论地下工程混凝土通病产生的原因及防治措施

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摘要 经过多年的地铁施工经验及总结，针对钢筋混凝土蜂窝、孔洞、露筋、缺棱掉角、施工缝夹层、结构裂缝等质量通病的现象及防治办法略谈以下心得，望批评指正。

关键词 蜂窝 孔洞 露筋 缺棱掉角 施工缝夹层 结构裂缝

中图分类号： TV331 文献标识码： A

1、蜂窝

1.1现象：砼局部酥松，砂浆少石子多，石子之间出现空隙，形成蜂窝状的孔洞。

1.2原因分析：

(1)砼配合比不合理，石、水泥材料计量错误，或加水量不准，造成砂浆少石子多。

(2)砼搅拌时间短，没有拌合均匀，砼和易性差，振捣不密实。

(3)未按操作规程灌注砼，下料不当，使石子集中，振不出水泥浆，造成砼离析。

(4)砼一次下料过多，没有分段、分层灌注，振捣不实或下料与振捣配合不好。

(5)模板孔隙未堵好，或模板支设不牢固，振捣砼时模板移位，造成严重漏浆。

1.3预防措施：砼配料时严格控制配合比，经常检查，保证材料计量准确。砼拌合均匀，颜色一致，其延续搅拌最短时间符合规定。砼自由倾落高度一般不得超过2m。如超过，要采取串筒、溜槽等措施下料。砼的振捣分层捣固。灌注层的厚度不得超过振动器作用部分长度的1.25倍。捣实砼拌合物时，插入式振捣器移动间距不大于其作用半径的1.5倍；对细骨料砼拌合物，则不大于其作用半径的1倍。振捣器至模板的距离不大于振捣器有效作用半径的1/2。合适的振捣现象为：砼不再显著下沉，不再出现气泡。灌注砼时，经常观察模板、支架、堵缝等情况。发现有模板走动，立即停止灌注，并在砼初凝前修整完好。

1.4处理方法：砼有小蜂窝，可先用水冲洗干净，然后用1∶2或1∶2.5水泥砂浆修补，如果是大蜂窝，则先将松动的石子和突出颗粒剔除，尽量形成喇叭口，外口大些，然后用清水冲洗干净湿润，再用高一级的细石砼捣实，加强养护。

二、麻面

2.1现象：砼表面局部缺浆粗糙，或有许多小凹坑，但无钢筋和碎石外露。

2.2原因分析：

(1)模板表面粗糙或清理不干净，粘有干硬水泥砂浆等杂物，拆模时砼表面被粘损。

(2)钢模板脱模剂涂刷不均匀，拆模时砼表面粘结模板。

(3)模板接缝拼装不严密，灌注砼时缝隙漏浆。

(4)砼振捣不密实，砼中的气泡未排出，一部分气泡停留在模板表面。

2.3预防措施： 模板面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。木模板灌注砼前，用清水充分湿润，清洗干净，不留积水，使模板缝隙拼接严密，如有缝隙，填严，防止漏浆。钢模板涂模剂要涂刷均匀，不得漏刷。砼必须按操作规程分层均匀振捣密实，严防漏捣，每层砼均匀振捣至气泡排除为止。

