第一篇：桥梁牛腿应力验算及结构裂缝处理加固

桥梁牛腿应力验算及结构裂缝处理加固

[摘要] 本文旨在就一工程实例，运用Midas设计软件进行牛腿部位应力验算，并对现阶段混凝土桥梁裂缝成因、处理加固方法进行简略总结，进而提出本实例的加固方案。

[关键词] 裂缝；应力验算；修补加固

胜利桥位于青岛市北部，跨越青岛市非主要排洪河道李村河。全长286米，桥梁宽度20米，其中车行道宽16米，两侧人行道各宽2米，上部结构为三联十跨预应力混凝土连续箱梁，一，三联对称于河道中心线，下部结构为钢筋混凝土柱式墩台，基础为钻孔灌注桩基础。胜利桥作为青岛市的一扇北大门，对青岛的经济社会发展起到重要作用。

1、主要设计技术标准

1.设计荷载：

城-A级，人群荷载3.8Kpa 2.主要材料力学指标

箱梁采用50#混凝土，15低松弛钢绞线；松弛率〈2.5％

50#混凝土：Ra=28.5 Mpa

Eh=3.5104 Mpa 15钢绞线：Ry=1860 Mpa Ey=1.910

5Mpa 锚具：张拉端为夹片锚具，固定端为压花锚具

3.跨径布置：（28+30+28）米+(27+28+30+29)米+（28+30+28）米=286米。4.截面为单箱三室，两端各悬臂3米，总宽为20米，梁高1.6米。

5.桥梁纵向为预应力混凝土，第一，三联纵向索道为20个孔道，每孔道1215,一端固定，一端张拉，张拉力为2343.6KN，第二联纵向索道为18个孔道，每孔道1215，两端张拉。锚下控制应力1395Mpa.。

6.纵向预应力筋采用预埋铁皮套管成孔，套管内径8.5厘米；K小于0.003/米，小于0.35。7.横梁内采用横向预应力。

8.支座采用板式橡胶支座和盆式橡胶支座。9.施工方法：满堂支架现浇法。

2、用Midas设计软件进行牛腿验算（单元7，25）

2.1建立模型

几点假设和简化：

1.按梁单元建立模型。

2.梁截面按实际设计情况建立模型

3.构造配筋按与混凝土模量的折算模量考虑，不另单独考虑 4.梁支座通过约束支座处节点位移来实现。5.牛腿支座处按全横向均匀受压简化。6.加载采用车道荷载：C-A(150)2.2全桥模型及支座设置（如图①）

图①

全桥模型 2.3 牛腿细部构造模拟模型（含预应力筋）（如图②）

图②

牛腿细部模型 2.4 车道布置（如图③）

图③ 车道布置图 2.5不利截面的选取(1)支座边缘

(2)计算求得（如图④）

NyNyCos

MNhyycos2cosmcosmsintg

图④

tg22hRNysin3ReH2h3Nycos2h3m

2.6 加载过程组合及验算数据

2.6.1 单向两车道偏载+恒载+预应力荷载

单元25各截面

(单位：Pa)最大应力 : Sig_max =6.1408710

5Sig_min =9.10881105 单元7各截面

最大应力 : Sig_max =2.6683010

Sig_min =-2.6684610 横截面应力 ：MAX=1.4309210

MIN=-1.6125010 2.6.2 双向四车道全载+恒载+预应力荷载 单元25各截面

最大应力 : Sig_max =6.14087 10

Sig_min =-1.4495010 横截面应力 ：MAX=1.4858210

MIN=-9.1088110

55556666单元7各截面

最大应力 : Sig_max =2.6771110

Sig_min =-2.6765110 横截面应力 ：MAX=1.43602610

MIN=-1.6176110 2.7结论：

C50混凝土的标准抗拉强度为：3 N/mm。

由验算数据可见，非设计强度不够，故不致严重影响结构安全。3.1 一般混凝土桥梁裂缝的产生主要有以下原因 3.1.1 荷载引起的裂缝：

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。

荷载裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但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，其原因往往是截面尺寸偏小。3.1.2 温度变化引起的裂缝：

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。3.1.3 收缩引起的裂缝：

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和干缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。

3.1.4 地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。3.1.5 钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原

26666 3 来增长约2~4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。3.1.6 冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。3.1.7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。

3.1.8施工工艺质量引起的裂缝

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，特别是细长薄壁结构更容易出现。3.2 分析本实例，裂缝产生可能的原因（1）超重车辆过桥

