混凝土裂缝种类及检测技术.pdf

混凝土裂缝种类及检测技术 杨梅 史 磊 ： 古 军 ， ( 1 青海油田公司勘探开发研究院油藏评价室 甘肃 敦煌 7 3 6 2 0 2 ； 2 青海油田公司采油二厂 甘肃 敦煌 7 3 6 2 0 2 ； 3 西安 市防 汛机 动抢 险队 陕 西 西安 7 1 0 0 1 6 ) 摘要 介绍混凝土裂缝种类， 并简要分析 了现有检测技术 的针对性， 为下一步裂缝检测技术发展提 供参考。 关键词 混凝土； 裂缝种类； 检测 中图分类号 ： T U7 5 5 文献标识码： B 混凝土工程中经常有各种裂缝 ， 其成 因复杂甚至多种因素相互影响 ，有甚者 一 条裂缝有多种成因。因此 ， 对裂缝的鉴 别定性分析有助于判断该裂缝对结构安 全的影响程度， 以提出相应的补救措施。 1总体情况 混凝土裂缝的种类就其产生的原 因， 大致可划分如下几种： 荷载引起 的裂缝 、 温度变化引起的裂缝、 收缩引起 的裂缝 、 地基础变形引起的裂缝 、钢筋锈蚀引起 的裂缝、 冻胀引起的裂缝 、 施工材料质量 引起的裂缝、 施工工艺质量引起的裂缝。 相 比以上八种裂缝类型来说 ，现有检测 手段还不能真正阐释裂缝 的危害，关键 是检测技术是需要透过表面现象解释裂 缝的成 因从而预估其危害。因此 ， 此项工 作需要有丰富的施工 、 设计 、 监理 、 质检 经验并精通检测技术的工程人员承担 。 2裂缝成 因分析 2 1 荷载引起的裂缝 混凝土在静、 动荷载及次应力下产生 的裂缝。归纳起来主要有直接应力裂缝、 次 应力 裂 缝两 种 。直 接应 力 裂 缝是 指外 荷载引起的直接应力产生的裂缝 ，次应 力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产 生裂缝。实际在工程中常见到的是次应 力裂缝 ，主要是设计过程中需要解决 的 问题 ， 以前一般不计算 ， 直接套用成品成 熟工程实例 ， 但随着计算手段的进步、 先 进 的技术软件 已经能够解决计算速度不 足的问题 ， 次应力裂缝也可以精确计算。 2 2温度变 化引起 的裂缝 如年温差 、 日照 、 骤然降温 、 水化热 等引起的裂缝。类似岩爆现象， 温度裂缝 通常可以通过工程有段解决。例如， 三峡 工程 中使用的 7 混凝土 ， 使用中热( 低 热) z k 泥、 粉煤灰 、 骨料预冷技术 、 内置钢 管冷凝降温等，有效地控制了水化热的 危害。温度变化引起 的裂缝多出现于环 境或结构 内部温度发生变化 ，混凝土发 生变 形产 生较 大 的 内引力 ，混凝 土抗 拉 强度不能约束体积变形应力的时候就产 生了温度裂缝。 2 3收缩 引起 的裂 缝 通常指发生在混凝土表面的细微的、 塑 性 和缩水 收缩 裂 缝 ，在 混凝 土 工程 中 较常见。因此， 工程验收中如果有质量缺 坏等， 同时， 水费积累资金可 向周边村组 覆盖， 提高经济效益。由此可见 ， 明确产、 权 ， 健全机构管理制度 ， 是管理好供水的 首要条件。 ( 2 ) 水价的定位 ， 关系到供水管理走 向正规化的决定因素。 村镇供水工程中，有的水价定 的太 高 ， 使好多用水户吃不起水 ， 有的水价定 的太低 ， 连基本的正常维护费用都不够。 因此 ， 水价如何定位 ， 是关系到供水管理 走向正规化的决定因素。 将村镇供水移交给各县 自来水公司 统筹管理后， 相应的水价也应该统一 ， 水 价是 由供水成本分析确定的 ，去掉折旧 费外是经营成本 。