论文部分内容阅读
【摘 要】钢筋混凝土框架裂缝一直是建筑工程施工中所要必须处理的裂缝问题之一，针对建筑施工中所出现的裂缝进行原因分析，并结合作者的施工经验对钢筋混凝土的框架梁的裂缝问题进行了详细的阐述。
【关键词】钢筋混凝土；框架梁；裂缝；检测
建筑工程施工过程中，目前多采用的建筑材料主要是钢筋混凝土，特别是在高层建筑中，大多都采用的是框架体系、框剪体系、框简体系和剪力墙体系。结构选型样式多变，施工高度高，结构刚度大，混凝土用量大。因此，混凝土是施工中最容易出现质量问题的部分。由于钢筋混凝土在建筑结构中是主要的受力构件，所以钢筋混凝土施工质量的好坏对建筑结构性能影响较大，也决定了建筑工程结构的安全与否。在钢筋混凝土施工过程中，难免会出现影响工程质量的各种情况。如：达不到设计强度，表现出现蜂窝、麻面、裂纹（缝）等。本文结合工程实例，阐述钢筋混凝土框架梁出现裂纹的原因及处理过程。
0.工程概况
某中心市场综合楼原设计为三层框架结构，基础为钻孔灌注桩，混凝土强度等级c20，混凝土为现场拌制。水泥采用标号42.5的早强型普通硅酸盐水泥，未掺加缓凝剂。施工至二层后停建，后发现二层大部分框架梁出现裂缝，应用户要求，由建筑工程质量监督检测站对该工程部分框架梁进行检测，检测其混凝土实体强度、梁底主筋分布及梁开裂状况，并对建筑物的沉降情况进行观测。
1.裂缝检测、特征和使用材料质量控制资料的核查
（1）经用回弹仪进行超声回弹综合法检测，检测数据表明，经检测的有代表性的10根框架梁的混凝土实体强度均超过设计值c20，混凝土质量均匀稳定。
（2）对上述检测混凝土强度的l0根框架梁梁底底排钢筋分布采用钢筋扫描仪进行扫描，并打开部分混凝土保护层实测钢筋规格，检测数据表明，所测10根框架梁扫描部位钢筋分布均符合设计要求。并发现钢筋表面无明显的锈蚀，钢筋与混凝土的粘着力较好。
（3）从建筑物的外观观测，场地没有发现明显的不均匀沉降现象，设计标高亦无明显变化，柱子无明显的偏斜。
（4）该工程所采用的钢筋和水泥的出厂合格证及进场复验报告经核查，均符合要求。
（5）裂缝特征。1）裂缝形式。通过对l0根框架梁裂缝的检测，裂缝皆为出现于梁腹且大致垂直于梁腹纵轴的竖向裂缝，且大部分在梁腹两侧对称出现，极少数沿梁腹一侧出现；有少数裂缝的上端延伸至梁顶的板底，但板底未发现开裂；有较多的裂缝（尤其梁跨中央部位的裂缝）的下端延伸至梁下底边，但均未绕过梁的底面形成u型裂缝；同一榀框架梁内，中间跨的裂缝多于两边跨的裂缝；有次梁传来集中荷载作用的中间跨的裂缝多于无集中荷载作用的中间跨的裂缝；裂缝多数分布在跨中1/3区段内，而剪弯和弯切区段的裂缝数量相对少些。所有裂缝基本上呈上下端窄中间宽的枣核形。2）裂缝宽度。通过对l0根框架梁其中86条裂缝的观测，所检测梁的最大裂缝宽度位于梁腹，为0.21㎜，其余大部分在0，l1mm～0.19㎜之间。裂缝形态大多呈中间大、两头小的形状。3）裂缝深度。经采用超声波探测仪对6条最具代表性裂缝进行深度的检测，用其结果来推测和说明裂缝深度及特征。根据探测数据表明：一般情况下，裂缝中间深两端浅；裂缝的下端比上端深；在同一榀框架梁内，裂缝的宽度越大，深度也越深。裂缝最深101㎜，最浅70㎜。d.经测试，除少数裂缝是沿框架梁箍筋位置裂开外，多数裂缝均在梁内二道箍筋之间裂开。
