它主要適用于地基穩(wěn)定和對地面承載能力沒有影響的表面裂縫以及深迸裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布的方法，當(dāng)混凝土表面裂縫數(shù)量較多，分布面較廣時，常采用增加一層水泥砂漿或細(xì)石混凝土整體面層的方法處理，同時整體面層內(nèi)宜配置雙向鋼絲網(wǎng)。

混凝土置換法。混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除干凈、潤濕，然后涂刷結(jié)合層，最后再置換入新的高一級標(biāo)號混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土、水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

灌漿、嵌縫封堵法。灌漿法主要適用于對混凝土地面整體性有影響或有防滲要求部位的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料。以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

4 結(jié)論

大面積混凝土地面中混凝土裂縫種類較多，而且是普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會影響大面積混凝土地面的外觀，還會影響大面積混凝土地面的使用功能和耐久性，嚴(yán)重者將會威脅到人們的生命和財產(chǎn)安全，因此當(dāng)大面積混凝土地面出現(xiàn)裂縫時要根據(jù)不同的部位、形態(tài)以及嚴(yán)重程度對混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真分析，采用合理的方法進(jìn)行處理。在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證大面積混凝土地面安全、穩(wěn)定的工作。

[1]《建筑工程事故分析與處理》，中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[2]《建筑施工技術(shù)》，中國環(huán)境科學(xué)出版社，1997.10.