（2）疲劳作用引起的裂缝等。

4、混凝土桥梁上部结构裂缝处理的主要方法

4.1桥梁结构裂缝的表面封闭修补法： 4.1.1压力灌浆和凿槽嵌补法

适用性：各类混凝土桥梁的裂缝修补。缝宽小于0.3mm或表面裂缝采用表面封闭；缝宽0.3—0.5mm采用化学灌浆封闭；大于0.5mm的裂缝采用凿槽嵌补法修复

材料：非受力产生的裂缝可用水泥浆封闭；一般用环氧树脂和丙烯酸酯类（甲凝）等化学材料

工艺：裂缝检查及清理；钻孔埋嘴；嵌缝止浆；压水（气）试验；压力注浆；表面处理及检查

注意事项：裂缝较大时采用手压泵注浆；裂缝较细或注浆量小时采用注射器注浆；封闭应严格；作业要防火防毒；凿槽嵌补时应将槽内清除干净，用水泥砂浆填补时槽内应湿润，用环氧砂浆时槽内应干燥。4.1.2表面粘贴修补法 4.1.2.1玻璃布粘贴法

特点：耐水性好，强度高，材料：常用的是无捻粗纱方格布，胶结剂多为环氧基液。

注意事项：除油蜡；贴紧；上层玻璃布比下层宽1-2cm，以便压边。4.1.2.2钢板粘贴法

材料：钢板，环氧基液胶结剂等

工艺：钢板表面处理；除混凝土和钢板表面的油脂和灰土；涂环氧基液胶结剂；压贴钢板；养生；防锈处理

注意事项：表面整平，冲净；粘结剂按规定养护；作业要防火防毒 4.1.3打箍加固封闭法

适用性：主应力裂缝 材料：钢筋，钢板等

注意事项：箍筋方向与裂缝方向垂直，箍与粱的上下表面接触处可垫角钢或钢板。面积由计算而定

4.1.4表面喷浆法

适用性：表面裂缝

常用方法：无筋素喷浆，挂网喷浆，与凿槽嵌补结合

注意事项：剥离处除净，有缺处填塞，露筋部分除锈，最好把裂缝处凿成V形槽，喷前冲净表面，开喷前把基层湿润一下 4.2桥梁结构裂缝的主要加固方法： 4.2.1截面增强法

适用性：简支T梁，空心板梁，箱梁等；连续梁和连续刚构的局部。材料：钢材，混凝土，膨胀螺栓等

工艺：表面凿除；钢筋布设；立模浇注；养生。常与植筋法联用。

注意事项：施焊钢筋时应避免烧伤原有混凝土；钢筋定位应准确；浇注混凝土面应湿润；采用早强或膨胀混凝土，必要时对腹板和上托梁处的新老混凝土接触面埋设压浆管压浆。作业时间长；加固后结构净空有一定的减小。4.2.2粘贴加固法

4.2.2.1钢板粘贴加固法

适用性：原则上适用于任何梁，但从经济角度看，更适用于不希望增大荷载和短期要完成加固的跨度较大的连续结构

材料：钢板，膨胀螺栓，环氧树脂粘结剂等

工艺：混凝土表面磨平，钻孔安装膨胀螺栓，涂抹粘结剂，压贴钢板，拧紧膨胀螺栓，粘结剂固化养生，填塞缝隙，钢板涂漆

注意事项：钢板应平整；粘结剂应按规定养护，采用钢板应比计算需要的钢板厚些；钢板形状和粘贴部位根据需要确定；作业中要防火、防毒 4.2.2.1碳纤维粘贴加固法

适用性：同钢板粘贴加固法。

材料：碳纤维片，环氧树脂粘结剂等

工艺：混凝土表面处理，粘贴碳纤维片，养护，表面涂装

注意事项：材料应符合设计要求；粘贴剂应根据不同的温湿度决定配比；混凝土表面处理要精细；避免出现空鼓，否则必须处理；粘结剂按规定养护；作业中要防火、防毒。4.2.3改变结构体系加固法（增设纵梁法/增设立柱或桥墩；或该桥为涵）

适用性：临时通过超载车辆；桥下增设的设施不影响交通或泄洪。材料：钢筋，混凝土，钢构件等 注意事项：确定方案时应充分考虑当前和今后的桥下交通。对结构体系改变产生的支点负弯矩应认真验算并采取措施；采用加劲梁或叠合梁时应合理采用简化受力模式，应分清受力的主次结构。

4.2.4预应力加固法

适用于：预应力度下降，挠度异常增大，并留有孔道或可加设体外束的预应力梁；钢筋混凝土梁。

材料：预应力钢杆，钢筋，钢丝束，钢绞线等 注意事项：大跨度预应力连续梁和连续刚构，应通过实测挠度和施工纪录模拟反算原有预应力的损失情况，确定新设预应力的布置和张拉值。在张拉时除做好梁的挠度监测外，最好在梁体贴片监测其应变，指导施工。