建议各县 自来水公司 和物价部 门将各乡镇村组的受益人 口、 当地经济情况、各工程供水成本等综合 分析评定后统一水价。如此一来 ， 水价是 规定的， 、 用了多少水， 就交多少水费， 账 务明确， 避免了水价高低矛盾的问题， 从 而可达到 自觉交水费 ， 工程正常运行 ， 管 理正 规化 的 目的 。 ( 3 ) 加强配套设施完善， 提高管理服 务水平， 是收取水费的有力保障。 村镇供水由于管理混乱 ，要正规化 ， 必须完善配套设施 ， 配套设施包括水表、 龙头 、 闸阀等。建议将水表安在外面砌池 加盖上锁 ， 一方面方便抄水表 ， 另一方面 不容易破坏 ， 只有这样 ， 才能有表 可依 ， 依数 收费 。 同时 ，要求管理人员多学 习，多交 流 ， 提高管理水平和技术业务水平 ， 对 出 现供水突发问题 ，能及时知道并提出方 案， 快速处理好问题， 达到用水户满意。 ( 4 ) 加强宣传力度 ， 提高受益群众缺 水危机感及交水费意识。 水也是不可再生能源， 因此鉴于村组 农 民对水资源的有限性、重要性认识不 够 ， 节约用水意识不强 ， 这就要求加强宣 传力度 ， 如利用世界水 日、 新闻媒体、 报 纸杂志 、 图片图画等多方宣传 ， 提高普通 民众 的认识水平 ，让人们有缺水的危机 感。同时， 认识到交水费是为了更好地利 用水资源 ，交水费是为了使供水工程更 长久的发挥效益 ，交水费是为了更好的 吃上干净水、 放心水 ， 减少疾病等 ， 提高 受益群 众 自觉交水 费的意识 。 3结语 水 是 生命 之 源 、生产 之 要 、生 态之 基 ， 我 国的基 本 水情 是人 多水 少 、 水 资源 时空分布不均，因此利用好管理好水资 源是安邦定国的大事 。而村镇供水关系 到大多数民众的生活用水、 生产用水 、 生 态用水 ， 因此 ， 管理运行好村镇供水是 民 之求 、 产之要 ， 生之基 ， 如何使村镇供水 运行管理走 向正规化 ，是一直以来探讨 的问题。目前， 虽然村镇供水运行管理形 式多样 ，而暴露 出的问题与文章中归纳 的大 同小异 ， 其核心问题是收不上水费 ， 不能 以水养水。鉴于生活中受益群众交 电费的意识比交水费意识高 ，笔者推荐 参照村镇供电的管理模式来管理供水 ， 与同行商榷。联 ( 责任 编辑 ： 黄 灵芝) 厶 、 r ) 0 直接法 陷 ， 在一般性外观检查均能发现 ， 其表征就 是表层混凝土的体积变形。 2 4地基或基础变形引起不均匀沉 降导致 裂 缝 其主要原因在于前期土层勘测有误或 精度不高、实际地质条件与勘测结果差异 太大导致设计不全面 ，实际结构荷载分布 不均造成偏心受压 ，同一类型基础承载能 力不同 ，续建工程间基础处理方式方法不 一 导致结构物建成后地基变形不一致而产 生 裂 缝 。 2 5钢筋因锈蚀 、 炭化或保护层厚度不足 其会使钢筋表面保护层破坏铁锈大量 生产 ，铁锈质地松散体积较正常钢材大许 多， 从而产生较大的内应力 ， 同时降低的钢 筋在混凝土中的裹附率。 水分子将积累在铁 锈 中并不断加速锈蚀钢筋， 最终使混凝土开 裂 。之后 ， 水分将更容易通过开裂的混凝土 到达钢筋附近加剧钢筋锈蚀 ，使混凝土脱 空、 碳化、 被剥落， 最终导致结构破坏。 2 6冻 胀引起 的裂 缝 主要 由存在于混凝 土的中的水分子从 液态变为固态 ， 体积增大致使混凝土毛细裂 缝增大， 进而使更多的水分进入增大的混凝 土毛细裂缝中， 循环冻胀最终使混凝土表层 被剥 落 。 