抗裂设计范文

抗裂设计范文（精选10篇）

抗裂设计 第1篇

据有关研究 (混凝土强度的微观研究) 及实践报告显示, 结构物的裂缝问题属材料的固有特征, 因此具有某种不可避免性, 同时过度要求建筑物的抗裂性能势必成倍增加建设成本, 因此务必提出合理的要求, 以期采取最佳办法把裂缝问题的危害程度控制到允许范围。混凝土裂缝问题直接影响结构物的防水性、耐久性以及承载力等方面, 因此采取合理的控制措施对延长结构物的使用寿命至关重要。总体而言, 混凝土裂缝问题的成因包括混凝土原材料、混凝土结构设计、施工工艺与施工条件等方面, 其中混凝土结构设计的影响尤其突出。鉴于此, 本文结合工程实例, 简要分析混凝土结构设计的抗裂措施。

2 工程概况

某建筑物由一层大底盘车库及33层高层塔楼组成。根据该建筑物的结构布置情况, 设计方面决定采取下列设计方案:车库-框架结构、基础-人工挖孔桩基、高层-剪力墙结构, 此外结构采用整体计算的方法。建筑物的横向与纵向分别设置宽1m的温度后浇带 (1道) , 由此对温度型裂缝进行控制;车库与主楼间分别设置沉降后浇带 (2道) , 由此对不均匀沉降型裂缝进行控制。研究证实, 裂缝问题是指固体材料的某种间断性现象, 具体包括两大类型, 即微观裂缝、宏观裂缝, 其中微观裂缝是指宽度<0.05mm的裂缝, 例如水泥石裂缝 (即水泥浆内的裂缝) 、粘结裂缝 (水泥石与骨料的粘结面的裂缝) ;宏观裂缝是指宽度>0.05mm的裂缝。工民建施工领域认为裂缝宽度<0.05mm的裂缝均不会影响到建筑物的正常使用, 故称无裂缝结构, 因此本案探讨的裂缝类型均属裂缝宽度>0.05mm的宏观裂缝。据研究报告显示, 混凝土裂缝问题的成因主要包括两大类, 即源自结构次应力及外荷载直接应力的裂缝 (约占20%) 、源自结构变形荷载的裂缝 (约占80%) , 而温度变化对变形荷载的影响程度尤其突出 (注:变形荷载的影响因素包括不均匀沉降、收缩、膨胀、徐变、温度等) 。根据该建筑物的实际情况, 下文试图结合混凝土裂缝问题的成因, 简要分析混凝土结构设计的抗裂措施。

3 混凝土结构设计的抗裂措施

针对混凝土结构设计的裂缝问题, 比较常用的控制措施包括优选混凝土原材料、增强混凝土结构自身承载力、控制地基的不均匀沉降量、楼板双层双向配筋等, 但针对混凝土结构设计的最佳抗裂措施, 本文认为必须根据建筑物的实际情况而定。据研究结果显示, 混凝土结构长度与温度应力间呈现出非线性的关系 (见图1) 。

备注:1.Gx=1.5N/mm3;2.Gx=1N/mm3;3.Gx=60*102N/mm3;

如图1所示, 温度状态改变的最初阶段, 随着混凝土结构长度的增加, 温度应力也随之增加, 但当温度状态改变到某种程度后, 随着混凝土结构长度的增加, 温度应力的增加速度逐渐减缓, 直至呈现出稳定状态。根据该建筑物的实际情况及上述理论依据, 笔者主张采用混凝土的极限变形来对伸缩缝的间距进行控制, 其中伸缩缝的间距满足函数式:

式中, ∂混凝土的热膨胀系数, 取1*10-5℃;T综合温差;εP混凝土的极限拉伸, 取1*10-4~1*10-5。根据上述函数式可知, 混凝土结构设计阶段, 混凝土结构不设缝的长度随着CX的减少而增加, 同时考虑到往往比εP大, 那么伸缩缝的间距必定随着两者间差值的减小而增大, 因此应尽量采取有效的措施来减小两者间的差值。由此可见, 混凝土结构设计者应该重视如何减小混凝土收缩量、环境温差及增大极限拉伸, 由此控制混凝土的裂缝。本章节分别从上述三大方面浅析混凝土结构设计的抗裂措施。

3.1 增大混凝土的极限拉伸

混凝土的极限拉伸满足函数式:

式中, εpa弹性极限拉伸;εn徐变变形;抗拉强度标准值, 单位MPa;ρ全断面配筋率, 单位%;d全断面钢筋加权平均直径, 单位cm。根据上述函数式可知, 混凝土结构设计阶段, 务必始终坚持提高配筋率的原则。针对该建筑物而言, 400*900mm的框架梁共需配置Φ25的三级钢14根, 同时切配Φ12二级钢的腰筋4根, 此外选用C35混凝土, 以及全断面配筋率ρ取2.03。

3.2 减小混凝土的收缩量

混凝土的收缩量满足函数式:

式中, M1M2...M10与施工工艺及混凝土原材料有关的调整系数。根据上述函数式可知, 优选混凝土原材料、控制水泥用量及水灰比、提高混凝土振捣质量、强化混凝土养护及提高配筋率均能够对混凝土的收缩量起到控制作用。与此同时, 混凝土的收缩量与时间t间呈现出非线性的关系, 即初始阶段, 混凝土的收缩量随着时间t的延长而快速增加, 但随后混凝土收缩量的增长速度逐渐减缓, 直至呈现出稳定状态。由此可见, 后浇带的设置对控制混凝土的干缩量至关重要。针对该建筑物而言, 设计方面决定选用425#普通水泥, 同时M1~M10分别取1.0、1.0、1.0、1.1、1.2、1.07、0.77、0.97、1.0、0.76, 以及水灰比取0.45。

3.3 减小环境温差

环境温差是日照温差与季节温差的总称。季节温差是指作用到某建筑物的均匀温差, 如此该建筑物变化呈现出均匀温差变形的趋势, 然而基础无变形现象, 因此基础经柱子便会使各层楼盖受到约束应力的作用, 此乃季节温差应力的重要成因, 此外基础的约束力主要集中到一、二层楼盖, 因此季节温差应力的计算允许仅考虑一、二层楼盖, 如此便可计算出该建筑物的最大季节温差为一、二层楼盖的综合温差。除此以外, 季节温差属徐变温差, 因此有必要考虑到徐变变形, 此时若想有效规避混凝土结构出现裂缝问题, 尚需采取下列方法进行控制, 即经有限元程序求解出温差应力, 然后根据计算值进行合理配筋, 亦或直接把配筋率提高到要求数值, 以使比εP小。日照温差是指某建筑物局部受到不均匀日照, 如此导致建筑物受到局部温差应力的作用。据有关数据表明, 该工程施工地区的日照温差约10~20℃、季节温差约30~40℃, 因此该建筑物的日照温差取20℃, 此时需设置保温隔热层来降低日照温差, 亦或提高配筋率来提高混凝土的极限拉伸。

4 结束语

综上所述, 混凝土的裂缝问题表现出很强的不可避免性, 因此必须对其予以足够的重视, 尤其应从设计阶段进行严格控制。本文根据工程实例, 主要从增大混凝土的极限拉伸、减小混凝土的收缩量及环境温差三个方面展开了论述。除此以外, 笔者认为混凝土裂缝问题的控制应该贯穿到工程建设的始终, 即从设计阶段、施工阶段、竣工验收阶段进行全面控制, 如此提高建筑物的整体质量。

摘要：在混凝土结构施工和设计过程中, 裂缝控制的问题至关重要。由于混凝土裂缝问题的成因呈多样化, 同时裂缝问题的解决难度又相当大, 因此施工和设计人员必须根据工程实际情况, 落实好有关控制措施, 以提高对混凝土裂缝问题的控制效果。本文结合工程实例, 简要分析混凝土结构设计的抗裂措施。

关键词：结构设计,裂缝问题,控制措施

参考文献

[1]于大猛.浅谈超长结构无缝结构设计与抗裂措施[J].黑龙江科技信息, 2011, (11) .

[2]高镭.浅谈混凝土结构设计阶段的裂缝控制[J].山西建筑, 2010, 36 (28) .

[3]夏南.关于混凝土结构设计与抗裂处理的分析[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012, (18) .

[4]陈璐.有粘结预应力混凝土空心无梁楼盖结构设计分析与探讨[J].四川建材, 2010, 36 (4) .

[5]南俊, 程浩, 李伟兴等.上海世博会主题馆地下室外墙结构设计与分析[J].结构工程师, 2010, 26 (6) .