采用体外预应力补强时，应重视着力点的设置，保证其牢固可靠，过度圆顺，并采取严格的防锈措施；充分考虑预应力损失。

4.2.5增设纵梁加固法

适用性：墩台以及基础承载力较富余；同时需要加固和拓宽的桥。材料：钢筋，混凝土

工艺：在旧桥中间增设纵梁；拆除个别主梁或两相邻主梁之间的翼板，在空位上安装承载力比原来大的纵梁；在旧桥侧增设纵梁与新建桥无大的区别，唯需做好新旧联结。

注意事项：做好新旧混凝土之间的横向联结，保证共同作用效果；新旧梁之间的联系方式主要有：企口铰接、键槽联结、焊接和钢板铰接。4.2.6更换部分或全部主梁法

方法：将旧梁部分或全部卸除，再部分或全部更换上荷载等级高的新梁

注意事项：由于要废除旧桥面，所以造价较高，同时旧桥面的拆除影响交通的时间较长 4.2.7桥面补强增加固法

适用性：出现裂缝、剥落等损坏的桥面板，提高粱的抗弯能力。优点：提高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗弯能力，改善铰接梁板的荷载横向分布，提高桥梁荷载能力。

常用方法：钢筋网混凝土，钢筋网与膨胀混凝土，刚纤维混凝土 4.2.8置换混凝土加固法

适用于：受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

材料：钢纤维混凝土等

注意事项：存在施工的湿作业时间长的缺点。

5、本实例加固方案选择：

方案一：植筋法和截面增强法联用。在牛腿底部植筋，布设钢筋网，浇筑混凝土。同时要进行裂缝的封堵处理。

方案二：粘贴钢板法。在牛腿侧面钻孔埋栓，粘贴钢板。

方案三：凿除原牛腿部分混凝土，50#钢纤维混凝土。浇筑钢纤维砼时，在新老混凝土结合面上涂以环氧砂浆以增进两者粘结。

鉴于本桥实际情况、施工难易程度和考虑加固效果，选择方案一。主要施工工艺

（1）施工准备施工前应认真阅读设计施工图，必须要将结构面清理干净，按设计图纸，放线标明钢筋锚固点的钻孔位置，钻孔位置标明后由现场负责人验线。

（2）钻孔按设计图纸要求明确螺栓锚固位置、成孔直径及锚固深度。

（3）清孔（4）钢筋清理（5）钢筋埋植

（6）成品保护在锚固用胶固化前应对埋植好的钢筋进行必要的违挡，固定。（7）布设钢筋网，浇筑混凝土。

6、几点意见：

（1）牛腿处受力较复杂，且容易出现问题，所以尽量不设牛腿，而将联与联伸缩缝设在共用墩上。

（2）连续梁桥和刚构桥受负弯矩较大处设计应加强。（3）在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

总结

桥梁裂缝非常常见，特别是连续梁桥和刚构桥中，所以应该引起我们足够的重视。以上针对一桥 6 梁实例，简单介绍了应用Midas设计软件进行连续梁桥牛腿处应力验算、常见裂缝的成因及常用维修加固方法。

参考文献

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道路桥梁维修技术手册

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人民交通出版社

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2000.2

REAGENT TEST OF BRIGE CATTLE’S LEG AND THE REINFORCEMENG OF CRACKS Abstract: the purpose of this article is to apply Midas design software, aiming at an engineering example, to do reagent test, with cattle’s leg and to summarize the forming reasons of present concrete bridge cracks and methods of reinforcement.Accordingly put forward the reinforcement programs of the example.Key words: crack;reagent test;reinforcement

第二篇：混凝土柱头裂缝的分析和加固处理

混凝土柱头裂缝的分析和加固处理

摘 要：目前在社会经济发展的过程中，人们对房屋建筑结构的质量的要求也在逐渐的提高了。而且在当前建筑工程施工的过程中，人们也逐渐的摒弃了传统的施工材料，将许多新型的施工材料应用到其中。而混凝土柱作为整个建筑结构竖向承重构件，在整个建筑工程施工有着十分重要的意义。但是混凝土柱在施工的过程中，其质量要比普通的混凝土梁板结构要差，并且在周围环境和建筑荷载的作用下，使得混凝土柱头出现裂缝，这就对整个建筑结构的质量有着严重的影响，本文根据工程案例，对混凝土主头裂缝的成因进行分析，讨论了相关的加固处理措施，以供参考。

关键词：混凝土柱头；裂缝；加固措施

所谓的混凝土柱也就是利用混凝土材料制成的柱结构，它是建筑结构中重要的承重构件。在建筑工程施工中，人们可以根据其制作和施工方法的不同，将混凝土柱分成现浇柱和预制柱两种。而在一般情况下，施工单位为了节约工程施工的成本，都是采用预制柱的施工的方法，在对混凝土柱进行施工制作，但是，由于采用施工技术不当、再加上周围环境以及建筑荷载的影响，使得混凝土柱头出现开裂的现象，这不仅对整个建筑结构的施工质量有着严重的影响，还缩短了建筑结构的使用寿命。因此我们就要对混凝土柱头裂缝成因进行分析，从而采用相应的加固措施对其进行处理，以确保建筑结构的质量符合工程设计的标准。