2.4处理方法：麻面主要影响砼外观，对于面积较大的部位修补。即将麻面部位用清水刷洗，充分湿润后用潮湿的水泥抹平。

三、孔洞

3.1现象：砼结构内有空隙，局部没有砼。

3.2原因分析：

(1)在钢筋密集处或预埋件处，砼灌注不畅通，不能充满模板间隙。

(2)未按顺序振捣砼，产生漏振。

(3)砼离析，砂浆分离，石子成堆，或严重跑浆。

(4)砼工程的施工组织不好，未按施工顺序和施工工艺认真操作。

(5)砼中有硬块和杂物掺入，或木块等大件料具掉入砼中。

(6)不按规定下料，吊斗直接将砼卸入模板内，一次下料过多，下部因振捣器振动作用半径达不到，形成松散状态。

3.3预防措施：

(1)在钢筋密集处，可采用细石砼灌注，使砼充满模板间隙，并认真振捣密实。机械振捣有困难时，可采用人工捣固配合,严防漏振。

(2)预留孔洞处在两侧同时下料。下部往往灌注不满，振捣不实，采取在侧面开口灌注的措施，振捣密实后再封好模板，然后往上灌注。

(3)控制好下料。要保证砼灌注时不产生离析，砼自由倾落高度不超过2m，大于2m时要用溜槽、串筒等下料。

(4)加强施工技术管理和质量检查工作。

3.4处理方法：要经有关单位共同研究，制定补强方案，经批准后方可处理。

四、露筋

4.1现象：钢筋砼结构内的主筋、副筋或箍筋等露在砼表面。

4.2原因分析：

(1)砼灌注振捣时，钢筋垫块移位或垫块太少甚至漏放，钢筋紧贴模板。

(2)钢筋砼结构断面较小，钢筋过密，如遇大石子卡在钢筋上，砼水泥浆不能充满钢筋周围。

(3)因配合比不当砼产生离析，浇捣部位缺浆或模板严重漏浆。

(4)砼振捣时，振捣棒撞击钢筋，使钢筋移位。(5)砼保护层振捣不密实，或木模板湿润不够，砼表面失水过多，或拆模过早等，拆模时砼缺棱掉角。

4.3预防措施：

(1)灌注砼前，检查钢筋位置和保护层厚度是否准确。

(2)为保证砼保护层的厚度，要注意固定好垫块。一般每隔1m左右在钢筋上绑一个水泥砂浆垫块。

(3)钢筋较密集时，选配适当的石子。石子最大颗粒尺寸不得超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得 大于钢筋净距的3/4。结构截面较小，钢筋较密时，可用细石砼灌注。

(4)为防止钢筋移位，严禁振捣棒撞击钢筋。在钢筋密集处，可采用带刀片的振捣棒进行振捣。保护层砼要振捣密实。灌注砼前用清水将木模板充分湿润，并认真堵好缝隙。

(5)砼自由顺落高度超过2m时，要用串筒或溜槽等进行下料。

(6)拆模时间要根据试块试验结果确定，防止过早拆模。

(7)操作时不得踩踏钢筋，如钢筋有踩弯或脱扣者，及时调直，补扣绑好。

4.4处理方法：将外露钢筋上的砼残渣和铁锈清理干净，用水冲洗湿润，再用 1：2或1：2.5水泥砂浆抹压平整，如露筋较深，将薄弱砼剔除，冲刷干净湿润，用高一级的细石砼捣实，认真养护。

五、缺棱掉角

5.1现象：砼局部掉落，不规整，棱角有缺陷。

5.2原因分析：

(1)木模板在灌注砼前未湿润或湿润不够，灌注后砼养护不好，棱角处砼的水分被模板大量吸收，致使砼水化不好，强度降低。

(2)常温施工时，过早拆除承重模板。

(3)拆模时受外力作用或重物撞击，或保护不好，棱角被碰掉。

(4)冬季施工时，砼局部受冻。

5.3预防措施：木模板在灌注砼前充分湿润，砼灌注后认真浇水养护。拆除钢筋砼结构承重模板时，砼具有足够的强度，表面及棱角才不会受到损坏。拆模时不能用力过猛过急，注意保护棱角，吊运时，严禁模板撞击棱角。加强成品保护，对于处在人多、运料等通道处的砼阳角，拆模后要用槽钢等将阳角保护好，以免碰损。冬季砼灌注完毕，做好覆盖保温工作，加强测温，及时采取措施，防止受冻。

5.4处理方法：缺棱掉角较小时，，清水冲洗可将该处用钢丝刷刷净充分湿润后，用1∶2或1∶2.5的水泥砂浆抹补齐正。可将不实的砼和突出的骨料颗粒凿除，用水冲刷干净湿润，然后用比原砼高一级的细石砼补好，认真养护。

六、施工缝夹层

6.1现象：施工缝处砼结合不好，有缝隙或夹有杂物，造成结构整体性不良。

6.2原因分析：

(1)在灌注砼前没有认真处理施工缝表面；灌注前，捣实不够。

(2)灌注大体积砼结构时，往往分层分段施工。在施工停歇期间常有木块、锯末等杂物积存在砼表面，未认真检查清理，再次灌注砼时混入砼内，在施工缝处造成杂物夹层。

6.3预防措施：

(1)在施工缝处继续灌注砼时，如间歇时间超过规定，则按施工缝处理，在砼抗压强度不小于1.2Mpa时，才允许继续灌注。

(2)在已硬化的砼表面上继续灌注砼前，除掉表面水泥薄膜和松动石子或软弱砼层，并充分湿润和冲洗干净，残留在砼表面的水予清除。

(3)在灌注前，施工缝宜先铺抹水泥浆或与砼相同的减石子砂浆一层。

(4)在模板上沿施工缝位置通条开口，以便清理杂物和冲洗。冬季施工时可采用高压风吹。全部清理干净后，再将通条开口封闭，并抹水泥浆或减石子砼砂浆，再灌注砼。

6.4处理方法：当表面缝隙较细时，可用清水将裂缝冲洗干净，充分湿润后抹水泥浆。对夹层的处理慎重。补强前，先搭临时支撑加固后，方可进行剔凿。将夹层中的杂物和松软砼清除，用清水冲洗干净，充分湿润，再灌注，采用提高一级强度等级的细石砼或砼减石子砂浆，捣实并认真养护。