抗裂设计 第2篇

【关键词】高层混凝土结构；地下室；楼板；抗裂

1.工程概况

某高层住宅共建设25层高层住宅6栋，10层小高层住宅5栋，建筑总面积36万m2，在高层住宅底部建通廊的地下车库，总长约160m，地下室底板厚35cm，用C30混凝土，底板考虑抗浮地下水位-2.8m，计算裂缝控制0.3mm。

从现场看，地下室底板渗水严重，即有明显的裂缝渗水，在裂缝之间也有面渗，说明混凝土中有空鼓等现象致使混凝土结构不密实；底板虽做了找坡层，但渗水状况还是很清晰，从现场已经开槽的渗水部位可看出这些部位的底板渗水严重，如车道口等部位因底板混凝土碎裂导致的渗水现象异常严重。究其成因，根据建设单位的介绍和现场观测，成因大致如下：底板大量碎裂可能的成因主要是：底板厚度及混凝土的强度可能不够，施工时可能存在振捣不均匀或漏振现象，导致混凝土收缩等。侧墙及顶板开裂渗水，成因主要是振捣不均匀或漏振、墙面养护不够等，即现场操作不到位致使底板裂缝严重，实测裂缝共32处，裂缝宽度从0.3～1.4mm，裂缝总长度达1350m。

2.高层混凝土结构地下室和楼板设计不合理

（1）墙体配筋不合理。许多地下室外墙钢筋直径过粗、间距过大，减小了对混凝土收缩的约束，造成了墙体裂缝。如某工程地下室外墙配筋为双层双向声20@200，其外墙每隔5～6m就出现1道竖向裂缝。

（2）“后浇带”设计不合理。未根据地基对底板的约束情况确定合理的后浇带间距。某地下室最大边长200m，中间仅设2道后浇带（其最大间距达70m），且底板设有大量的抗浮锚杆，加大了对底板的约束作用，限制了混凝土的收缩变形，导致了地下室多处开裂和渗漏。另外，因后浇带部位清理困难，若后浇带设置过多，会形成较多的渗漏隐患。在底板后浇带中采用钢板止水带，由于止水钢板下部难以清理且混凝土不密实，易出现渗漏[1]。

（3）混凝土强度等级过高。某工程地下室外墙采用C50混现了裂缝。

（4）防水材料选择不合理。由于地下工程的作业面潮湿、操作环境差，要求防水材料有较好的适应性。因此，一些工程尽管选择了三元乙丙等高档防水卷材，但其外防水效果却很差。

3.高层混凝土结构地下室和楼板的抗裂设计

通过优化混凝土配合比，浇筑时有序地组织施工，即时进行二次振捣和压抹消除结构浅表的早期塑性裂缝；按照信息化施工的原则进行保湿蓄热养护，控制混凝土的内外温差和降温速率，使混凝土在温度相对平稳、湿度较大的小气候条件下硬化，可以有效地减少混凝土的温度收缩变形，从而降低混凝土结构的温度收缩应力，使大体积混凝土的裂缝得到有效的控制[2]。

有地下室的单体高层建筑和多塔高层建筑，地下室周边的钢筋混凝土外墙及墙外侧土体对地下室都有一定的约束，从而在一定程度上限制了地下室的侧向位移。考虑这一约束条件并对地下室结构的刚度和承载力进行加强调整，地震作用下高层建筑的塑性铰就可能在地下室的顶板上部出现，从而在结构设计时可将地下室顶板作为嵌固部位考虑。

3.1地基基础的补偿性设计

在软弱地基上建造采用浅基础的高层建筑时，常常会遇到地基承载力或地基沉降不满足要求的情况。采用补偿性基础设计是解决这一问题的有效途径之一。

不妨将一艘航空母舰看成是一幢建筑物，我们会惊讶地发现该建筑物竟然可以建造在毫无抗剪强度的海水之中。船体之所以不会沉没，是因为船甲板以下有足够的空问，船体的重量被其所排开的水的重量置换了。同样地，只要把建筑物的基础或地下部分做成中空、封闭的形式，那么被挖去的土重就可以用来补偿上部结构的部分甚至全部重量。这样，即使地基极其软弱，地基的稳定性和沉降也都很容易得到保证。按照上述原理进行的地基基础设计，可称为补偿性基础设计，这样的基础称为补偿性基础。当基底实际平均压力p（已扣除水的浮力）等于基底平面处土的自重应力 时，称全补偿性基础；小于 ，称超补偿的；大于 为欠补偿的。箱形基础和具有地下室的筏形基础是常见的补偿性基础类型。迄今为止，国外已成功地在深厚的软土地基上采用补偿性基础建造了不少高层建筑。虽然补偿性基础设计使得基底附加压力 大为减小，由 产生的地基沉降自然也大大减小甚至可以不予考虑，但基础仍然存在沉降问题，因为在深基坑开挖过程中所产生的坑底回弹及随后修筑基础和上部结构的再加荷可能引起显著的沉降。可以说，任何补偿性基础都不免有一定的沉降发生。

坑底的回弹是在开挖过程中连续、迅速发生的，因而无法完全避免，但如能减少应力的解除量，亦即减少膨胀，则再加荷时的随后沉降将显著减小，因为减少应力的解除，再压缩曲线的滞后程度也将相应减小。

在第一阶段，基坑只开挖到预定总深度的一半左右，这样可以减少坑底回弹，同时也有利于坑底土体的稳定。为了进一步减少应力解除，还可以在基坑内布置深井进行抽水，以便大幅度降低地下水位，使地基中的有效自重压力增加。

第二阶段的开挖，采用重量逐步置换法。即按照箱基隔墙的位置逐个开挖基槽，到达基底标高后，在槽内浇筑钢筋混凝土隔墙，让墙体的重量及时代替挖除的土重。接着建造一部分上部结构，然后次第挖去墙间的土并浇捣底板，形成封闭空格后，立即充水加压[3]。

基坑开挖时还需注意避免长时间浸水，开挖后应及时修建基础，因为应力的解除会导致土中粘土颗粒表面的结合水膜增厚，使土体体积膨胀、坑底隆起，结果将加剧基础的沉降。

3.2楼板强度验算

地下室在施工期间，须确保其楼板在地下水浮力作用下具有足够的强度和刚度，并满足抗裂要求。地下室楼板（这里特指筏基）在使用期间通常是按倒楼盖法进行内力分析的，但在施工期间，由于上部结构尚未建造，或上部结构已建造但其刚度尚未形成，故楼板的内力计算不能按倒楼盖法进行，应结合具体情况选择合适的计算简图。如果楼板的截面尺寸过大或配筋过多，可考虑在楼板下设置抗拔锚杆或抗拔桩以改变楼板的受力状态。

结论

为减少高层建筑主楼与裙房间的差异沉降，施工时通常在裙房一侧设置后浇带，后带的位置宜设在距主楼边柱的第二跨内。这样可以加大主楼基础的底面积，减小基底力，同时基底压力仍基本呈线性分布。后浇带混凝土宜根据实测沉降值并在计算后期沉差能满足设计要求后方可进行浇筑。后浇带的处理方法与施工缝相同。

参考文献：

[1]李党义，李曦. 建筑施工过程中混凝土抗裂性问题及解决策略[J]. 商品混凝土，2013，05：119-120.

[2]孙红伟. 水泥品质对混凝土抗裂性影响[J]. 山西建筑，2011，04：110-111.

抗裂设计 第3篇

半刚性基层有强度高、稳定性好、刚度大、承载能力强、路面平整度好、行车舒适、施工工艺容易控制等优点, 因此广泛应用于我国高等级公路路面的基层, 但是半刚性材料的干缩和温缩特性决定了半刚性基层在其内部温度梯度和失水梯度存在的情况下会产生大的收缩变形, 半刚性基层产生收缩裂缝, 甚至会反射到面层, 并最终导致沥青混凝土面层开裂, 加速沥青路面的破坏。

1 裂缝产生的原因及分析

1.1 荷载型裂缝

在行车荷载的反复作用下, 基层所受的弯拉应力超过材料的极限强度后, 便会形成荷载型裂缝。

1.2 非荷载型裂缝

半刚性基层的裂缝主要是由温度收缩和干燥收缩产生的。

(1) 由昼夜温差、季节性温差或低温所起的温度应力是半刚性基层沥青路面产生反射裂缝的重要原因

(2) 半刚性基层材料中的含水量对半刚性基层的收缩特性有重要影响, 其所含的含水量越大, 基层的干缩变形越大。

(3) 水泥剂量对半刚性基层的干缩有很大影响, 在满足强度的要求下, 一般采用的水泥剂量不超过6%。[1]

2 水泥稳定碎石基层防裂措施

2.1 工程概况

广贺高速怀集至三水路段全线长约118 km, 按六车道高速公路标准实施。该路段所处地区属于南亚热带季风气候, 光照充足, 雨水充沛, 夏季炎热且延续时间长。

为了有效控制基层开裂, 该项目从原材料、集料配合比、施工工艺、养护及加紧后续工序施工等方面同时采取措施。

2.2 原材料

在广贺高速路面基层施工时, 加强石场料源的质量控制, 采用二级破碎和圆锥破碎机加工, 集料按照4种规格生产: (0-4.75) mm石屑, (4.75-9.5) mm石屑, (9.5-19) mm碎石, (9.5-31.5) mm碎石。

2.3 混合料配合比设计

2.3.1 传统配合比设计方法的不足

在传统的设计方法中, 半刚性基层级配采取悬浮密实型结构, 4.75 mm通过率大于30%, 7 d无侧限抗压强度为其惟一的设计控制, 忽视抗冲刷性能、收缩变形系数、抗裂性等非控制性指标。

传统的设计方法所规定的级配范围过宽, 而满足级配要求的不同混合料其抗裂能力却有很大差异。即使混合料的各种力学指标全部满足规范要求, 也不能确定说这些混合料具有良好的路用性能。

