砌体结构裂缝分析与质量控制

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　　摘要：水利工程砌体结构有其特殊性，运行中裂缝的产生原因有很多方面，本文就其中主要方面提出自己看法，同时从设计、施工、全过程质量控制提供了有效地、操作性很强的建议。
　　关键词：砌体结构
　　裂缝分析
　　质量控制
　　
　　一、引起砌体结构产生裂缝的因素分析
　　
　　引起砌体结构产生裂缝的因素很多，既有地基、温度，也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格等等，这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。水利工程施工中主要有三类：地基、温度、施工质量。一是地基不均匀沉陷引起的裂缝很普遍。由于水利工程砌体结构大部分直接在原土基础上，一般砌体体积较大，结构型式单一，要求地基服从结构需要，对砌体结构原土地基进行处理的较少，往往不同地基在承受荷载后变形不同引起不均匀沉陷，造成砌体结构裂缝。二是温度裂缝。水利工程砌体结构一般都直接与空气接触，随着温度的变化会引起材料的热胀、冷缩，当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝。三是施工质量差。设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求，相邻砌块间强度不一致、冷逢处理不当以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。
　　
　　二、砌体结构裂缝控制的措施
　　
　　长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法，并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上，我国《砌体规范》GBJ3-88形象地引入“防”、“放”、“抗”相结合的构想，收到了一定的效果，但并未包含水利工程砌体结构的抗裂措施。水利工程主要考虑到地基承载力、墙后土压力、地下水压力和温度变形，其中地基不均匀沉陷和温度变形裂缝产生的主要因素。控制裂缝的措施主要有三条，一是设置应对沉降、温度的控制缝。按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2～0.4mm/m，无筋砌体的温度区段不能越过10m；对配筋砌体也不能大于30m。美国砼协会(ACI)规定，无筋砌体的最大控制缝间距为12～18m，配筋砌体控制缝间距不超过30m。其次是在砌体中配置一定数量的抗裂钢筋，其配筋率各国不尽相同，从0.03%～0.2%，或将砌体设计成配筋砌体，如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%，该配筋率又抗裂，又能保证砌体具有一定的延性。二是对地基进行处理。对开挖后的土体地基进行夯压，使其迅速固结在承受砌体结构之前尽快完成变形过程，压力大小根据砌体结构来定。三是保证砌体结构的施工质量。在成品形成过程中确保砌体结构的整体性、胶体填充的密实性、设计强度和建筑物的美观性。保证施工质量就有效地防止了裂缝的发生，下面主要从施工监理角度探讨保证砌体结构的施工质量的裂缝控制措施。
　　
　　三、砌体施工全过程质量控制
　　
　　（一）砌体基面处理质量控制
　　基础开挖成形后必须按设计要求和现行验收规程验收合格。若为原状实土，则可采取夯压措施对基础直接处理至满足设计要求；若为填土基础，须继续开挖至原状土，并进行夯压至满足设计要求；若为岩石基础，则按要求基岩面清理，清除松散岩块、易泥化、软化的岩石，对清除至足够深度的夹层、断层裂隙、破碎带等，应回填砼或砌石，冲洗，排出低凹处污水，使基岩面干净。基坑内的泉眼必须封堵，或引导出基坑，并保证不因其而稀释砂浆或砼、带走水泥浆。