一、工程实例

某粮食储备库铁路站台钢罩棚面积7 800?O、全长282m，分7个区段.跨度分别为27.2m和30m，采用金属拱形钢板结构屋面。27.2 m跨每个区段长60m，共4个区段，分别支承于两侧8个仓库混凝土排架柱的外挑柱头接长段上，接长段高400mm。外挑柱头断面尺寸分别为370mmx300mm和70mmx500mm，共88个，混凝土设计强度等级C30，间距6000mm。柱头内原构预留主筋4Φ

18、箍筋Φ8@100。考虑拱形屋面的受力特点和施工方便，后浇柱顶预埋370 mmx300500）mmxl8 mm钢板，钢板下设4Φ14锚筋，与预留主筋绑扎连接，柱顶之间连梁采用焊接成“口”形梁支承屋面结构。

在该建筑结构钢梁结构施工完毕以后，人们对其储备库进行质量检测是，发现混凝土柱头上存在少量的裂缝，但是由于其数量较少，裂缝宽度较细，技术人员认为是表面裂缝，就没有对其进行相应的处理。可是待整个施工工程竣工以后，技术人员发现该储备控制中的混凝土柱头的裂缝数在不断的增加，到达所有混凝土柱头的40%以上，而且其裂缝的宽度和长度也在不断的增加，其中最大的裂缝宽度达到了2.3mm，最大长度达到了了420mm，这不仅对建筑结构的施工质量有着严重的影响，还缩短了该建筑结构的使用寿命，而且还存在着一定的安全隐患，时刻威胁着人们的生命财产安全。

二、混凝土柱裂缝成因分析

在该工程施工中，人们为了对混凝土柱头存在的裂缝进行处理，施工人员就要对该工程混凝土柱头的原设计标准进行验算。根据相关验算结果，我们发现在混凝土柱头的抗剪、抗弯以及抗压作用力都满足给该工程设计的要求。而且通过对混凝土柱头裂缝的分布情况的了解，人们发现在混凝土柱头受建筑荷载作用的部位并没有出现太多的裂缝，因此我们就可以排除这些裂缝是因为受到建筑结构抗剪、抗弯以及抗压等作用力的影响而产生的。而经过相关的数据分析，混凝土柱头裂缝产生的原因主要有以下几个方面：

1、在该工程施工中是，施工人员主要是采用焊接的方法将钢梁和柱头的钢板进行连接，但是在对混凝土柱头钢板进行焊接的过程中，由于焊接人员所采用的焊接技术不当，使得混凝土柱头受周围环境的约束，从而产生较大的温度应力，使其混凝土柱头出现变形，导致混凝土柱头裂缝的产生。

2预埋钢板锚筋和柱筋采用绑扎连接，锚固不够牢靠，按《混凝土结构施工及验收规范》规定，绑扎锚固长度不应小于35a（即490 mm），而实际锚固长度仅250mm，导致预埋锚筋在承受反复荷载作用下滑移。

（3）柱头为二次浇筑，尺寸小，且预埋钢板尺寸与柱头尺寸相同，施工条件差，柱头支模困难，施工质量难以保证，致使钢板与混凝土粘结不密实，使钢板在水平荷载作用下发生位移。

综上所述，该结构裂缝主要为温度应力作用下柱头锚筋滑移所致。裂缝开展宽度大于《工业厂房可靠性鉴定标准》规定的0.15 mm缝宽，会导致钢筋锈蚀，加速混凝土碳化，影响承载力和耐久性，必须加固。

2加固方案及施工

（1）为消除温度应力对结构的影响，经计算复核后在每个60 m区段钢连梁的两端距端部15 m处将“口”形钢连梁断开，改为螺栓连接。考虑到无法卸除钢梁上整体屋面荷载，决定分两步施工。在两边柱设临时斜支撑，钢梁内外两侧钻8M21.5孔，先将“口”形钢梁上半部割开，校核螺栓孔位后在连接钢板上对应位置打孔，安装连接钢板1并用4M20螺栓固定；再将“口”形钢梁下半部割开，安装连接钢板2并用4M20螺栓固定，然后拆除临时斜支撑。