七、结构裂缝

结构裂缝产生的原因很复杂,根据国内外的调查资料,引起裂缝有两大类原因,一种由外荷载(如静、动荷载

)的直接应力和结构次应力引起的裂缝,其机率约20%；一种是结构因温度、膨胀、收缩和不均匀沉降等因

素由变形变化引起的裂缝,其机率约80%。裂缝发生与材料、设计、施工和维护有关,现作以下分析。

7.1材料缺陷

在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例,从混凝土的性质来说大概有：

7.1.1 干燥收缩

研究表明,水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小。每l00克水泥水化后的化学减缩值为7～9ml,如混凝土水泥用量为35Okg/m3,则形成孔缝体积约25～30l/m3之巨。这是混凝土抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。研究表明,每lOOg水泥浆体可蒸发水约6ml,如混凝土水泥用量为350kg/m3,当混凝土在干燥条件下, 则蒸发水量达2llml/ m3。毛细孔缝中水逸出产生毛细压力,使混凝土产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1%～0.2%；混凝土的干缩值为0.04%～0.06%。而混凝土的极限拉伸值只有0.01%～0.02%,故易引起干缩裂缝,干燥收缩裂纹出现在接近1年龄期内。

7.1.2 温差收缩

对于强度要求较高的混凝土,水泥用量相对较多,水泥水化是个放热过程,其水化热为l65～250j/g,随混凝土水泥用量提高,其绝热温升可达50～80℃。研究表明,当混凝土内外温差10℃时,产生的冷缩值εC= T/α= 10/l10-5=0.O1%,如温差为20～30℃时,其冷缩值为0.02～0.03%,而混凝土极限拉伸值只有0.01～0.015%,因而冷缩常引起混凝土开裂。

7.1.3塑性收缩

混凝土初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发,引起失水收缩,此时骨料与水泥之间也产生不均匀的沉缩变形,它发生在混凝土终凝之前的塑性阶段,故称为塑性收缩。其收缩量可达1%左右。在混凝土表面上,特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂,宽度达l～2mm,属表面裂缝。水灰比过大,水泥用量大,外加剂保水性差,粗骨料少,振捣不良,环境温度高,表面失水大等都能导致混凝土塑性收缩而发生表面开裂现象。

7.1.4 自生收缩

密闭的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低,称为自干燥。高水灰比的普通混凝土(OPC)由于毛细孔隙中贮存大量水分,自干燥引起的收缩压力较小,所以自生收缩值较低而不被注意。但是,低水灰比的高性能混凝土(HPC) 则不同,早期强度较高的发展率会使自由水消耗较快,以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC结构致密,外界水泥很难渗入补充,在这种条件下开始产生自干收缩。研究表明,龄期2个月水胶比为0.4的HPC,自干收缩率为0.01%,水胶比为0.3的HPC,自干收缩率为0.02%。HPC的总收缩中干缩和自收缩几乎相等,水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知,HPC的收缩性与OPC完全不同,OPC以干缩为主,而HPC以白干收缩为主。问题的要害是：HPC自收缩过程开始于水化速率处于高潮阶段的头几天,温度梯度首先引发表面裂缝,随后引发内部微裂缝,若混凝土变形受到约束,则进一步产生收缩裂缝。这是高标号混凝土容易开裂的主要原因之一。

以上是从水泥混凝土物理化学特性分析其各种收缩现象,早期塑性收缩会导致结构出现表面裂缝,混凝土进入硬化阶段后,混凝土水化热使结构产生温差收缩和干燥收缩(包括自干收缩),这是诱发裂缝的主要原因。

7.2混凝土构件裂缝的处理

在工程实践中,裂缝是不可能避免的。对裂缝的处理,首先要分析其形成原因,是由设计、施工、材料还是其它因素引起的。混凝土构件的裂缝大致分三类。第一类是很细小的裂缝,或者说是规范所允许范围内的裂缝。这种裂缝一般不需要处理,第二类是超出规范允许范围内的,但并不影响结构安全问题的裂缝。这种裂缝一般需处理才能满足使用功能以及结构耐久性等,第三类是裂缝较大,影响到结构安全性的裂缝,这种裂缝的构件往往需要进行结构加固处理或拆除重建。处理方法大致分两种,一是抹面处理,材料可为高强微膨胀砂浆,抗渗聚合物砂浆或用环氧玻璃封闭；二是压力灌浆法,材料可为水泥灌浆,水泥―水玻璃灌浆,环氧树脂以及现在所应用的一些化学聚合物等。

参考文献

[1] 混凝土结构设计规范GB 50010一2002.中国建筑工业出版社2002,北京。

[2] 建筑施工手册(第四版)缩印本中国建筑工业出版社出版、发行2003,北京。

[3] 王昭元. 水泥混凝土收缩裂缝问题成因分析(内部交流资料)。

[4] 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB/T 50080━2002中华人民共和国建设部2003。