2.3.2 采用骨架密实型的级配设计

本路段采取《公路沥青路面设计规范》 (JTG D502006) 的规定, 以骨架密实型取代悬浮密实型结构进行基层的集料级配设计。相对于悬浮密实型结构, 骨架密实型结构对级配范围进行了较大修改, 如19 mm筛孔的通过率由90%100%调至68%86%;4.75 mm筛孔的通过率由29%49%调至22%32%;0.075 mm筛孔的通过率由0%5%调至0%3%。[2]

通过筛分试验得到筛分结果, 并进行配合比设计, 筛分和配合比设计结果见表1, 级配合成曲线见图1。根据规范要求, 混合料试件采用振动压实法成型。振动压实成型机采用激振6 800 N, 静压力2 500 N, 振动频率30 Hz, 振动时间2 min, 对水泥稳定碎石混合料进行压实试验。根据实验结果得到最佳含水量4.6%, 最大干密度为2.36 g/cm3, 水泥设计用量采3.5%。铺筑试验路养护7 d后取芯检测时芯样完整, 芯样强度为4.5 MPa。但是由于当时在2008年10月中旬施工, 气温变化较大, 基层施工完后, 由于后续工序无法跟上, 到当月月底时, 在试验路上发现了横向裂缝, 其中还有基本贯通的裂缝。

2.3.3 配合比设计的优化

根据试验路出现裂缝的原因, 在后期的基层施工中, 对配合比进一步进行优化, 其基本原则是:在保证设计强度的情况下合理地减少水泥用量, 同时级配曲线应为一条平顺的圆滑曲线[3], 并应尽可能靠近级配区域下限, 而在确保现场摊铺混合料不离析的情况下增加碎石用量, 减少粒径小0.075 mm细料用量。筛分和配合比设计结果见表1, 级配合成曲线见图1。通过振动压实试验, 最终确定, 最佳含水量为4.4%, 最大干密度为2.38, 设计水泥用量为3.0%, 经养护7 d后对铺筑的试验路取芯检测时芯样完整, 芯样强度为4.7 MPa。为了更好地评价两个基层配合的路用性能, 还进行了温宿系数和干缩系数等相关实验。

2.4 骨架密实型基层抗裂性能的评价

进一步对这两种级配的抗裂性能进行评价, 综合了对材料的力学性能 (特别是极限抗拉强度或极限抗拉应变) 、温缩或干缩应变考虑, 而非只考虑温缩系数或干缩系数的大小。

温缩系数是指单位温度的改变所引起材料的应变值。干缩系数则是指在一定温度条件下, 半刚性材料相邻的测点测得的材料干燥收缩应变之差与对应的含水量之差的比值;因此, 在评价干缩性能时, 其失水量也需考虑, 因为不同的两种材料干缩系数可能相差不大, 但各自含水量不同从而产生的干缩应变也就不同。

水泥稳定碎石基层材料在温度作用或失水作用下引起的开裂可以理解成在温度作用或失水作用下产生的收缩应变超过了材料自身所能承受的最大拉应变, 所以其抗裂性能可以用材料极限抗拉应变与材料的温度收缩系数或干燥收缩系数的比值来表示, 即材料所能承受最大温差或湿差变化范围可以用温缩抗裂系数[T]=εmax/αt、干缩抗裂系数[w]=εmax/αd来表示, 因此材料的抗温度 (或抗湿度) 收缩相对能力可以通过[T]或[w]值来反映, 其值越大, 表明材料抗温度 (抗干燥) 收缩性能越好, 反之亦然。

通过材料的轴向拉伸试验可以得到材料的极限拉应变, 而以目前试验设备很难达到这一目标, 所以近似地采用材料的抗弯拉强度Rw 与抗弯拉模量Ew 计算得出材料的极限拉应变来代替, 即极限拉应变εmax=RW/Ew;从而可知。在相同强度下, 刚度越大, 极限拉应变越小;低刚度高强度有利于材料极限抗拉应变的提高。所以, 在设计基层材料组成时, 应尽可能降低材料的干缩系数和温缩系数, 同时应提高Ew即改善材料的柔韧性, 从而增强材料的抗裂性, 并且耐久性得到提高。[4]

试验时, 将按设计的级配和通过试验确定的最佳含水量成型试件在养生到期前一天进行浸水1 d后, 取出后进行电测试件的制作, 最后接入应变仪电桥进行温缩或干缩系数的测定。

为了提高试验加载精度, 在MTS上进行试验, 抗弯拉回弹模量采用电测法测试。温缩系数试验结果见表2所示

干缩系数表征材料对水分的敏感度, 干缩系数越小, 表明材料对水分的敏感性越小;从表2中, 可以看出级配2的干缩系数要比级配1的干缩系数小, 由此可知, 级配2对水分的敏感性更小。温缩系数表征材料的温度收缩程度, 其值的大小表明了材料对温度的敏感程度, 其值越小, 材料对温度的敏感性越小;从表2中可知, 级配2的温缩系数要比级配1的温缩系数小。

从表2所得出的结果再根据温缩抗裂系数[T]=εmax/αt、干缩抗裂系数[w]=εmax/αd可得:

从表3可知, 级配1的干缩抗裂系数要小于级配2的干缩抗裂系数, 级配1的温缩系数也小于级配2的温缩抗裂系数, 从而说明相对于级配1, 级配2的抗裂性能的确相对较好。在后期基层施工采用均采用级配2方案

3 基层施工过程中注意事项

根据本路段的施工过程中遇到的问题, 总结得到在进行骨架密实型基层施工时应该注意的问题。

(1) 针对所设计的骨架密实型结构中粗集料用量较多, 且采用振动成型方法得到的最大干密度值较传统击实法相比有所增大等情况, 应考虑增加碾压功率, 并应通过现场试验路段确定机械组合和吨位要求。

(2) 在施工过程中, 应依据设计结果严格控制稳定料的含水量, 避免在振动碾压过程中因含水量过高出现离析现象。

(3) 建议施工过程中增加混合料合成级配的检测频率, 要求集料的合成级配中19 mm和4.75 mm的通过量控制在±3%以内, 且随机抽样中不应出现偏向单侧现象 (即普遍出现超出或低于试验结果) 。

(4) 严格控制水泥用量, 水泥剂量应不低于试验结果, 且不得高于建议控制用量的0.5%。

(5) 加强基层的保湿养生 (不得过度饱水养生) , 养生期应至下一结构层施工为止。

4 结 论

骨架密实型水泥稳定碎石粗集料比例大于70%, 具有比较高的强度;0.075 mm通过率小于3%, 粉尘含量低, 表现出较小的温缩系数和干缩系数, 从而具有良好的抗裂性能。

通过广贺高速 (怀集至三水) 路段的骨架密实型水泥稳定碎石基层的应用, 一年多来发现裂缝得到了明显的控制, 还没发现反射裂缝, 大大减轻了沥青路面的开裂, 提高了道路的服务水平。所以骨架密实型水泥稳定碎石基层的应用是减少沥青路面反射裂缝的有效方法。

参考文献

[1]刘绍平.对基层沥青路面半刚性反射裂缝防治的探讨.四川建材, 2008; (6) :285—288

[2]JTG D50—2006, 公路沥青路面设计规范.北京:人民交通出版社, 2006:285—288

[3]刘子忠, 曹志强.半刚性基层裂缝分析及防治措施.公路, 2006; (7) :314—317

晚熟抗裂果甜樱桃新品种“晶玲” 第4篇

一、特征特性

树姿半开张,干性较强,树势中庸,7年生树高3米,冠幅2米;多年生树树皮灰白色、光滑;新梢黄红色,枝条粗壮,一年生枝灰褐色,较直立;叶片披针形,叶面平滑;叶柄红绿色;花冠蔷薇形、白色,一个花序有2~3朵花,花单瓣、近圆形,花梗细长、绿色,萼筒绿色、钟状,萼片小、边缘无锯齿。

果实宽心脏形,平均单果重9.5克,最大11克;纵径2.86厘米、横径2.38厘米;梗洼浅平、广圆形,果顶圆凸;果梗细长,不易与果实脱离,成熟时不落果。完全成熟时果皮紫红色、有光泽、较厚;果点多、浅灰色;果肉浅红色,较硬脆,汁液丰富,味浓甜,可溶性固形物含量17%,单糖7.4%,双糖5.3%,总糖12.8%,可滴定酸1.14%;核较小,卵形,半黏核,单核重0.43克,可食率95.5%,品质上等。

在山西太谷地区,晶玲4月中旬开花,果实6月中下旬成熟。果实发育期65天。裂果轻,仅为3%,挂果早(定植后第2年挂果),花量大,畸形花少,雌蕊败育率低,丰产,每667平方米(1亩)产量1300公斤。抗流胶病、根癌病。果实耐储运,常温下可储放1周左右,在0~5℃下冷藏30天风味不变。

二、栽培技术要点

抗裂设计 第5篇

混凝土的裂缝一直是长久以来困扰工程界的一大难题。裂缝不仅影响建筑物的美观, 更为严重的是它能引起渗漏、钢筋锈蚀, 进而影响结构的耐久性, 减少使用寿命, 甚至造成安全隐患。而且裂缝出现以后, 需投入大量的人力物力进行处理, 效果却往往并不理想。特别是地下室工程, 对裂缝的控制要求更为严格。本文通过实例分析某地下室工程在设计中的抗裂措施及预防混凝土裂缝的产生。