（2）对有裂缝柱头进行压密灌浆粘钢加固（其他无裂缝柱头亦采取钢加固）。对宽度大于0.15 mm的裂和下部空鼓的预埋钢板先采用压密浆，然后粘贴钢板加固，灌浆及加固工艺按CECS25：90标准要求，灌浆材料采用低粘度组分改性环氧树脂胶92―02（抗压强≥40MPa，抗拉强度I>5.6MPa），灌机具选用袖珍CZ自动压力树脂注器。由于柱顶钢梁内侧紧靠仓库天沟，施工困难，为确保全封闭灌浆，事先采用树脂浆封堵内侧表面后再进行压密灌浆，灌浆压力0.06～0.1 MPa。粘贴钢板前先将混凝土表面凿毛，剔除松动部分，再用丙酮清洗，选用JGN甲乙组分结构胶（配合比3：1），涂抹厚度1～3 mm，钢板Q235，粘钢完成后混凝土表面喷石英砂。

三、加固处理措施

在对混凝土柱头进行加固处理的过程中，施工人员要根据混凝土柱头裂缝产生的原因进行分析，从而选取合适的加固处理方法对其进行相应的控制处理。目前，在混凝土柱加固处理过程中，常用的措施主要有以下几点：

1、确保混凝土原材料质量，对进场材料必须按质量标准进行检查验收，并按规定进行抽样复试。

2、严格控制混凝土配合比，保证计量准确，按试验室确定的配合比及调整施工配合比，正确控制加水量及外加剂掺量。加大对施工人员宣传教育力度，强调混凝土柱结构规范操作的重要性，改变其认为柱子混凝土水灰比大，易操作易密实的错误观念。

3、混凝土应拌合充分均匀，混凝土坍落度值可以较梁板混凝土小一些，宜掺减水剂，增加混凝土的和易性，减少用水量。

4、合理安排好浇筑混凝土柱的次序，适当放慢混凝土的浇筑速度，混凝土浇筑至柱顶时应二次浇捣并排除其水分和抹面。

5、连续浇筑高度较大的柱时，应分段浇筑，分层减水，尤其是商品混凝土。

四、结束语

总而言之，在建筑工程施工中，混凝土柱头裂缝的问题不仅影响了整个建筑工程的施工质量，还缩短了建筑物的使用寿命。因此我们就要对混凝土柱头裂缝产生的原因进行分析，并且采用相应的加固措施对其进行处理，从而确保建筑结构的质量符合建筑工程设计的标准。

参考文献

[1] 郑燕青.胶带输送机廊道混凝土柱头裂缝分析和加固处理[J].露天采矿技术.2008（06）

[2] 田正宏，白凯国，朱静.透水模板布改善混凝土表层质量试验研究[J].东南大学学报（自然科学版）.2008（01）

第三篇：浅谈桥梁桩基测量及缺陷桩加固处理

浅谈桥梁桩基测量及缺陷桩加固处理

1、工程地质概况

某拟建大桥场地位于江河面，南岸为一级阶地，北岸为二级阶地，地势抬高较快。根据钻探资料揭示，岸边场地土层自上而下的分布及岩土主要物理力学指标见表1。其中弱风化砂质泥灰岩为盐渍岩，一般呈灰褐～黑褐色夹白色条纹或白色团块状，中厚层状，节理裂隙发育，岩石较破碎，岩石中含有大量的钙硭硝、硬石膏及岩盐等，局部甚至为纯芒硝、硬石膏及绿化钠晶体。岩石中水平层理较发育，顺层理面泥质含量较高，易击断。全风化层岩性很软，岩芯呈可塑～硬塑粘土夹碎石状，厚0.00～7.60m。强风化层岩性较软，岩芯呈泥夹碎石或碎块状，厚0.00～5.90 m。场地内地下水主要是孔隙水(略有承压性)和基岩裂隙水，水量不大，稳定水位为地表下2.35～3.92ｍ。据所取水样水质分析结果及附近建筑经验，可知该地下水对混凝土具弱腐蚀性，为硫酸盐氯化钠型侵蚀性。

2、桩基础工程质量复合检测

2.1 桩基础类型的选择

综合分析场地工程地质勘察报告，设计采用端承桩基础，桩尖嵌入成岩状况较好的弱风化砂质泥灰岩中2.50～5.00m，考虑桩长均为25.00～30.00 m，设计为钻孔灌注桩单桩基础，一桩一柱，桩直径为1.5和2.0ｍ两种，岸边共32根桩，桩身混凝土强度等级为Ｃ25，桩剖面及构造图见图1(L 为桩长，l 为钢筋笼长，D 为桩径，D1为连接柱径)。

2.2 桩基工程质量复合检测

(1)桩基工程动测试验

对岸边上的32根钻孔灌注桩桩身完整性全部进行检测，检测采用小应变应力波反射波法和机械阻抗法相结合，根据应力波理论和反射波特征及导纳曲线综合分析，确定桩身完整性，检测结果表明2-1#，11-4#两根桩桩身不完整，存在缺陷，其余桩质量均合格。分析图2桩的导纳曲线，从图2(a)可以清楚地看出2-1#桩上波在断裂处重复反射，△ƒ =240Hz，△L = C/2△ƒ =4350/480≈9m，表明断桩约在9m处(波速取4350m/s)。由图2(b)中可以计算出断桩大致在11m处。