2.出现裂缝的原因分析
由前述的裂缝检测结果、裂缝特征及沉降观测结果可以判断，该工程框架梁的裂缝是属于较典型的梁受温度、收缩影响而产生的裂缝，裂缝产生原因较复杂，但由统计分析可知，框架梁开裂及扩展的主要原因有以下几方面。
2.1设计方面
（1）当梁的截面尺寸较大时，由于中部箍筋问距相对大，在中部梁侧面易产生垂直于梁轴线的收缩裂缝，且多集中在构件的中部，呈中间宽两端窄，裂至梁的上缘及下缘附近，其裂缝形态多沿短方向均匀地分布于相邻两根钢筋之间，且与箍筋平行。这是由于梁上、下缘的附近配有较多的纵向筋，承受较大拉力，混凝土不易开裂；而梁的中部纵向筋稀少，没有足够的强度以抵抗这种拉应力而发生开裂。（2）该工程框架纵梁全长达60m，设计时未充分考虑温度收缩的影响，中间未设伸缩缝，也没有留设后浇带，故加剧了框架梁混凝土裂缝的出现和扩展。
2.2混凝土收缩作用
本工程使用早强型普通硅酸盐水泥。这种水泥的特点是结硬快，早期强度高，收缩大。其铝酸三钙凝结硬化最快，水化时放热量最大。根据有关资料表明，其铝酸三钙百分比为规定含量的上限值。由此可见，在混凝土施工时，如能根据水泥特性加入适量缓凝剂将对混凝土收缩变形的控制是非常有益的。
在拌制混凝土之前，必须按规定对水泥、粗细骨料等进行检验复试，不合格材料绝不使用。混凝土所使用的粗细骨料含泥量偏大，骨料粒径偏细、骨料级配不良，混凝土水灰比、坍落度过大，使用过量粉砂等均易使混凝土收缩大而产生裂缝。
2.3施工方面
硅酸盐水泥在空气硬化时体积会产生收缩，其收缩大小与水泥的矿物组成、细度、水灰比等因素密切相关_3_3。而熟料中铝酸三钙的收缩量最大；水泥愈细，收缩愈大；水灰比大收缩也大。因此这种水泥在混凝土浇筑后，如早期养护不良或养护时间不足，在夏天，空气干燥，相对湿度较低，以至于框架梁混凝土表面失水过快而产生剧烈收縮，而且其表面失水远大于内部，再加上结构内外水泥水化热差（内高外低）的影响，最后导致了框架梁混凝土外表收缩快且大、内部收缩慢且小的不均匀收缩，引起框架梁的混凝土由表至里开裂。当这种裂缝上端受到强有力的现浇钢筋混凝土板的约束，下端受到纵向受力钢筋的限制时，就会形成位于梁腹两侧对称的中间宽、两端窄的竖向枣核形裂缝。
2.4温差作用
该工程二层梁板混凝土浇筑后即停止三层结构的施工，也没有施工架空隔热层，使楼板长期暴露于大气中，由于夏天酷热，屋面梁板无遮盖自早晨至下午一直受太阳直射，表面温度在70℃是正常的，而面层的温度较板下梁的温度高出很多，板的变形较梁的变形量要大，形成了相对的变形差，使屋面梁沿轴线方向出现较大的拉应力，且会随着温度的升高而加大，当此应力超过混凝土的极限抗拉强度时，屋面梁就会产生裂缝。
3.结语
综上所述，在混凝土的结构施工过程中出现裂缝问题的原因是多方面的，因此，在施工中还要运用科学的方法，认真的分析才能找到裂缝的主要原因，相应的得到正确的处理方案和不就措施，来确保结构的安全。
【参考文献】
[1]林海滨，现浇钢筋混凝土楼板裂缝处理分析[J].城市建筑，2013（20）.
[2]李紫东，钢筋混凝土梁裂缝的分析和处理[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2012（12）.