2 工程概况

某地下室工程, 平面尺寸为1 814 m108 m, 桩筏基础 (板厚400 mm) , 外侧壁厚300 mm, 顶板厚120 mm。顶板采用C30普通混凝土, 墙板及基础采用C30防水混凝土现场浇筑。设计要求混凝土内掺加AEA抗渗膨胀剂, 同时考虑到温度及收缩应力作用, 设有两条后浇带 (800 mm宽) , 位置见图1。拟采用泵送商品混凝土浇注, 机械振捣。

该工程地下室长108 m, 属超长地下室结构。按《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 要求, 应设置伸缩缝。但设计中采取了设置两条后浇带, 将建筑沿长向分成三段:31.4、45.3、30.5 (m) ;同时在混凝土内掺加膨胀剂等措施, 用以防止混凝土收缩产生裂缝。

3 对设计中抗裂措施的几点思考

3.1 伸缩缝间距问题

该地下室工程, 总长108 m, 按《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 第9.1.1条规定, 现浇地下室伸缩缝的最大间距为30 m。以混凝土墙板为例, 模拟施工条件, 推导其设伸缩缝时的间距 (以龄期28 d计算) 。

钢筋混凝土墙, 高H=3 500 mm, 厚0.3 m, 墙内间距设有壁柱;水平筋双排;ϕ12@100, 配筋率ρ=0.753%, 混凝土强度等级C30, 混凝土弹性模量E (t) =3.00104MPa, ft=1.43 MPa, 环境温差为15 ℃, 考虑水化热温差为20 ℃。其余参数取值如下:

线膨胀系数:α=110-5

应力松弛系数:H (t) =0.5

水平阻力系数:Cx=1N/mm3 (混凝土墙受混凝土底板的约束) 混凝土的收缩应变 (公式中Mi为考虑各种非标准条件的系数) :

undefined

当量温度:

Ty (t) = εy (t) / α

=0.6410-4/ (110-5) =6.4 (℃)

墙表面综合温差:

T=Ty (t) +20+15=41.4 (℃)

考虑配筋影响时, 混凝土的极限拉伸:

undefined

最大裂缝间距:

undefined

=29.779 (m)

此即在混凝土水平应力达到抗拉强度时的结构允许长度, 当不采取其他抗裂措施时, 只有把伸缩缝间距缩小到裂缝间距, 才可以避免裂缝。当伸缩缝间距大于这个数值时, 混凝土的水平应力大于抗拉强度, 墙体就会产生裂缝。对该工程, 若设伸缩缝, 则每隔29.8 m需设一道, 整个地下室长向需设3道, 破坏了墙体的整体性, 削弱了其刚度, 并且给施工带来诸多不便。

但实际应用中常常存在按规范要求设置伸缩缝后仍然出现裂缝的问题, 这是因为伸缩缝的间距是随着施工时的材料、环境等情况变化的, 不是一个定值。因此, 对于大型工程设置伸缩缝时, 建议设计人员模拟施工条件进行伸缩缝间距的估算。

3.2 后浇带的应用及存在问题

虽然设置伸缩缝是减小混凝土温度裂缝的有效措施, 但由于伸缩缝施工麻烦, 节点防水处理复杂且刚度减小对抗震不利, 近年来工程上越来越倾向于不设缝或少设缝, 而是采用设置后浇带的方法, 减小施工阶段混凝土收缩的不利影响。

后浇带是一种只在施工期间存在的特殊的施工缝, 是“短期结构缝”, 它的目的是取消结构中的永久性变形缝, 即伸缩缝。设置后浇带后, 混凝土结构便可能自动通过该后浇结构缝形成“长期、分散的微小裂缝”, 以减少混凝土的累积变形, 降低局部过大拉力或释放局部过高变形能。后浇带的间距通常不大于30 m, 保留时间一般不应少于40 d, 最宜60 d。

设置后浇带虽然能部分消散混凝土中的拉应力, 但它在实际施工中, 仍然存在一系列问题, 主要有以下四点:

(1) 后浇带设置部位, 给施工带来很多不便, 影响施工进度。

(2) 后浇带浇灌混凝土的时间间隔通常在2个月以上, 此时, 先浇混凝土的干缩大部分已于后浇带浇灌前完成, 因此后浇带混凝土的干缩极易在新老混凝土的连接处产生裂缝。设置后浇带的初衷是防止裂缝的产生, 而后浇带处理不好却人为地在每条后浇带处造成两条贯穿裂缝, 引起漏水。

(3) 后浇带中的钢筋通常是连续不断的。这样, 后浇带混凝土浇灌后, 混凝土的收缩会在钢筋中产生约束拉力, 从而明显影响后浇带的抗裂效果。约束拉力越小, 则抗裂效果越好。而约束拉力与穿越后浇带的连续钢筋面积成正比。所以, 后浇带中的连续配筋也可能使结构在后浇带中产生裂缝。

(4) 设置后浇带, 可以处理大部分混凝土干燥收缩引起的体积变化对结构的不利因素, 但不能解决温度变化引起的体积变化对结构的不利因素。后浇带只是一种“短期结构缝”, 待后浇带混凝土浇筑后, 成为整体的混凝土继续承受由于温度变化引起的应力, 导致了混凝土会继续出现长期、分散、细小的裂缝。后浇带的设置仍然无法解决混凝土结构出现裂缝这一通病, 规范规定, “合理设置有效的后浇带, 可适当增大伸缩缝间距, 但不能用后浇带代替伸缩缝”。

3.3 应用膨胀剂的有效性及限制条件

该工程中设置了两条后浇带, 把整个结构沿长向分成了31.4、45.3、30.5 (m) 三段, 但是这三段的长度都超过了规范要求, 且结构长度108 m属超长结构不设缝, 故设计要求在混凝土内掺加膨胀剂。掺加膨胀剂的目的, 在于使混凝土在限制条件下产生膨胀预压应力, 以避免混凝土的早期开裂。由于膨胀发生在混凝土水化的早期, 此时混凝土的抗拉强度还较低, 所以对以后浇带分开后的各板仍超过规范要求长度的混凝土板的抗裂是非常有利的。这里用计算的方法阐述一下它的有效性。

正常使用阶段的应力计算 (按总长度L=108 m计算) :

微膨胀混凝土的限制膨胀率试验值ε2 (t) =610-5;

混凝土的平均温度系数γ=0.9, 线膨胀系数α=110-5;

外界温度计算:地下室冬天平均气温为11 ℃, 夏天平均气温为28 ℃, 温差T=-17 ℃;

混凝土弹性模量:E (t) =3.0104;

侧壁厚度h=300 mm, 高度H=3 500, Cx=1 N/mm3, 泊松比μ=0.15;

经由t至τ时间的应力松弛系数H (t) =0.283;

高厚度影响系数

undefined (此处H为墙高度) ;

侧壁的最大温度应力为:

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=-1.15 MPa (拉)

结构不会开裂。

分析表明, 掺入膨胀剂后, 可有效抑制混凝土开裂。

尽管膨胀剂的使用可以延缓混凝土的开裂, 但它作用的发挥, 是受多种因素制约的, 诸如混凝土的限制膨胀率、所处环境条件和温度湿度条件, 以及掺量等。尤其是掺加膨胀剂的混凝土对养护的要求更高, 因为膨胀剂要吸水, 在早期养护不好时裂缝更易发生。

4 设计中预防裂缝的建议

对于地下室工程, 其裂缝控制的要求和难度均较一般工程要高。根据以上的分析, 我们可以采取以下预防措施来减少裂缝的产生。

(1) 综合考虑该地区的施工状况及其他因素, 采用合理的结构形式和配筋, 在温度应力较大处适当加强配筋。

(2) 拟设伸缩缝时, 仔细斟酌确定伸缩缝间距, 应结合当地气候温度条件和施工条件, 进行最大伸缩缝间距的估算, 以免所设伸缩缝间距大于最大伸缩缝间距时, 混凝土产生裂缝。

(3) 设置后浇带来增加伸缩缝间距时, 应明确说明后浇带中混凝土采用微膨胀混凝土, 以免后浇带混凝土的干缩在新老混凝土的连接处产生裂缝。同时, 要求后浇带留置过程中, 保证后浇带钢筋的连续与清洁, 避免由于此类因素产生裂缝。

(4) 超长地下室工程当采用设置后浇带的方法不设缝时, 应采用掺加膨胀剂的方法来抑制混凝土的早期开裂。在设计中, 应模拟施工条件进行验算, 对膨胀混凝土的限制膨胀率和膨胀剂的掺量进行说明, 同时应对施工养护进行严格说明, 保证混凝土不会产生裂缝。

5 结语

裂缝问题是混凝土的通病, 长期以来一直困扰着工程人员。要克服这一难题, 在项目的设计阶段, 就应该采取合理有效的措施, 消除裂缝产生的可能性。并紧密结合施工过程, 有效地防止裂缝的产生。