(2)桩静载荷试验

根据建筑桩基技术规范要求，任意抽选3根桩径为2.0ｍ的工程桩2-1#(L = 26.30 m)，4-2#(L =27.20m)和11-4#(L =28.12m)进行单桩静载试验，其Q-s 特征曲线见图3，其中2-1#，11-4#两根桩未达到设计要求，判定其极限承载力分别为7560和7800 kN；4-2#桩满足设计要求，其极限承载力达到8970 kN。这3根桩静载试验及动测结果见表2。

(3)桩身抽芯检测

为了进一步查明2-1#和11-4#桩的具体缺陷部位，决定对这2根事故桩进行钻孔抽芯检测。从抽取的芯样结果来看，2-1#桩在桩顶下9.00～10.23m存在断桩不胶结现象，11-4#桩在桩顶下11.00～12.41m也存在断桩不胶结情况，芯样均不成块，因钻进时破碎掉块，无法揭露破碎段的总长度，桩身其他部位混凝土胶结较好，经取样试验，其桩身混凝土强度符合设计要求。

2.3 桩基工程事故分析

分析动测、静载试验和抽芯3种复合检测的结果，结合现场施工记录和地质报告的实际情况，认为造成这2根桩的工程质量事故的主要原因如下：

(1)从图2的Q-s 关系曲线可以看出，2-1#桩在荷载加至7560kN 时，沉降量骤增，荷载无法稳定，Q-s 曲线为陡降形，动测结果判断其桩身在9.00m处存在断裂缺陷。沉降量骤增的原因可能是由于清孔时间过短或孔口泥浆比重没有测量准确(泥浆比重应小1.15)，造成孔底沉渣过厚(大大超过规范值50.00mm)；另一个重要的原因是与桩底基岩为白云灰质岩有关，在桩端部位遇到灰岩溶洞时，其桩端沉渣很可能为溶洞积淤涌入造成。

(2)对11-4#桩，静载试验中荷载加至7800kN时，沉降量骤增，荷载无法稳定，Q-s 曲线为陡降形，而且单桩竖向抗压极限承载力与设计值接近，与4-2#桩比较，存在异常现象。动测结果还显示11-4#桩在11.00m左右处也存在断裂、混凝土离析或胶结不良等缺陷。

(3)地下水位高、且丰富，导致场地内地下水压高，孔隙水压力不易消散，易使混凝土离析和胶结不良。另外在施工2-1#和11-4#桩基础过程中，浇筑混凝土到9.00m和11.00m左右处突然停电，施工被迫中断，致使隔水层凝固形成一层硬壳，后续混凝土无法灌入，导致该处有断裂缺陷。

3、缺陷桩加固方案及处理效果

为了保证桩基工程质量，根据设计技术要求，对存在质量问题的2根桩进行技术处理，经过分析比较这2根桩的质量事故的类型，决定对2-1#桩先采用高压旋转喷射清除孔底沉渣，再补灌细石混凝土，将桩底充填密实以满足沉降要求，之后采用高压喷射注浆来处理混凝土离析或断裂部位。对11-4#桩采用高压喷射注浆方案处理桩的缺陷部位。

3.1 高压喷射注浆法处理桩基缺陷部位

(1)材料选用与配比

① 主材料为525#普通硅酸盐水泥，外检合格；

② 掺入化学剂：为了提高处理段的混凝土强度，在水泥中加入2%的NaCl；

③ 水灰比：0.4。

(2)施工注意事项

① 桩上钻孔应穿过缺陷段进入完整段1.5～2.0m，施工中应注意孔内水量的消耗情况；

② 孔口用水泥封固预埋一根长1.2m、直径73mm的岩芯管，高出桩顶0.4m，且带接箍，养护一周到一定强度后方可使用；

③ 插入注浆管至距孔底10～15cm，并与预埋管口连接部位安装一个变接头；

④ 注浆管上部与高压泵车接通；

⑤ 孔口与预埋管暂不连接封闭，先低压向孔内注浆，使注浆孔内清水突出，直到出现浓浆溢出即连接封闭预埋管加压注浆，使泵压提高到10MPa以上；

⑥ 记录注浆量、水泥用量、泵压、持续时间，直到泵压自动增高，不进浆或浆液从桩周溢出，待稳定20min 后停止送浆。稍后管内压力释放降低，卸开孔口连接管丝扣，提出送浆管，用清水冲洗注浆管，并在孔内灌满水泥浆，同时从孔口投入适量瓜子片碎石，一面投碎石一面用钢筋上下搅动。