[3]李志飒，李鑫茂，隋晨.某地下室人防工程钢筋混凝土框架梁裂缝原因分析[J].四川建材，2013（01）.
【关键词】钢筋混凝土；框架梁；裂缝；检测
建筑工程施工过程中，目前多采用的建筑材料主要是钢筋混凝土，特别是在高层建筑中，大多都采用的是框架体系、框剪体系、框简体系和剪力墙体系。结构选型样式多变，施工高度高，结构刚度大，混凝土用量大。因此，混凝土是施工中最容易出现质量问题的部分。由于钢筋混凝土在建筑结构中是主要的受力构件，所以钢筋混凝土施工质量的好坏对建筑结构性能影响较大，也决定了建筑工程结构的安全与否。在钢筋混凝土施工过程中，难免会出现影响工程质量的各种情况。如：达不到设计强度，表现出现蜂窝、麻面、裂纹（缝）等。本文结合工程实例，阐述钢筋混凝土框架梁出现裂纹的原因及处理过程。
0.工程概况
某中心市场综合楼原设计为三层框架结构，基础为钻孔灌注桩，混凝土强度等级c20，混凝土为现场拌制。水泥采用标号42.5的早强型普通硅酸盐水泥，未掺加缓凝剂。施工至二层后停建，后发现二层大部分框架梁出现裂缝，应用户要求，由建筑工程质量监督检测站对该工程部分框架梁进行检测，检测其混凝土实体强度、梁底主筋分布及梁开裂状况，并对建筑物的沉降情况进行观测。
1.裂缝检测、特征和使用材料质量控制资料的核查
（1）经用回弹仪进行超声回弹综合法检测，检测数据表明，经检测的有代表性的10根框架梁的混凝土实体强度均超过设计值c20，混凝土质量均匀稳定。
（2）对上述检测混凝土强度的l0根框架梁梁底底排钢筋分布采用钢筋扫描仪进行扫描，并打开部分混凝土保护层实测钢筋规格，检测数据表明，所测10根框架梁扫描部位钢筋分布均符合设计要求。并发现钢筋表面无明显的锈蚀，钢筋与混凝土的粘着力较好。
（3）从建筑物的外观观测，场地没有发现明显的不均匀沉降现象，设计标高亦无明显变化，柱子无明显的偏斜。
（4）该工程所采用的钢筋和水泥的出厂合格证及进场复验报告经核查，均符合要求。
（5）裂缝特征。1）裂缝形式。通过对l0根框架梁裂缝的检测，裂缝皆为出现于梁腹且大致垂直于梁腹纵轴的竖向裂缝，且大部分在梁腹两侧对称出现，极少数沿梁腹一侧出现；有少数裂缝的上端延伸至梁顶的板底，但板底未发现开裂；有较多的裂缝（尤其梁跨中央部位的裂缝）的下端延伸至梁下底边，但均未绕过梁的底面形成u型裂缝；同一榀框架梁内，中间跨的裂缝多于两边跨的裂缝；有次梁传来集中荷载作用的中间跨的裂缝多于无集中荷载作用的中间跨的裂缝；裂缝多数分布在跨中1/3区段内，而剪弯和弯切区段的裂缝数量相对少些。所有裂缝基本上呈上下端窄中间宽的枣核形。2）裂缝宽度。通过对l0根框架梁其中86条裂缝的观测，所检测梁的最大裂缝宽度位于梁腹，为0.21㎜，其余大部分在0，l1mm～0.19㎜之间。裂缝形态大多呈中间大、两头小的形状。3）裂缝深度。经采用超声波探测仪对6条最具代表性裂缝进行深度的检测，用其结果来推测和说明裂缝深度及特征。根据探测数据表明：一般情况下，裂缝中间深两端浅；裂缝的下端比上端深；在同一榀框架梁内，裂缝的宽度越大，深度也越深。裂缝最深101㎜，最浅70㎜。d.经测试，除少数裂缝是沿框架梁箍筋位置裂开外，多数裂缝均在梁内二道箍筋之间裂开。
2.出现裂缝的原因分析
