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浅析大体积混凝土挡墙裂纹产生的原因分析及对策

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摘要:在大体积混凝土挡墙的实际施工过程中,由于存在原材料不合格、温差较大、干缩、荷载突变和分缝不合理等影响因素,常常会产生不同程度的裂纹,严重危害着整个工程的防渗性、耐久性、整体性以及安全性。本文在简要分析大体积混凝土挡墙裂纹产生的主要原因后,给出相应的解决对策,以供同仁参考。

关键词:大体积混凝土;挡墙;裂纹;原因分;对策

中图分类号:TV331文献标识码: A

在实际工程建设过程中,为了尽量满足建筑物结构和使用功能要求,通常要求挡土墙具有比较大的截面尺寸。而这些大体积混凝土挡墙往往会产生不同程度的裂纹,严重危害着整个工程的防渗性、耐久性、整体性以及安全性。因此,建筑人员必须认真分析这些裂纹产生的原因,积极探索实践,采取相应措施进行有效防治,切实提高工程建设的质量。

一、大体积混凝土挡墙裂纹产生的原因分析

结合理论研究和工程实践知,大体积混凝土挡墙裂纹产生的原因主要分为以下几方面:

1、原材料不合格

目前,我国混凝土普遍存在其实际使用年限低于其设计年限的现象。水泥中碱基料的含量过高是其原因之一,在实际施工过程中,砂子、石料中某些物质会与水凝中的碱基料发生反应,降低混凝土的强度。而砂石料中的杂质含量过高,也会加剧上述反应的进行,进一步减弱混凝土的强度,最终减低混凝土的使用年限。

2、温差较大

当建筑完工却未进行通水运行时,一旦突发降温状况,在混凝土挡墙的二分之一处容易因为温差过大而产生裂纹,温差越大,裂纹越大。究其原因,是因为在浇筑混凝土时,其内外分布是不均匀的,内部升温较快,与大气直接接触的表面升温则较慢,使得混凝土的内外膨胀速度高于外部,无法达到一致。当温度骤降时,混凝土的表面遇冷收缩,其内部却有可能仍在膨胀,内外相互束缚,外层出现拉应力,内层出现压应力,导致严重变形,一旦表面温度拉应力超过实际承受力时,就会形成表面裂纹;而当内层温度压应力超过其极限抗压强度时,很有可能产生严重的贯穿裂缝。

3、干缩

由于混凝土中水含量的变化,容易引起干缩湿胀。当混凝土挡墙长期在水中硬化时,会发生微小膨胀;而长期在空气中硬化时,由于水分的逐渐蒸发,混凝土中凝胶剂会缓慢收缩,发生微小收缩。混凝土挡墙裂纹的产生,是由表及里的发展过程,由于湿度变化的不均匀性,所产生的收缩应力也不同,当混凝土表面拉应力高于一定值时,就会导致表面开裂。

4、荷载突变和分缝不合理

许多大体积混凝土挡土墙与其衔接的结构部位的荷载承受力不一样,使得挡土墙在承受压力时容易产生裂纹;施工现场复杂的地质条件,容易让大体积混凝土挡墙沉降产生不均匀,导致其所受荷载不一样,从而产生裂纹。

二、防治大体积混凝土挡墙裂纹的对策

(一)确保建筑施工材料的质量

作为混凝土挡墙的根本,施工材料质量的高低是决定挡土墙质量的关键所在,尤其是要把控好水泥和砂石的质量。在选择水泥时,应严格把关水泥中碱基料的含量,尽量选用低碱水泥,避免因碱基料含量过高而减弱混凝土的强度。在选择砂石时,则必须对砂石料中的杂质含量进行严格控制,减少杂质与碱的反应,降低杂质含量对混凝土强度的影响。

(二)防治温差裂纹的产生

温差过大是产生大体积混凝土挡墙裂纹的主要原因,通常采取以下措施进行防治:

(1)选择温度适宜的季节进行施工。尽量避开夏冬季、选择春秋季施工。基于秋季会有温度骤降的突况,应在混凝土的表面加上防护层,有效避免其内外温差过大。而在夏季浇筑挡墙结构上部时,切忌在中午时段浇筑,应选择早晚时段,从而防止内外温度梯度过大;(2)在条件允许的情况下,可用粉煤灰、硅粉或减水剂等物质部分替代水泥,适当降低水泥在混凝土中的用量,从而减低水化热与温升,增大混凝土的强度,有效防治挡土墙裂纹的产生;(3)设计人员在设计挡土墙时时,应确保其挡上墙长度不能超多15米,同时还应注意合理分缝。相比于混凝土,钢筋的弹性模量要高得多,将钢筋加入混凝土中,当混凝土的内部抗拉强度达至极限值时,钢筋还未达到,这样能够有效延缓裂纹的发展,从而减轻裂纹的出现。将钢筋加入混凝土中,应遵循下列原则:同面积下,根数尽量多,直径尽量小。

(三)改善干缩裂纹的发展

干缩湿胀是产生大体积混凝土挡墙裂纹的另一重要原因,具体防护措施如下:

(1)在春秋季浇筑大体积混凝土挡墙后,应使墙体表面保持一定的湿润度,防止水分的蒸发;而在冬季浇筑混凝土挡墙时,特别注意墙体的保温防冻;(2)为了防治墙体的干缩,必须实施有效的保湿措施,通常可采取洒水或喷水实现水养护,或者采取喷洒塑料溶液(主要成分为过氯乙烯树脂塑料溶液)来实现成膜养护;(3)对建筑施工的环境、温度、水泥质量等因素进行充分、全面考虑,从而制定合理、科学的护养周期;(4)增加干缩率,延缓干缩裂缝的发展,通常可采取使用较细的水泥、增加单位用水量、增大混凝土骨料粒径及水灰比等措施。

(四)避免不均匀荷载与沉降

不均匀荷载与沉降也能使大体积混凝土挡墙产生裂纹,应采取有效措施进行改善。建设人员可在挡土墙和外部结构的衔接之处添设伸缩缝,将结构进行分块,有效改善荷载不均匀情况。同时,建筑人员应根据施工环境的地质条件以及大体积混凝土挡墙结构设计要求,对施工地基进行有效处理,提高地基的承载力,减少结构内部的差异性,从而避免沉降的不均匀,有效改善裂缝的延展。图二为一典型的大体积混凝土挡土墙工程。

图2 滑坡抗滑挡土墙工程

三、结语

总而言之,施工材料质量的高低、温差的大小、干缩的强弱、荷载与沉降的均匀度,都是造成大体积混凝土挡墙产生裂纹的重要原因。工程设计及施工人员,必须认真研究这些影响因素,积极寻求相应措施进行有效防治,显著改善挡土墙出现裂纹的现象,推动建筑工程高质、高效的完成。

参考文献

[1]柴元四.某混凝土挡墙裂纹产生原因分析及对策[J],四川建筑,2013,39(1).

[2]林拥军.水工混凝土挡土墙裂缝原因及防治措施[J],中国科技博览,2011(2).