水文站屋面开裂漏雨探讨

　　1、概况

　　九五以来，文山州水文基础设施建设速度较快，先后改造了上果站、龙潭寨站、富宁站，新建了清水江站和天保站。为了提高建筑结构的整体性能及抗震性能，屋面全部采用现浇钢筋混凝土楼板，感观效果及适用性较好，但在使用中也发现不少问题，尤其裂缝问题表现更为突出，导致雨水渗漏，降低使用寿命。

　　2、裂缝形态特征

　　从处理过的工程中发现现浇混凝土楼板的裂缝位置、形态特征大致有4种：裂缝在现浇板角部，并与现浇板边缘约成45°，斜向发展；在现浇板的跨中，近似直线型发展；在现浇板的边缘，近似直线发展；不规则裂缝。

　　3、原因分析

　　建筑物从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。设计疏漏、施工低劣、监理不力，均可能使混凝土屋面出现裂缝，归纳起来主要有温度裂缝、塑性收缩裂缝、干缩裂缝、沉降收缩裂缝、施工质量裂缝、荷载裂缝、材料质量裂缝、设计缺陷裂缝。

　　3.1 温度产生的裂缝

　　温度裂缝有表面的、深进的和贯穿的。裂缝大多平行于短边分段出现，裂缝宽度一般在0.5mm以下，且受温度变化的影响，冬季较宽，夏季较细。表面温度裂缝，多由于温差较大引起，如冬期施工过早拆除模板、保温层，导致混凝土表面急剧的温度变化约束，产生较大的拉应力，而使表面出现裂缝。深进的和贯穿的温度裂缝，多由于结构温差较大 ，受到外界约束而引起，如混凝土浇灌时温度较高，加上水泥水化热温升很大，使混凝土温度很高，当混凝土冷却收缩，受到垫层或其他外部结构的约束，将使混凝土内部出现很大拉应力，产生降温收缩裂缝。

　　3.2 塑性收缩裂缝

　　塑性收缩裂缝形状不规则，类似干燥的泥浆面，裂缝较浅，多为中间宽两端细，且长短不一，互不连贯，大多在混凝土初凝后，当外界风速大、气温高、空气湿度很低的情况下出现。诸如混凝土早期养护不好，表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土强度很低，还不能抵抗这种变形应力而导致开裂；或水泥用量过多，粉砂用量过大，混凝土水灰比过大；或模板、垫层过于干燥，吸水大。

　　3.3 干缩裂缝

　　裂缝在表面出现，宽度较细，其走向纵横交错，无规律性，裂缝多沿短边分布。产生干缩裂缝的原因主要是混凝土成型后养护不当，受到风吹日晒，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩小，表面收缩剧变受到内部混凝土的约束，出现拉应力而引起开裂。

　　3.4 沉降收缩产生的裂缝

　　裂缝多沿结构表面钢筋长方向或箍筋上断续出现，裂缝宽度不等，深度不一，一般到钢筋上表面为止。此种情况多在混凝土浇灌后发生，混凝土硬化后即停止。产生沉降收缩裂缝的原因主要是混凝土浇灌振捣后，粗骨料沉落，挤出水分、空气，表面呈现泌水，而形成竖向体积缩小沉落，这种沉落受到钢筋、模板或先期凝固混凝土的阻碍而造成裂缝。

　　3.5 施工质量引起的裂缝

　　工程施工阶段是使业主及工程设计意图最终实现并形成工程实体的阶段，也是最终形成产品质量和工程项目使用价值的最重要阶段，施工质量对裂缝的影响十分明显。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。裂缝出现的部位、深度和走向因产生的原因而异，裂缝宽度、深度和长度不一，无一定规律性。比较常见的有：

　　①混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

　　②混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀。

　　③混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝。

　　④用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

　　⑤混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

　　⑥混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

　　⑦施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。

　　⑧施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

　　⑨施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。

　　3.5 荷载引起的裂缝

　　混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，它可分为直接应力裂缝和次应力裂缝两种。荷载裂缝产生的原因有：设计计算阶段荷载少算或漏算；施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；使用阶段，超出设计载荷的重型机械搬运安置过程中的接触、撞击，或发生大风、大雪、地震、爆炸等。特别注意，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆。

　　3.6 材料质量引起的裂缝

　　混凝土主要由水泥、砂、骨料、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。如水泥安定性不合格，出厂时强度不足；砂石级配不良，含泥量高；拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高；钢筋质量不全格，强度达不到设计要求等。

　　3.7 设计方面引起的裂缝

　　板配筋间距偏大，特别是板面抵抗负弯矩的钢筋未通长设置，致使在靠近板边缘处沿负弯矩筋端部出现裂缝。混凝土楼板过薄，刚度降低，受拉钢筋和受压混凝土应力增大。楼板中暗埋PVC管，楼板截面削弱，容易出现顺着PVC管线走向的裂缝。

　　4、预防措施

　　混凝土收缩开裂是与材料性能有关的固有特性，要想完全阻止裂缝的开展是不可能的，但是可以从设计、施工以及材料等方面加以改进，采取“防和放”的手段防止和释放收缩变形产生的应力，以减小和细化裂缝。

　　4.1 设计方面

　　设计人员应在设计构造上采取适当的措施，提高构件抵抗收缩应力的能力。

　　①适当加大板的厚度。

　　②在同样配筋率的情况下尽量减小钢筋的直径和间距。

　　③采用双层双向配筋或在板面无负筋处配置双向钢筋网。

　　④在板角部位配置与对角线平行的角部加强钢筋。

　　⑤采用预应力钢筋混凝土板。

　　4.2 施工方面

　　施工人员应充分认识到材料变化对混凝土收缩的影响，采取有效措施减少收缩。

　　①严格把好质量关，切忌偷工减料。

　　②注意钢筋绑扎质量，并采取措施保证钢筋的保护层厚度，浇注混凝土时严禁施工人员在钢筋网上踩踏。

　　④严格控制混凝土配合比，适当控制水灰比及掺加料的使用。

　　⑤尽量采用含泥量较少的中砂，以减少混凝土收缩裂缝发生的可能性。

　　⑥混凝土浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，同时也提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

　　⑦重视混凝土的养护工作，特别是新浇混凝土的早期养护工作尤为重要，以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩

　　⑧避免在雨中或大风中浇灌混凝土。

　　5、处理措施

　　屋面出现开裂漏雨时，应从上述方法中分析找出原因，然后根据裂缝性质、大小、结构受力情况和使用情况，区别对待及时治理。我们常用的方法有：

　　①表面涂抹水泥砂浆：将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿裂缝凿成深15～20mm，宽150～200mm的凹槽，扫净并洒水湿润，先刷2mm厚水泥净浆一层，然后用1：2的水泥砂浆交替抹压4～5层，总厚度控制在10～20mm左右，并用铁抹抹平压光，涂抹3～4小时后进行覆盖，洒水养护。若在水泥砂浆中掺入占水泥重量1～3%的氯化铁防水剂，可起到促凝和提高防水性能的效果。

　　②表面涂抹环氧胶泥：涂抹环氧胶泥前，先将裂缝附近80～100mm宽度范围内的灰尘、浮渣用压缩空气吹净，或用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并洗净，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮湿，应用喷灯烘烤干燥、预热，以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好。若基层难以干燥，则用环氧煤焦油胶泥涂抹。涂抹时，用毛刷或刮板均匀蘸取胶泥，并涂刮在裂缝表面。

　　③表面涂刷油漆、沥青：涂刷前混凝土表面应干燥。

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