3.2 桩底沉渣清除及混凝土的回灌

在2-1#桩中心孔旁侧施工一个排水、排浆孔，孔径φ110mm，深度以打穿桩身混凝土为准，并在中心孔和排水孔各预埋一根长1.2m、直径73mm岩芯管，带接箍。孔口安装旋喷钻机，在中心孔通过钻杆，底部配有高压旋喷钻头。启动高压泵，喷射高压水(15～20MPa)，从上到下来回旋转喷射，使孔底沉渣通过高压水从排水孔和中心孔排出，当沉渣清理符合要求时，停止喷射，回灌坍落度为16cm、强度为C25的瓜子片碎石混凝土。

3.3 缺陷桩处理效果

对缺陷桩加固的技术指标要求是：断桩破碎带压浆处理后强度要大于15MPa，而桩底沉渣段处理后强度也应达到15MPa 以上。

对2根缺陷桩进行处理后，仍采用低应变法检验加固后的桩身质量，检测结果显示2-1#桩的动刚度(740×107N/m)较大，根据平均波速(C =4350m/s)计算出桩长26.02m，与实际长度一致，可以判断桩身缺陷已修复。由检测数据计算11-4#桩的桩长为28.07m，也与实际桩长一致，表明桩身修复后完整性较好。再对这2根桩进行第2次静载荷试验，测得2-1#桩极限承载力为8150kN，比第1次静载试验的极限承载力提高22.2%，累计沉降值为21.2mm。测得11-4#桩极限承载力为8120 kN，承载力提高4%。这表明桩底沉渣的清除及回灌混凝土法和对桩身缺陷段采用高压注浆的方法是合理有效的。

4、结论

(1)利用静载、动测和抽芯试验等方法复合检测桩的工程质量是可行的，但是静载试验应当结合场地内地质资料、施工记录以及设计要求，有目的地抽选试桩，做到有的放矢。

(2)钻孔灌注桩在钻孔完毕后要及时清孔，务必清理孔底沉渣至符合桩基规范要求。

(3)在浇筑混凝土过程中，应当积极采取应急措施，以确保混凝土一次浇筑成功。

(4)采用高压喷射注浆法将浆液渗入桩身裂隙中，来处理桩身混凝土离析、断裂或胶结不良等缺陷以提高桩身完整性，其效果良好。采用高压旋转喷射气流清除孔底沉渣，及时回灌混凝土处理桩底沉渣过厚的措施得当，使桩基沉降量能满足设计要求。

第四篇：桥梁横梁裂缝原因浅析及处理

桥梁横梁裂缝原因浅析及

处理

目前 我国正处于 交通 基础建设的快速 发展 时期，各地兴建了大量的混凝土桥梁，取得了很多宝贵的实践经验，施工方案和机械化施工水平明显提升，完成了一座座举世瞩目的大桥。但是在许多工程中由于各种原因致使桥梁出现质量事故的也不在少数，而由于混凝土裂缝而 影响 工程质量甚至造成桥梁直接倒塌的案例也不少见，因此作为工程技术人员必须对裂缝引起足够的重视。裂缝产生的原因是多方面，并不是由单一原因造成的，它的多因性也经常困扰着工程技术人员，要想控制或减少裂缝的产生，有必要了解其产生机理，在施工中加以控制。浙江某大桥0号块在支架上现浇，从当天上午开始浇注，第二天上午完成，共浇注时间约为25个小时。第四天开始拆模，在所有现浇支架均未拆除的情况下一拆模就发现有多条裂缝，宽度较大。根据检测单位的检测报告，最大的裂缝宽度达到1.4mm，而且是贯通的，横梁的发展趋势基本是从底面向上发展。1 裂缝产生原因综述 裂缝产生的形式和种类很多，正确判断和 分析 混凝土裂缝的成因是有效控制和减少混凝土裂缝产生的最有效途径。广义上讲，裂缝产生有两种原因。一种是由荷载引起的，我们

称这种裂缝为结构性裂缝，是承载力不足的结果；另一种为由于变形受约束引起的，此类裂缝称为非机构性裂缝，如温度变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降等因素引起的变形，当变形受到约束，在结构内部产生次应力，由于混凝土的早期抗拉强度比较低，因此产生的次应力很容易就超过了混凝土的抗拉强度，引起混凝土开裂。1.1 混凝土的收缩收缩是混凝土的一个主要特性，对混凝土的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。产生收缩裂缝的原因，一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。多为规则的条状，很少交叉。研究 结果表明混凝土干缩率大体在（2～10）/万的范围内。收缩裂缝多发生在混凝土表面上，裂缝较浅而细，对于高度较大的预应力混凝土梁，一般在腰部产生竖向裂缝，且多集中在构件的中部，中间宽两头窄，至梁的上缘及下缘逐渐消失，呈“枣核”形。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。1.2 混凝土材料及配合比配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时，用水量