2 7施 工材 料质 量引起 的裂 缝 混凝土主要由水泥、 砂 、 骨料、 拌和水及 外加剂组成。 配置混凝土所采用材料质量不 合格， 可能导致结构出现裂缝 。水泥的安定 性不合格 、 水泥含碱量较高， 可能导致碱骨 料反应。砂、 石骨料粒径、 级配、 云母等都能 致使混凝土出现局部强度降低 的现象 ， 不同 的强度等级的混凝土其质量、 密实程度均差 异较大 ， 其收缩性能也各异。 另外， 混凝土外 加剂 ， 例如减水剂、 引气剂 、 泵送剂、 早强剂 等， 其有效成分大多是 卤化物， 呈弱酸性或 中性 ， 只有锚固剂、 速凝剂是呈弱碱性的。 弱 酸性或中性外加剂对混凝土影响不是太大， 主要是对钢筋的锈蚀程度影响各异。 弱碱性 外加剂则基本不能作为永久性工程材料 ， 只 能进行临时支护， 因为弱碱性材料耐水侵蚀 能力差 ， 碱骨料反应严重。因此， 水泥、 砂石 半直接法 图 1 裂缝深度检测方法示意图 料 、 外加剂的品质对混凝土的抗裂能力影响 很 大 。 2 8施工 工艺 引起的 裂缝 施工过程中投料顺序、 拌合工艺 、 运距、 卸料高度 、 振捣工艺、 养护工艺等都能引起 混凝土质量缺陷， 裂缝当然不可避免。 投料顺序是指沙石 、 水泥 、 外加剂的投 料先后顺序 ，一般是顺序是石料 ( 由大到 小) 、 砂、 水泥 ， 干拌数秒后投水泥( 连同粉剂 外加剂 ) ， 继续干拌数秒， 最后投拌合用水 。 这样有利于材料拌匀、 有利于细骨料和水泥 分散， 使混凝土成为均质体 ， 反之混凝土将 由于收缩比不同而有可能开裂。 拌合工艺主要控制拌合时间、 加水量或 外加剂掺量( 控制坍落度 ) 。 拌合工艺主要是 保证混凝土的质量和成品混凝土的均质性 ， 避免因水灰 比波动过大而影响强度或混凝 土 的初 终 凝 时 间导 致 收缩 性 能不 均 而产 生 裂缝。 运距的长短直接影响到混凝土坍落度 的损失 ， 仓面混凝土坍落度差异过大也等同 于凝结时间差异过大， 则不均质的收缩裂缝 即将产生。卸料高度影响混凝土的离析程 度， 粗骨料多的混凝土与细骨料多的混凝土 收缩比当然不同。因此 ， 拌合、 运距 、 卸料工 艺的规范化能解决混凝土 因施工手段而产 生的不 均匀 收缩裂 缝 。 振捣工艺通常有振捣设备和施工现场 决定。 如三峡工程中大量使用的履带式平仓 振捣机， 设备上带 8 个 7 0 振捣棒功率强大 ， 但是在钢筋密集区、 边角处则要用小型人工 便携式振捣机具。同时， 两 个区域的混凝土 坍落度要求不一样， 才能满足同一工作面混 凝土的凝结时间差异不大从而保证干缩性 能基本一致 。 养护工艺是成品保护的重要环节。 混凝 土浇筑完成后终凝前不能浇水养护 ， 分层浇 筑的混凝土均需要对表层砂浆层凿除， 最有 利的时间是混凝土终凝后的 2 4小时 ，表面 浮浆凿除后覆盖保温保湿材料养护。 消除水 化热影响是养护工作的重要环节 ， 特别是大 体积混凝土，温度应力不消除裂缝 随即产 生，现有控制温度的手段是预埋设钢管 ， 用 冷凝水流动带出混凝土中的热量 ， 以达到控 非直接法 制温度内应力的 目的。 3检测技术及补救措 施 现有的混凝土裂缝检测技术还 比较原 始，基本上是建立在混凝土已经发生裂缝 ， 而对其进行定性分析的手段总称。 首先根据 观察裂缝 的部位 、 外形特征 ， 查看设计施工 资料判断其类型以及成因， 然后用检测手段 确定其危害程度 ， 最后给出补救措施建议 。 