摘要：本文通过分析某地下室工程在设计中采取的抗裂措施, 探讨在设计中如何预防混凝土裂缝的产生。

抗裂设计 第6篇

至2010年底, 我国沥青混凝土的路面约为48.89万公里, 比上年末增加了4.78万公里。沥青混凝土路面对天然集料的大量需求, 使得优质的天然集料已处于供不应求的情况。而且, 优质的天然集料属于不可再生资源, 开采及生产过程中会对生态环境造成不可避免的破坏。随着我国建设“资源节约型, 环境友好型”社会的方针逐步贯彻, 势必将逐渐减少天然石料的开采, 保护现有环境。以钢渣代替天然石料作为沥青混凝土用集料, 是解决天然石料短缺的有效途径。目前在钢渣在道路工程无害化利用成套技术研究领域中, 钢渣稳定碎石沥青混合料是一项重要的攻关项目。

另外, 随着我国经济的发展, 对交通运输的要求日益提高, 对交通量的要求也是水涨船高, 这对高速公路本身亦是一种严峻的考验。我国现有的沥青混凝土路面基本上均以半刚性材料为基层。这是由于我国道路沥青资源的匮乏, 基于“强基薄面”思想, 大面积采用了半刚性基层结构。但是, 随着我国交通事业的发展, 交通荷载的不断增长, 半刚性基层路面逐渐显现出一些不足之处。半刚性基层结构的缺点之一是其温敏特性较高, 容易形成温缩裂缝, 进而使沥青面层出现严重的反射裂缝。而沥青稳定碎石基层 (Asphalt Treated Base、ATB) 通常认为具有较高的抗剪强度、较高的抗弯拉强度和较好的耐疲劳性能。美国沥青协会在路面设计规范中加上了沥青稳定基层, 认为沥青稳定基层能有效的解决车辙、疲劳开裂等早期损害, 让各层路面之间的受力能够更为协调。哈尔滨大学对沥青稳定基层的结构和力学特性做了深入研究。交通部公路科学研究所与其他单位合作, 在数条高速公路上铺筑了沥青稳定碎石的试验段。

作为一种新型道路柔性基层材料, 钢渣稳定碎石沥青混合料拥有无可比拟的优点。但目前对其性能研究还比较匮乏。针对柔性基层的材料的性能特点, 本文将重点研究不同组成设计方案的钢渣稳定碎石沥青混合料的低温抗裂性能。希望通过本文的研究结果, 对其进一步应用有一定的指导作用。

2 原材料及试验方法

2.1 原材料

本次试验采用的钢渣为武钢冶金渣分公司出产的转炉钢渣, 在自然条件下陈化半年后作为集料使用。石灰岩为内蒙古产石灰岩, 在道路工程得到广泛使用。

沥青为湖北国通道诚生产的A级70#重交通石油沥青, 针入度为71 (0.1mm) , 软化点为47℃, 延度大于100cm。另外, 本实验所用矿粉是内蒙古产石灰岩矿粉, 其表观相对密度为2.689, 粒度分布结果符合我国公路工程集料试验规程 (JTG E42-2005) 的相关要求。

2.2. 组成设计

钢渣稳定碎石沥青混合料的组成采取钢渣与石灰石共同。通过调整各组成比例, 最终得到如下的三种组成设计方案, 实验确定最佳油石比为4.5%:

(1) 全部集料使用钢渣, 记为混合料1#。

(2) (0-5mm) 钢渣细集料使用石灰岩代替, 其余使用钢渣, 记为混合料2#。

(3) 最小的两档 (0-5、5-10mm) 钢渣细集料使用石灰岩代替, 其余使用钢渣, 记为混合料3#。另外再包括对比组, 即全部集料使用石灰岩, 记为混合料4#。混合料的合成级配图见图1:

依据沥青及沥青混合料试验规程 (JTJ052-2000) 中的T0175-1993沥青混合料弯曲试验在0℃下测试混合料的弯曲破坏的力学性能。测试仪器为UTM-25万能试验机。

3 实验结果

3.1 基本原理

由试验得出的试件破坏时的最大荷载PB (N) 与跨中挠度d (mm) 可计算出破坏时的抗弯拉强度RB (MPa) 、弯拉应变εB (MPa) 和劲度模量SB (mm) 。计算方法如下所示。其中, b是跨中断面试件的宽度 (mm) , h是跨中断面试件的高度 (mm) , L是试件的跨径 (mm) , 在本试验中为200mm。

一般认为, 沥青混合料的弯曲应变能越大, 其低温抗裂性越好。弯曲应变能综合考虑了沥青混合料的抗弯拉强度与弯拉应变, 只要知道抗弯拉强度与弯拉应变的关系曲线, 便能够计算出沥青混合料的弯曲应变能。计算方法公式 (4) 所示, 其中, d W/dV指的是应变能密度函数;σij, εij指的是应力, 应变的分量;ε指的是应力的峰值所对应的应变。

3.2 结果与分析

弯拉应变反映了混合料的变形能力, 弯拉应变越大, 形变能力越好[36-37]。应变能综合考虑了弯拉应力和混合料自身变形的影响, 可以较为准确的反映混合料在受外力变形的情况下, 不被破坏的能力。试验结果见图2至图5。

单就应变能来看, 1#混合料高于4#混合料, 即使用钢渣的沥青混合料低温抗裂性能优于石灰岩所成型的沥青混合料。而且, 从1#混合料到3#混合料的应变能也是呈下降趋势, 也就是说, 沥青混合料的低温抗裂性能随着钢渣细集料的减少而下降。以上的分析结果与弯拉劲度模量对混合料的低温抗裂性是一致的。整体而言, 使用钢渣的沥青混合料低温抗裂性更好, 其弯拉应变能力更强。

结语

本文针对目前半刚性基层温敏感性高的问题, 对钢渣稳定碎石沥青混合料这种新型的柔性基层材料的低温抗裂性能作了研究。实验结果证明, 钢渣稳定碎石沥青混合料相对石灰石混合料, 拥有更好的低温抗裂性能。大面积使用这种路基材料, 可以有效降低建设成本, 提高路基使用性能。

参考文献

[1]2009年公路水路交通运输行业发展统计公报[S].中华人民共和国交通运输部, 2010.

[2]霍凯成, 郝东强.不同半刚性基层参数对沥青路面的影响分析[J].武汉理工大学学报, 2005 (6) .

[3]武建民.半刚性基层沥青路面使用性能衰变规律研究[D].长安大学, 2005.

[4]Jayawickrama P.W.and R.L.Lytton.1987.Methodology for Predicting Asphalt Concrete Overlay Life Against Reflective Cracking.Proceedings[C].Sixth Interna-tional Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements, 1987 (1) .

[5]Lytton R L.Use of Geotextiles for Re-inforcement and Strain Relief in Asphalt Concrete[J].Geotextile&Geomembranes, 1989.

[6]Monismith C L.and N F Coetzee.Re-flection Cracking:Analysis, Laboratory Studies and Design Considerations[J].Journal of the Association of Asphalt Paving Technology, 1980.

地下工程的抗裂防渗控制 第7篇

抗裂防渗是地下工程设计和施工控制的重点,一开始做不到位,留下隐患,尽管可以采取补救措施,但效果不理想。在这个项目上,我们坚持“防、排、截、堵相结合,刚柔相济,因地制宜,综合治理”的原则,从设计和施工方面分别着手,采取了一系列控制抗裂防渗的措施[1],具体包括以下几方面。

1 设计措施

1.1 材料要求4.3 下沉监测

本工程设计抗渗等级为S6,整个结构均选用C30S6泵送抗渗商品混凝土,并掺加聚丙烯抗裂纤维,其中普通硅酸盐水泥强度不低于32.5 MPa,中砂粒径小于40 mm,碎石的最大粒径与泵送管径之比不大于1∶3,抗裂纤维掺量为0.9 kg/m3,水灰比小于0.55,坍落度严格控制在160 mm±20 mm。

1.2 结构厚度及钢筋选配

防水混凝土的结构厚度应不小于250 mm[2],同时为提高抗裂防渗性能,钢筋按“细而密”的原则选配。该工程中底板设计厚度为450 mm,底层筋选用16@125,上层筋选用20/22@100;墙板设计厚度为300 mm,外侧竖向钢筋16@125,内侧竖向钢筋10/12@125,横向统一配置12@150水平钢筋。

1.3 设置保护层

该工程地下室混凝土的环境类别为二a类,底板、地梁下部钢筋底面及外墙迎水面保护层厚50 mm,为防止保护层素混凝土开裂,在其中设置了Φ6@200的钢筋网片。

1.4 设置止水带

针对该工程混凝土浇筑量大以及浇筑墙体较高的实际情况,统一在-4.3 m标高处(对应于底标高-5.05 m的底板墙体向上300 mm)的墙体上留置了水平施工缝,并在该施工缝处设计了300 mm高,3 mm厚的钢板止水带,用于阻挡施工缝处渗透进来的地表水及毛细水(见图1)。

1.5 设置后浇带

食堂地下室上面的1层结构的北面、西面都有与之连为一体的结构,为此,设计时在1层结构对应部位分别设置了两条后浇带,减少对地下工程的约束,减少裂缝的产生。

2 施工措施

我们以水平施工缝为界,将该地下室工程划分为两个施工段,缝以下为第一施工段,约700 m3混凝土,缝以上为第二施工段,约900 m3混凝土。

2.1 混凝土的浇筑

2.1.1 第一施工段

该段包括底板、反梁及部分墙体,浇筑时在地下室的东西两侧分别放一台泵车,从中间开始向两侧推进分条浇筑,整个过程一次性完成,不留施工缝,保持混凝土“软接槎”,底板混凝土达到设计标高时,再浇筑梁和墙高出底板部分的混凝土,保证每个点的浇筑间隔时间不超过2 h,杜绝发生冷缝。