由前述的裂缝检测结果、裂缝特征及沉降观测结果可以判断，该工程框架梁的裂缝是属于较典型的梁受温度、收缩影响而产生的裂缝，裂缝产生原因较复杂，但由统计分析可知，框架梁开裂及扩展的主要原因有以下几方面。
2.1设计方面
（1）当梁的截面尺寸较大时，由于中部箍筋问距相对大，在中部梁侧面易产生垂直于梁轴线的收缩裂缝，且多集中在构件的中部，呈中间宽两端窄，裂至梁的上缘及下缘附近，其裂缝形态多沿短方向均匀地分布于相邻两根钢筋之间，且与箍筋平行。这是由于梁上、下缘的附近配有较多的纵向筋，承受较大拉力，混凝土不易开裂；而梁的中部纵向筋稀少，没有足够的强度以抵抗这种拉应力而发生开裂。（2）该工程框架纵梁全长达60m，设计时未充分考虑温度收缩的影响，中间未设伸缩缝，也没有留设后浇带，故加剧了框架梁混凝土裂缝的出现和扩展。
2.2混凝土收缩作用
本工程使用早强型普通硅酸盐水泥。这种水泥的特点是结硬快，早期强度高，收缩大。其铝酸三钙凝结硬化最快，水化时放热量最大。根据有关资料表明，其铝酸三钙百分比为规定含量的上限值。由此可见，在混凝土施工时，如能根据水泥特性加入适量缓凝剂将对混凝土收缩变形的控制是非常有益的。
在拌制混凝土之前，必须按规定对水泥、粗细骨料等进行检验复试，不合格材料绝不使用。混凝土所使用的粗细骨料含泥量偏大，骨料粒径偏细、骨料级配不良，混凝土水灰比、坍落度过大，使用过量粉砂等均易使混凝土收缩大而产生裂缝。
2.3施工方面
硅酸盐水泥在空气硬化时体积会产生收缩，其收缩大小与水泥的矿物组成、细度、水灰比等因素密切相关_3_3。而熟料中铝酸三钙的收缩量最大；水泥愈细，收缩愈大；水灰比大收缩也大。因此这种水泥在混凝土浇筑后，如早期养护不良或养护时间不足，在夏天，空气干燥，相对湿度较低，以至于框架梁混凝土表面失水过快而产生剧烈收縮，而且其表面失水远大于内部，再加上结构内外水泥水化热差（内高外低）的影响，最后导致了框架梁混凝土外表收缩快且大、内部收缩慢且小的不均匀收缩，引起框架梁的混凝土由表至里开裂。当这种裂缝上端受到强有力的现浇钢筋混凝土板的约束，下端受到纵向受力钢筋的限制时，就会形成位于梁腹两侧对称的中间宽、两端窄的竖向枣核形裂缝。
2.4温差作用
该工程二层梁板混凝土浇筑后即停止三层结构的施工，也没有施工架空隔热层，使楼板长期暴露于大气中，由于夏天酷热，屋面梁板无遮盖自早晨至下午一直受太阳直射，表面温度在70℃是正常的，而面层的温度较板下梁的温度高出很多，板的变形较梁的变形量要大，形成了相对的变形差，使屋面梁沿轴线方向出现较大的拉应力，且会随着温度的升高而加大，当此应力超过混凝土的极限抗拉强度时，屋面梁就会产生裂缝。
3.结语
综上所述，在混凝土的结构施工过程中出现裂缝问题的原因是多方面的，因此，在施工中还要运用科学的方法，认真的分析才能找到裂缝的主要原因，相应的得到正确的处理方案和不就措施，来确保结构的安全。
【参考文献】
[1]林海滨，现浇钢筋混凝土楼板裂缝处理分析[J].城市建筑，2013（20）.
[2]李紫东，钢筋混凝土梁裂缝的分析和处理[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2012（12）.
[3]李志飒，李鑫茂，隋晨.某地下室人防工程钢筋混凝土框架梁裂缝原因分析[J].四川建材，2013（01）.