分析 上 述 的混 凝 土裂 缝 成 因 和查 阅大 量现场的照片后我们可以清晰的得 到几个 基本认识 ：结构裂缝外观看纹理较整齐 ， 一 般裂缝沿主钢筋或预应力锚索 的分布而产 生， 走 向有章可循 ， 最深处一般可以见到钢 筋 、 波纹管等 ； 表面干缩裂缝外观看纹理无 规律， 裂缝较浅、 裂缝边缘不整齐有撕裂感； 内应力产生的裂缝外观看纹理无规律， 裂缝 较深、 裂缝边缘整齐 。 检测步骤一般是先 由专家 团对裂缝成 因进行分析 ， 接下来 由检测人员用设备对裂 缝进行系统检查 ， 给专家组的判断提供坚实 的数据支撑。 目前流行的裂缝检测手段分别 有裂缝宽度检测仪 、超声波裂缝深度检测 仪、 超声波( 回弹) 强度测定仪 、 钢筋锈蚀检 查仪、预应力管道注浆饱满度检测仪等， 辅 助手 段有静 ( 动 ) 载试 验 。 裂缝宽度扫描仪是用 电子显微镜原理 来观测裂缝宽度。 超声波探测仪是使用超声 波在同种介质中传播速度相 同的特点 ， 通过 几何计算方法检查裂缝深度的仪器。 静( 动) 载试验检测震动频率 、挠度等结构性能 ， 同 时还要检测标记位置裂缝宽度 、深度的变 化 ， 定量分析结构物裂缝危害。超声波( 回 弹 )强度测定仪主要测定混凝土碳化程度， 以及裂缝周围混凝土与其他区域混凝土的 强度差异。 钢筋锈蚀检测仪用于检测钢筋网 格栅印记在混凝土表面上 ， 通过肉眼已经可 以见的前提下 ， 检测通电时锈蚀后钢筋网的 电压与正常钢筋网差异 ， 以判断钢筋锈蚀程 度。 预应力管道注浆饱满度检测仪通过对比 满包钢筋( 钢绞线) 与实际工程中钢筋 ( 钢绞 线 ) 的震动波形相似率来判断混凝土的被剥 泾惠渠一支渠的施工监理措施浅析 刘学保 ( 陕西省泾惠渠管理局 陕西 三原 7 1 3 8 0 0 ) 摘 要 渠系衬砌因为工程量小、 施工要求低而往往忽视 了监理工作。本文通过分析泾惠渠一支渠 衬砌建设中的监理工作， 对渠道衬砌 的监理规划、 措施及效果进行 了探讨， 提 出加强工程监 理 ， 确保工程质量的管理方针， 为小工程量、 低施工要求 的工程监理工作提供 了参考依据， 可供相似工程进行参考。 关键词 渠道衬砌； 工程监理； 规划 中图分类号： 1 V 5 2 3 文献标识码 ： B 1工程概况 泾惠渠灌 区 2 0 0 6年续建配套 节水 改 造项 目一 支渠 改造工程 位于阎 良区 境 内。施工区属于大 陆季风气候 ， 多年 平均 降水 5 5 4 6 m m， 蒸 发 1 5 0 1 m m， 无 霜 期 2 3 2天。工程所在地交通方便 ，有公 路及乡村道路纵横贯通 ，交通方便 ， 同 时 由于渠道施工现场有道路 ， 与村落或 耕地相临 ， 地形开阔， 便于运输。沿施工 现场各村均有低压线路 ，可就近接入 。 工程所在地均临村庄或耕地 ， 施工用水 也较方便。 本次一支渠计划实施衬砌 2 7 8 7 k m ( 桩号 3 2 + 4 9 2 -3 5 + 2 7 9 ) ， 改造各类建筑物 1 9座( 其中桥梁 7座 ， 斗引门 3座 ， 跌水 1 座 ， 泄水 闸 1 座 ， 涵洞 2座 ， 量水堰 1 座， 渡槽 4座) 。根据“ 招标文件” 规定 ， 施 工期为两个月。 2监理规划 为了有效地开展监理工作， 确保合同 目标的实现 ， 结合本工程情况， 特提 出一 支渠监理规划， 主要内容如下。 2 1 监理机构 受业主委托 ， 根据监理合同和国家有 关建设监理规定 ， 监理公司成立了“ 泾惠 渠灌区工程项 目监理部” 。监理部为公司 派出机构 ，实行总监负责制 ，人员 由总 监 、 监 理工程 师 、 监理员 组成 。 