2.1.2 第二施工段

1)该施工段包括部分墙板、柱、顶板及梁。在绑扎钢筋前首先将施工缝处的表面凿毛,混凝土浇筑前将表面杂物清理并用水冲洗干净,浇一层30 mm厚1∶1水泥砂浆,然后再及时浇筑混凝土。

2)该段的墙板较高,为了防止墙体底部压力过大引起浇筑过程中出现胀模、跑模、漏浆,影响混凝土的成型及内在质量,我们选用ϕ12的对拉螺栓,上下左右间距400 mm来固定模板,同时,在对拉螺栓的中间全部加焊了止水环(见图2),即使有毛细水顺着螺栓进入,在止水环处也可以被挡住。

3)该段的墙板高度超过3 m,浇筑时我们使用了溜槽,控制混凝土的自落高度不超过1.5 m,防止产生石子堆积,影响质量。

4)墙板浇筑时在地下室的东、西两侧分别设置一台泵车,从中间开始向东西两侧浇筑,一圈完成后再回到起始点进行第二次浇筑,控制每次浇筑高度为1.2 m左右,分次将墙板浇筑完毕,再从中间开始分别向两边分条浇筑顶板,如此循环,直到全部浇完为止。整个过程严格控制,保证每个点的混凝土浇筑间隔时间不超过2 h,杜绝发生冷缝。

2.2 混凝土的振捣

1)浇筑前先对各班组进行技术交底,并划分各段专人负责。浇筑时,在钢筋密集处安排人先用钢筋棍插捣,避免混凝土中的细石子被钢筋挡住,振捣过程中派人在墙板及柱的下部用小锤不停地轻轻敲打,帮助提高混凝土的密实性。2)采用高频插入式振捣器,设置在混凝土出料口处,从混凝土自流形成斜坡的坡角处开始向上振捣,掌握好振捣时间,快插慢拔,依次振捣密实,避免漏振、欠振和超振,以混凝土泛浆和不冒气泡为准,在有间隙差的混凝土界面,为使上下层混凝土能结合成整体,振动泵应伸入下层混凝土5 cm,同时注意振捣过程中不要碰撞到各种埋件。

2.3 混凝土的养护

1)混凝土浇筑后、凝结前,用抹子抹压混凝土表面两三遍,抹实压光,以防龟裂。2)混凝土浇筑后4 h～6 h,立即在其表面覆盖草袋,浇水湿润,实施养护,防止混凝土早期失水。3)地下室顶板采用草袋覆盖,浇水养护,在墙板的外侧,我们也悬挂了草帘,洒水保持湿润,保证混凝土养护需要的湿度和温度。

2.4 穿墙管道的施工

该地下室承担着整个新校区的生活和消防用水,给水管道、消防管道都需要穿过地下室的墙板,墙板上须预留套管,施工时,为避免管道底部的混凝土浇捣不密实,我们在管底专门开设了浇筑振捣孔,以利浇捣和排气,浇筑后,再将孔封严。

3 其他措施

1)两个施工段,我们都选择傍晚时分浇筑:a.可以避开交通高峰期,避免因混凝土供应不上引起浇筑不连续,造成施工缝;b.避开中午高温,特别是第二个施工段是4月20日浇筑的,南京这一年4月份的温度特别高,中午达到36 ℃,而夜间只有20 ℃,选择在傍晚浇筑,有利于降低混凝土的入模温度,减少混凝土的收缩裂缝。

2)地下室外墙的模板拆除后,我们请设计院及质监站的人到现场检查验收了混凝土的浇筑情况,大家都比较满意,我们在混凝土外墙的外侧又做了水泥砂浆防水层,即俗称的“五皮层”做法,增加一道防护。

3)地下室的周围土方回填时选用亚黏土,不允许含有石块、碎砖、灰渣和有机杂物,同时,回填土分层夯实。

4 结语

在食堂地下室工程的整个设计施工过程中,我们坚持用多道设防,综合防治的做法提高工程的抗裂防渗性,保证施工质量。事实证明,效果还是很明显的。该地下室到目前为止,没有发现一处有渗漏的部位,达到了设计的防水抗渗等级,满足了使用要求。

摘要：分别从设计和施工角度介绍了对食堂地下室工程采取的一系列抗裂防渗措施,坚持防、排、截、堵相结合,多道设防,综合防治的原则,效果显著,保证了相应的防水防渗等级,从而满足地下室的使用功能。

关键词：地下工程,抗裂防渗,控制措施

参考文献

[1]《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].第4版.北京:北京建筑工业出版社,2003.

[2]江苏省工程建设标准站.05系列江苏省工程建设标准设计图集地下工程防水做法[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

刍议水泥碎石抗裂性的试验 第8篇

由于水泥碎石所具有的突出优点, 因此把它作为基本材料目前广泛应用于国内道路建设中。然而, 其容易产生收缩开裂, 破坏其板体性, 又大大削弱了结构强度, 影响道路使用质量。因此, 对水泥碎石材料开裂问题进行深入研究, 提出合理而实用的措施减少开裂, 是目前道路建设中亟需解决的问题之一。

目前这方面研究工作主要有:增加水泥碎石中粗集料的含量, 掺加一定剂量的粉煤灰、聚丙烯纤维、钢纤维等, 虽然起到一定效果但尚存在众多不足之处。早在20世纪70年代国外对沥青路面路用纤维的研究就已达到了高潮。我国自20世纪90年代开始进行聚酯纤维沥青混凝土的研究和应用, 并取得了较好的效果, 聚酯纤维材料具有较好的化学稳定性、耐酸性和耐微生物性能, 以及较强的防侵蚀能力, 它强度高、延伸度适中、模量高、回弹好, 属于软纤维当中综合性能最优的纤维。但查阅国内外资料表明, 目前尚无聚酯纤维应用于水泥碎石材料防治开裂方面的研究。

2 材料组成

水泥碎石的抗裂性能与水泥剂量、集料组成和外加剂等多种因素有关。为了寻找有效的解决水泥碎石收缩开裂问题的方法, 确定试验中水泥碎石使用4%的水泥+1%的粉煤灰, 在此基础上掺加聚酯纤维, 研究其对干缩开裂的影响。

3 试验结果与分析

3.1 干缩系数与纤维长度的关系

纤维试件的平均干缩系数比素试件小, 且平均干缩系数随着掺加纤维长度的增加而逐渐减小。当长度小于30mm左右时, 平均干缩系数降幅较小 (30mm时降幅约3.5%) , 长度大于40mm左右时, 平均干缩系数降幅较大 (70mm时降幅约16.7%) 。以上分析说明, 掺聚酯纤维能够提高水泥碎石抗干缩裂缝性能, 从机理上说是因为一定含量聚酯纤维的掺入有效减少了材料表层的失水面积, 水分迁移较为困难, 从而使毛细管失水收缩形成的张力有所减小, 同时, 纤维在试件体内呈三维乱向分布, 依靠纤维材料与水泥基之间的界面吸附粘结力、机械咬合力等, 增加了材料抵抗开裂的塑性抗拉性能, 水泥碎石的开裂状况得以减轻。当纤维长度较小时, 纤维在试件体内三维分布的网状连接程度较低, 对增强材料的塑性抗拉性。

3.2 劈裂强度与纤维长度的关系

对掺加各种长度聚酯纤维的平行试件劈裂强度取均值后, 汇总数据并绘制劈裂强度与纤维长度两者关系曲线, 如图1所示。

图1显示, 水泥碎石试件劈裂强度变化规律基本可以分为3段, 即纤维长度在0~20mm时, 劈裂强度随着纤维长度的增加而逐渐减小;纤维长度在20~50mm时, 劈裂强度随着纤维长度的增长而逐渐增加;纤维长度大于50mm左右时, 劈裂强度又出现减弱的趋势。总体上说, 纤维长度较短 (小于30mm左右) 时, 掺加纤维试件劈裂强度低于素试件强度。以上分析说明, 在适当控制纤维长度的情况下掺加聚酯纤维可以有效提高材料的劈裂强度, 从机理上说, 同一龄期的条件下, 掺加聚酯纤维的水泥碎石材料的劈裂强度大小主要受两个方面的因素影响, 一是通过物理化学反应所产生的水泥碎石胶结体自身的完整程度, 单纯从这个角度上来说, 纤维的掺入相当于在水泥碎石胶结体内构成了裂缝, 使其完整程度降低, 劈裂强度将减弱;二是纤维在胶结体内的三维乱向分布后, 与胶结体产生界面吸附粘结力、机械咬合力等, 单纯从这个角度上说, 纤维的掺入发挥了纤维自身的高抗拉性能, 使得胶结体抗拉性能有所提高, 劈裂强度将随之增强。所以说, 纤维的掺入对劈裂强度同时起到了增强和减弱两个效应, 但这两个效应的大小随着聚酯纤维长度的变化也是不同的, 纤维过短或者过长时, 减弱效应大于增强效应, 表现出劈裂强度有所降低;在适宜的纤维长度时 (约40~70mm之间) , 增强效应大于减弱效应, 表现出劈裂强度有所提高。