　　
　　（二）砌筑材料质量控制
　　
　　砌体的石料材质应坚实新鲜，无风化剥落层或裂纹；石料表面无污垢、水锈等杂质，用于表面的石料，应色泽均匀，石料的物理力学指标、外形规格应符合施工图纸及规程规范的要求。砂和砾石的质量应符合SD120-84规定。砂浆和小骨料砼采用的砂料，要求粒径为0.15～5mm，细度模数为2.5～3.0，砌筑毛石砂浆的砂，其最大粒径不大于5mm；砌筑料石砂浆的砂，最大粒径不大于2.5mm。砌筑工程采用的水泥品种和标号应符合技术条款的规定，应有产品出厂日期和厂家的品质试验报告。试验室必须进行复检，必要时还应进行化学分析。主要试验内容包括：水泥标号、凝结时间、体积安定性。禁止使用潮湿结块水泥。凡适宜饮用的水均可用作砌体用水，当对拌和及养护的水质有怀疑时，应进行砂浆强度检证，如果该水制成砂浆的抗压强度低于标准饮用水制成的砂浆28天龄期抗压强度的90%时则此水不能使用。胶结材料(水泥砂浆和小骨料砼)的原材料、配合比、拌和、运输和浇筑质量标准应符合设计及SD120-84要求执行。
　　
　　（三）浆砌体砌筑方法质量控制
　　
　　①用于浆砌石的石料应在仓外严格清洗，应逐块检查、挑选；②砌体应采用座浆法砌筑，砂浆稠度应为30～50mm，当气温变化时，应适当调整；③采用浆砌法砌筑的砌体转角处和交接处应同时砌筑，对不能同时砌筑的面，必须留置临时间断处，并应砌成戗台；④采用毛石料砌筑挡土墙，应符合下列规定：毛石料中部厚度不应小于200mm；每砌3～4皮为一个分层高度，每个分层高度应找平一次；外露面的灰缝厚度不得大于40mm，两个分层高度间的错缝不得小于80mm；料石挡土墙应采用丁顺相间砌筑形式，当中间部分用毛石填砌时，丁顺料石伸入毛石部分的长度不应小于200mm；⑤砂浆砌体砌筑应先铺砂浆后砌石，砌筑质量应达到以下要求：平整：同一层面应大致砌平，相邻砌石块高差应小于20～30mm；稳定：石块安置必须自身稳定，大面朝下，适当摇动或敲击，使其平稳；密实：严禁石块直接接触，座浆及竖缝砂浆填塞应饱满密实，铺浆应均匀，竖缝填塞砂浆后应插捣至表面泛浆为止；错缝：同一砌筑层内，相邻石块应错缝砌筑，不得存在顺流向通缝。上下相邻砌筑的石块，也应错缝搭接。避免竖向通缝，必要时，可每隔一定距离设置丁石。⑥砂浆砌条石，其砌体平缝宽度为15～20mm，竖缝宽度20～30mm，并应采用砂浆匀缝防渗。小骨料砼砌石块体，其砌体的平缝铺料应均匀，防止缝间被大量骨料架空，其水平缝和竖缝宽度均匀为80～100mm。⑦竖缝中充填的砼，开始与周围石块表面齐平，振捣后略有下沉，待上层平缝铺料时一并填满。竖缝振捣，应以达到不冒气泡且开始泛浆为适度，相邻两振点的距离应不大于振捣器作用半径的1.5倍(约250mm左右)，注意防止漏振。⑧养护。砌体外露面，在砌筑后12～18h之间应及时养护，经常保持外露面的湿润。养护时间：水泥砂浆砌体为14d，砼砌体为21d。
　　（四）水泥砂浆勾缝防渗质量控制
　　采用料石水泥砂浆勾缝作为防渗体时，防渗用的勾缝砂浆应用细砂和较小的水灰比，灰砂比控制在(1∶1)～(1∶2)之间。防渗用砂浆应采用42.5MPa以上的普通硅酸盐水泥。清缝应在料石砌筑24h后进行，缝宽不小于砌缝宽度，缝深不小于缝宽的2倍，勾缝前必须将槽缝冲洗干净，不得残留灰渣和积水，并保持缝面湿润。勾缝砂浆必须单独拌制，严禁与砌体砂浆混用。当勾缝完成和砂浆初凝后，砌体表面应刷洗干净，至少用浸湿物覆盖保持21d，在养护期间应经常洒水，使砌体保持湿润，避免碰撞震动。
　　
　　参考文献：
　　[1]江全保：砌体裂缝的原因及防治措施，中国建设信息，2009（18）

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