2 2 监理依据 主要依据为 ： 设计文件 、 施工详图和 相应的设计变更文件 ；监理委托合同、 工 程承包合同；已批准的施工组织设计和施 工进度计划 ； 国家的法律、 法规、 政策及有 关的技术规范， 规程和质量评定标准。 2 3 监理目标 投资控制 目标 ：不突破概算价格 ； 工 期控制目标 ； 不包括实际放水停工等， 监 理控制实际施工天数不变。 质量控制 目标 ： 合同质量目标。 2 4 监理程序 根据泾惠灌区 2 0 0 6 年灌区续建配套 节水改造项 目施工监理的需要 ，监理部 编制 了监理工作基本程序 ，监理控制程 序及监理作业程序等，以便在施工监理 中按程序办事。 2 5监理控制 进度控制主要是审批施工单位的进 度计划，并在施工过程中跟踪检查进度 计划执行情况 ，根据实际计划进度做 出 适当调整。在质量控制中， 要审查施工单 位的质量保证体系，审核施工单位的施 工组织设计，施工方案和原材料 、半成 品、 构件的试验报告和保证资料， 组织 图 纸绘审 ， 技术交底等事前审批。要检查施 工单位质量保证体系落实情况，对隐蔽 离 情况 。 通过检测手段和专家的分析 ， 混凝土 工 程裂缝处 理等级一般 分影响结 构安 全 、 影响耐久性 、 影响外观效果三。裂缝 影响结构安全 的要将工程降低使用等级 或报废，裂缝影响耐久性 的工程要对缺 陷位置处理、 封闭裂缝 ， 裂缝影响外观效 果的工程直接进行外观整修即可 。 4预防措施 结构裂缝现阶段的计算软件对徐变、 预应力等产生的应力已经能进行深度的 分析计算 了，虽然有限元计算程序不能 完全阐释结构物得受力特点，但是较类 比法设计理念还是前进了一大步。例如， 拱桥的四次超静定计算 ，以前用人工计 算基本上不实际的，设计均用经验和类 比法完成。结构设计 中最好避免截面积 的突变形式 ， 例如 ， 箍筋设计相邻部位从 双肢箍到六肢箍等较大的变化决定了截 面积 、 配筋率均有较大变化 ， 所 以结合部 位加强配筋是必需的，同时加强构造配 筋特别是在转角处、周边处有利于混凝 土的结构安全 。 温度收缩裂缝只有水化热是可以通 过工程手段可以改善的， 其他 因素( 包括 地基问题 )引起 的裂缝必须在设计阶段 考虑并解决。控制水化热一般用减少胶 凝材料中水泥的用量 ，并采用部分粉煤 灰代替水泥 ，接下来用外加剂保证水灰 比不变的前提下降低用水量 ，从而进一 步降低胶凝材料用量。例如 三峡三期大 坝 C 1 5 F 1 5 0 W8 混凝土的水灰 比为 O 6 5 ， 胶凝材料 2 2 0 k g ，其中粉煤灰掺量 6 5 ， 加之其他的措施有效地控制 了混凝土的 温度内应力。 自生收缩、 钢筋锈蚀 、 冻胀 ， 材料 因 素引起的裂缝， 有效 的组织施工 ， 严格的 监理程序， 精心的质检系统就能解决。 另外， 还需要在实际施工时严格模板 验收程序确保保护层厚度 ，规范振捣工 艺确保混凝土密实，混凝土保护层的厚 度、密实度得到保证后才能有效地减缓 混凝土碳化、 钢筋锈蚀以及冻胀的影响。 5结语 混 凝 土 工 程 由于 材料 、 机 械 、 工 艺 、 环境等众 多因素的作用 裂缝 问题很 难 彻底根除。通过对裂缝种类 的探讨有助 于广大工程技术人 员进一 步 了解裂缝 并不可怕 ，并且不一定就是质量事故 ， 只要重视它 ，用 专业知识正确处理 ， 就 能在工程 中减少裂缝 的出现 ， 杜绝裂缝 质量事故。巍 ( 责任编辑： 黄灵芝) 、 、