3.3 温缩系数与纤维含量的关系

对掺加不同含量聚酯纤维的平行试件温缩系数取均值后, 汇总数据并绘制温缩系数与纤维含量两者关系曲线, 如图2所示

图2显示, 水泥碎石平均温缩系数受聚酯纤维的影响, 随纤维掺量的增加而逐渐减小, 充分说明聚酯纤维的掺入可以在一定程度上降低水泥碎石温缩系数, 适当提高材料的抗温缩开裂性能。从机理上说, 水泥稳定碎石是一种由固相、液相和气相组成的三相体, 由于这三相具有不同热胀冷缩性, 且其中组成固相的不同矿物、结晶体和非结晶体也具有相异的热胀冷缩性, 当温度发生变化时, 不同热胀缩性的固相颗粒由于相互嵌挤, 产生内应力, 具体体现为固相颗粒间的相互牵制和相互约束进而产生热胀缩性的综合效应, 掺入的聚酯纤维通过与胶结体产生界面吸附粘结力、机械咬合力等和水泥碎石形成一个整体, 而聚酯纤维的热膨胀系数略小于水泥碎石, 使得水泥碎石胶结体受温度变化影响产生的热胀冷缩受到一定的抑制作用, 随纤维掺量增多抑制作用增强, 表现出水泥碎石温缩系数有所减小, 抗裂性能得到一定增强。

4方案设计

4.1干缩试验

保持纤维掺量0.5‰, 纤维长度分别取0、10、30、50、70mm共5种制备试件, 每种平行试件4个。因水泥碎石的收缩试验至今还没有可参考的规范, 在满足试件粒径尺寸的情况下, 本试验采用静压成型直径×高=150mm×150mm的圆柱形试件, 并专门设计制作了收缩应变测试装置, 它由5部分组成:1块方形钢底板 (长×宽×厚=200mm×200mm×5mm) 、3根钢立柱 (直径×高=8mm×250mm) 、3只钢表夹、3块千分表、1块玻璃盖片 (长×宽×厚=100mm×100mm×5mm) 。成型试件在恒温养生室内养护7d, 测量试件高度并称重, 然后放进恒温、恒湿的观察室内, 在自然失水状态下, 试件干缩应变将引起千分表读数变化, 每天定时记录一次千分表读数, 根据式εd=ΔH/H计算应变量, 其中εd为试件干缩应变, 10-6;ΔH为整体收缩量, 0.001mm;H为试件高度, mm。3块表测量的应变值取平均值后记录, 直至3d均值不变, 称重, 根据式αd=εd/Δw计算干缩系数, 其中αd为试件平均干缩系数, 10-6/%;Δw为含水量损失率, %;试验结束。

4.2劈裂强度试验

保持纤维含量0.5‰, 纤维长度分别取0、10、30、50、70mm共5种制备试件, 每种平行试件9个。试件为直径×高=150×150mm圆柱形, 静压成型后标准养护至60d龄期, 按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》 (JTJ057-1994) 要求测定并计算试件的劈裂强度。

4.3温缩试验保持纤维长度50mm, 纤维含量分别取0.0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9‰共6种制备试件, 每种平行试件4个, 试件标准养护至90d龄期。温缩试验同样使用收缩应变测试装置, 试件成型后, 在恒温室内养护7d, 然后在高低温箱中烘至恒重, 测量试件高度。首先放入20℃恒温箱中, 稳定4h后, 记录试件温度和千分表读数, 降温至-20℃后, 稳定4h后再次记录试件温度和千分表读数。分别计算40℃和0℃时的收缩应变εh、εd, 根据式αt= (εh-εd) /△T计算平均温缩系数, 其中αt为试件平均温缩系数, 10-6/℃;ΔT为温差 (本试验取40℃) ;试验结束。

5 几点结论

5.1水泥碎石干缩系数随着掺加纤维长度的增加而逐渐减小, 且长度较大时 (大于40mm左右) , 平均干缩系数降幅较大, 抗干缩裂缝性能显著。

5.2在合理的长度范围 (约40~70mm) 内, 掺加纤维可以有效提高水泥碎石劈裂强度;50mm可作为聚酯纤维掺入水泥碎石的适宜长度, 此时既能有效提高水泥碎石的强度、抗干缩裂缝性能, 又可满足工程的可操作性。

5.3水泥碎石温缩系数随纤维掺量的增加而逐渐减小, 聚酯纤维的掺入可以在一定程度上降低水泥碎石温缩系数, 适当提高材料的抗温缩开裂性能。

参考文献

[1]卜良桃, 全玥.高性能水泥复合砂浆与混凝土粘结的剪切性能试验研究[J].

[2]孙家瑛, 魏涛, 聚丙烯纤维对混凝土路用性能的影响[J].

[3]JTJ057-94, 公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

[4]朱江, 聚丙烯纤维混凝土在路面工程中的应用研究[J].

抗裂设计 第9篇

关键词：公路  基层  抗裂  碎石施工

在各级公路路面基层、底基层施工过程中，基层凭借自身强度高、稳定性好、抗渗水、抗冲刷、干缩变形小等优势，水泥稳定级配碎石结构得到广泛的应用。由于结合料本身存在温缩、干缩，以及下承层的不均匀沉降等问题，进而在一定程度上容易产生裂缝，这时公路的使用寿命、行驶的舒适性等都受到不同程度的影响和制约。在这种情况下，需要对抗裂型水泥稳定碎石基层的施工技术进行研究分析，进而便于指导施工。

1 准备工作

1.1 施工机械

①拌和机。在选择拌和机时，需要选用定型产品，并且进料斗数量要超过五个。②摊铺机。结合路面摊铺层的宽度、厚度等实际情况，选择科学合理的摊铺机。③压路机。施工前，需要配备3台20T以上单钢轮振动压路机。④自卸汽车。对于自卸汽车的数量，通常情况下需要结合拌和设备、摊铺设备的实际情况进行确定。⑤装载机和洒水车的数量一般情况下不少于2台。⑥水泥钢制罐仓。

1.2 检测仪器

在施工过程中，为了确保施工质量，通常情况下需要选择相应的仪器设备，其中涉及到的仪器和设备主要包括：

①检测水泥胶砂强度，以及凝结时间的仪器和设备;②对水泥剂量进行检测的仪器和设备;③施工中用于振动、压实的仪器和设备;④用于击实的仪器设备;⑤制作水泥稳定碎石抗压试件的仪器设备;⑥用于进行标准试件的养护装备等;⑦对基层密度进行检测的仪器和设备;⑧标准筛;⑨对土壤液进行检测的仪器和设备;⑩检测压碎值的仪器设备;■针片状的检测仪器设备;■取芯机。

1.3 底基层的验收

①检查底基层外形。在验收底基层的过程中，通常情况下，需要检查、验收高程、中线偏位、宽度等。②检查底基层压实度。在施工过程中，需要检查底基层的压实度、表面松散度等。③检查底基层沉降。如果底基层表面的沉降速率小于5mm/月，并且连续持续两个月，在这种情况下可以铺筑基层。④对底基层的质量按照《公路工程质量检验标准》（JTG F80/1-2004）的相关要求进行检查。

2 混合料组成设计

2.1 材料要求

①水泥。火山灰质硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥在施工过程中是主要的水泥类型。②碎石。对于合成碎石的组成，如表1所示。③水。在施工过程中，选择饮用水作为施工用水。

表1  抗裂型水泥稳定碎石混合料中合成碎石的颗粒组成

■

2.2 设计混合料组成

①碎石。在施工过程中，为了确保施工质量，通常情况下需要对碎石进行水洗，然后确定组成比例。②水泥。结合实际情况，进一步对水泥剂量进行试验。③含水量。根据试验情况，对含水量进行确定。④按照标准对水泥稳定碎石试件进行养护。⑤将水泥稳定碎石浸水7天，与设计值相比，无侧限抗压强度代表值R代要大。⑥试件室内试验结果抗压强度的代表值，根据下列公式进行计算：

R代=■（1-Z■C■）

其中：R代为抗压强度代表值、■为组试件抗压强度的平均值、Z■为保证率系数、C■为试验结果的偏差系数。

⑦按照强度要求，进一步确定水泥稳定碎石的生产配合比。

3 试铺

3.1 验证配合比。①需要调试拌和机;②选择科学合理的拌和时间;③对含水量、级配等进行严格的检查。

3.2 根据实际情况，确定科学合理的松铺厚度。

3.3 确定施工方法。①对配比进行合理控制;②确保摊铺方法的科学性、合理性; ③含水量要合理;④需用的压实机械满足施工现场的实际需要。⑤对于拌和、运输之间的关系要进行科学合理的协调与处理。

3.4 在施工作业的过程中，需要对作业的长度进行合理的确定。

3.5 明确拌和、运输工序。

4 施工

4.1 一般要求

①施工前需要对作业表面的杂物进行清除处理。②摊铺前结合摊铺机宽度、传感器间距等进行测量放样。③水泥稳定碎石基层的施工需要在冰冻到来半个月前结束。④对上层水泥稳定碎石施工需要在下层水泥稳定碎石施工结束7天后进行。⑤限制水泥、细集料、粉料的用量。

4.2 拌和混合料

①对于备料的数量，在拌和前，需要准备3-5天的需要量。②对场内各处集料的含水量在搅拌前需要进行检查，同时对混合料的加水量进行计算，与最佳含水率相比，混合料的含水率要超过1%，当气温较高时，根据实际情况可以适当的放宽。③进行搅拌后，根据规定检查级配和水泥剂量。④拌和机出料时，严禁使用自由跌落式落地成堆、装载机装料运输。

4.3 运输混合料

①每天在开工前需要检查运输车辆。

②通过运输车辆将拌成的混合料运到施工现场。

4.4 摊铺混合料

①对于底基层，在摊铺前需要洒水进行湿润处理。②对于摊铺机各部分运转情况需要在摊铺前进行检查。③协调、处理传感器臂与控制线之间的关系。④摊铺机要连续进行摊铺作业。⑤按照梯队作业方式对基层混合料进行摊铺作业。⑥将摊铺机螺旋布料器埋入混合料中。⑦对于离析现象需要安排专人进行处理。

4.5 碾压混合料

①在摊铺机后，需要碾压混合料。②按照试铺路段确定的程序与工艺进行摊铺、碾压。③压路机轮宽重叠一般控制在1/2。④倒车操作要遵守自然停车。⑤碾压速度控制在1.5-1.7km/h。⑥压路机停车间距要超过3m。⑦在已完成的或处于碾压过程的路段，严禁压路机调头、急刹车。⑧碾压要在水泥初凝前完成。⑨确保基层边缘的压实度。

4.6 设置横缝

①连续摊铺水泥稳定碎石混合料。

②按照下列步骤设置横缝垂直路面车道中心线：

a沿斜面将摊铺机转移到下承层。b将压路机沿斜面开到施工基层上。c沿着接缝进行横向的碾压。d碾压后接缝的平整度符合设计要求。

5 养生及交通管制

①碾压路面后，检查和验收施工质量。②养生方法：采用麻布或透水无纺土工布在湿润状态下进行养生。③在养生期间封闭交通。

6 质量管理及检查验收

一般要求：

①在拌和机拌和后进行取样，需要测定水泥剂量。②水泥用量一方面检测水泥剂量，另一方面检测控制总量。③按照《公路工程质量检验标准》（JTG F80/1-2004）的相关要求检测水泥稳定碎石质量。④水泥稳定碎石基层7d龄期必须能取出完整的芯件。⑤在设计级配范围内控制水稳碎石的级配。⑥按《公路工程基层施工技术规范》（JTJ034-2000）的要求控制质量。

7 结论

抗裂型水泥稳定碎石基层的施工重点概括为良好的下承层是前提条件，并做好质量检测工作，养护覆盖要全面等，进而在一定程度上为施工奠定基础。

参考文献：

[1]李飨民.水泥稳定碎石基层施工工艺[J].科技情报开发与经济，2006（04）.

[2]颜美龙.重交通道路沥青路面技术施工工艺研究[D].南昌大学，2007.

浅谈大体积砼抗裂措施 第10篇

一、大体积砼裂纹的分类

大体积砼温度裂痕从整体层面上可以划分为微观裂痕和宏观裂纹两种。其中微观裂纹具体可以划分为三种类型: (1) 黏着裂纹, 这种裂纹是指出现在骨料和水泥的黏合面上的裂痕。 (2) 水泥石裂纹, 这种裂纹是指由于水泥石自裂产生的裂纹。 (3) 骨料裂纹, 这种裂纹是指由骨料本身引起的裂纹。微观裂纹一般而言在结构中的分布存在着极大的不规则性和不贯通性, 裂纹一般很难通过肉眼观察到。微观裂痕发展到一定的程度就成为了宏观裂痕。宏观裂纹按照其深度的不同可以划分为以下三种类型: (1) 贯穿裂纹, 这种裂纹往往会造成结构面出现断裂, 对结构的整体性可能会造成一定程度的破坏, 具有比较严重的危害性。 (2) 深层裂纹, 这种裂纹使结构的部分结构断面出现切断, 也包括一些危表层裂痕, 这种裂痕的危害性相对较小, 但是在一定的温度因素影响下, 这种裂痕容易发展成为危害性较大的贯穿裂痕。 (3) 表层裂纹, 这种裂纹是指分布在结构表面的浅层裂纹, 这些裂纹如果较浅, 并且没有发展到结构中钢筋面的趋势, 往往不会再发展成为危害性更大的裂痕, 一般而言不会影响工程的质量, 但是实际工程中出现的裂痕往往是危害性的。在实际的工程中, 大体积砼的裂痕很容易由微观的发展成为宏观的, 由危害性小的发展成为危害性大的。

二、大体积砼裂纹产生的原因

引起大体积砼产生裂纹的原因有多种, 可以概括为以下几个方面。一是由于施加在砼结构外面的负荷过大引起的, 超负荷产生的裂纹也是大体积砼产生裂纹的主要原因。二是由于结构受到的次应力产生的裂纹, 这是由于大体积砼的实际受力状态和模式设计过程中设计的应力结构存在着差异造成的。三是由于大体积砼结构发生变形, 导致的应力结构发生了变化, 应力在大体积砼上的分布不均匀, 这样当应力超过结构中的抗拉力强度时, 就会引起大体积砼出现裂纹。其中大体积砼结构发生变化的主要原因是由于温度的变化, 引起砼发生不同程度的收缩、膨胀以及出现不均匀的沉降, 进而出现结构变形。

在实际的建筑施工过程, 大体积砼结构由于截面大, 水泥使用量大, 水泥水化过程中释放的热量高导致砼出现较大的温度变化和产生较大的收缩作用。由于温度变化引起砼出现较大程度的收缩作用, 是砼的结构发生变化产生裂纹的主要原因。表面裂纹产生的主要原因是大体积砼内部和外部散热的条件不同导致的, 其中内部温度高、外部温度低, 内外部存在一个温度梯度。内部温度高使砼内部受到极大的压应力, 外部温度低使其受到较大强度的拉应力, 表面受到的拉应力超过砼表面的承受能力就产生表面裂纹。贯通裂纹是由于在混凝土降温过程中, 发生失水导致砼的体积减小发生收缩变形, 受到的强度发展到一定的程度, 受到地基及其外部其他条件约束等, 引起混凝土受到一定强度的拉力, 当拉力超过混凝土的承受能力后, 就可能导致贯穿整个截面的裂纹产生。无论是表面裂纹还是贯穿裂纹都是一种有害的裂纹, 因此做好大体积砼温度变化的控制, 是有效防止裂纹的方式, 也是在大体积砼施工过程中具有重要影响作用的工作。

三、大体积砼抗裂措施

为了有效地防止大体积砼出现各种裂纹, 就需要控制好砼温度的变化速度, 以及砼结构受到应力的变化。采取的主要抗裂措施可以概括为以下几个方面。

1. 合理控制砼温度的上升。

为了有效地控制砼温度的上升可以采取以下的方法策略:一是选用热量低的水泥。砼温度上升的主要原因是水泥在凝固过程中释放大量的热量, 选用低热量的水泥能够有效地降低砼的温度。二是合理利用砼的后期强度。在施工过程中每立方米的砼增用10千克的水泥就会使温度升高一度, 因此应该合理使用砼的后期强度, 控制砼的温度。三是掺加减水剂, 这种试剂能够有效地分散水泥的效应, 使水泥表面的张力得到明显的降低, 节约水泥以及拌合水进而降低水化热的产生。四是在水泥中添加粉煤灰。粉煤灰具有一定的活性, 能够吸收水泥中的部分水, 其本身可以代替水泥使用, 同时粉煤灰球形的结构具有很好的润滑作用, 所有这些不仅能够改善砼的性能, 而且还能够有效降低水化热的产生, 有效控制了砼的温度变化。

2. 减慢砼温度降低的速度。

在大体积砼浇筑完之后, 为了有效地减缓砼温度降低的速度, 减小内外部温度之间梯度差, 防止表面裂纹的产生, 应该保持砼在一个相对潮湿的环境中不断地凝固, 使结构不断地变得相对稳定。在这个过程中可以每天对截面进行洒水, 防止表面裂纹的产生, 确保水泥能够顺利地凝固并且水化热能够慢慢地散发掉, 提高砼的抗拉伸能力。

3. 减少砼的收缩, 合理利用砼的后期强度。

为了防止砼在泌水过程中发生体积的大幅度的收缩, 在对砼浇筑完成后采用机器捣振的形式, 使骨料的下方形成水分或者空隙, 以提高骨筋的握力作用, 防止砼下沉而出现裂纹。这能够有效地降低内部裂纹出现, 提高砼的密度和抗压能力。同时, 合理利用砼的后期度, 采用二次投料的方式, 这样能够降低一次用料太多产生难以控制的水化热, 同时能够及时地修正砼地应力结构, 增加其拉伸能力和抗压能力, 降低由于应力结构不合理引起的各种有害性裂纹。

参考文献

[1]卢安琪, 陈健, 黄国平, 胡智农, 陈基成.大体积砼抗裂防渗剂的研究和应用[J].水利水运工程学报, 1998, (03)