每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%.总结 的原因有如下方面：（1）粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生；（2）骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大；（3）混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩；（4）水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。1.3 施工及现场养护原因（1）现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。（2）高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。（3）大体积混凝土浇注，对水化 计算 不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。（4）现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。（5）现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。这些因素都会造成混凝土较大的收缩，致使混凝土微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。养护是使混凝土正常硬化的重要手段，养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。1.4 外界因素支架不均匀沉降，产生沉降裂缝。1.5 温度裂缝混凝土硬化中，水泥放出大量水化热（内部温度可达70℃），造成其内外温差大，表面受内部混凝土的约束，将产生很大应力，使混

凝土因早期强度低而产生裂缝。因此，为防治水化热引起的裂缝，施工前应计算升温峰值、内外温差及降温速率，制定相应的技术措施，防止和控制温度裂缝，确保工程质量。混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，应该采取以下控制温度的措施。（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。（2）降低混凝土入模温度。a、降低原材料进入搅拌机的温度如夏季在水箱内加冰块，降低水温；粗骨料遮阳防晒，并洒冷水降温；细骨料遮阳防晒；散装水泥提前储备，避免新出厂水泥温度过高。采取以上措施最大限度降低混凝土出机温度。b、夏季混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温。混凝土泵送管道遮阳防晒。c、混凝土浇筑作业面遮阳，减少混凝土冷量损失。d、控制浇注温度。应调

整施工时间，尽量选择低温及夜间施工；考虑到冷量损失在浇注过程中影响较大，因此要加快运输，缩短浇注时间。（3）降低混凝土水化热。a、选择中低热品种水泥，优先选用矿渣硅酸盐水泥。b、掺人一定比例的粉煤灰。c、掺人高效减水剂。d、掺加缓凝剂。e、热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。（4）控制混凝土的出机温度。对混凝土出机温度 影响 大的是石子和水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响最小。气温较高时，为防止阳光直接照射，砂石堆应设遮阳棚，并喷冷水降温。拌合用水可加冰，使水温度控制在5℃，混凝土出机温度应控制在18-20℃为宜。（5）规定合理的拆模时间。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂（如微膨胀剂、减水防裂剂）也是减少开裂的措施之一。使用减水防裂剂的其主要作用为：a.混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低；b.水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％；c.水泥用量也是混凝土收缩率的重要因

素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充；d.减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形；e.提高水泥浆与骨料的粘结力，提高混凝土的抗裂性能；f.混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能；g.掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩；h.掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。2 大桥裂缝产生的主要原因 裂缝产生后业主及时组织专家及相关人员赴现场查看，对裂缝产生的原因进行了 分析，认为横梁裂缝是多种因素综合影响的结果，主要包括施工工艺、气温条件、混凝土材性、支架系统以及混凝土水化热影响等因素。但是主要的原因是：

1、现场施工气温高，最高时达40℃以上，风速大湿度低，加上高标号混凝土产生的大量水化热以及烈日暴晒，致使梁体的内外温差远远超过25℃。

2、混凝土的初凝时间仅为3小时，远小于浇筑时间，上层混凝土在浇筑的过程中，下层混凝土已经初凝，在荷载的作用下就会出现裂缝。3 对横梁的处理 本次桥梁裂缝的特点主要表现在通长的和贯通的裂缝较多，裂缝的宽度较大，大多数裂缝均从横梁底面向上延伸 发展，部

分裂缝有继续发展的趋势。说明性状比较严重，必须引起高度重视，认真对待。专家组建议由设计单位通过验算提出意见，看横梁裂缝处理后是否还具有继续使用的可能性。设计单位认为从 理论 上讲通过对较大裂缝采取压力注浆法及对细小裂缝采取涂膜封闭法处理后再进行预应力张拉，可以满足受力的需要，但是根据检测单位报告，横梁有部分裂缝已经贯穿，致使结构的刚度下降，横梁的抗弯、抗剪能力减小，即使对裂缝进行修补，也会严重影响构件未来的使用，使结构的耐久性下降，导致桥梁的使用寿命缩短。另外横梁的部分钢筋可能已经受拉破坏，内部混凝土是否有破碎夹层也未知，如有破碎层存在，则受力方面肯定大受影响，无法满足设计要求，建议对横梁凿除后重新浇筑。处理 方法 ：凿除位臵布臵在以d0横梁为中心至横梁四周倒角处的位臵（图2阴影部分）考虑此横梁拆除施工时的震动及工期的要求，如果沿用传统的风镐，则震动较大且工期较长；若用爆破作业，则会产生很大的震动，对施工造成安全隐患，无法解决保护原主体结构的基本要求。鉴于上述要求，本次凿除工具采用钻石钢线切割法结合风镐。横梁顶面同行车道板同厚度的部分先用风镐凿除，使横梁成为单独的块件。横梁主体部位采用钻石钢线切割法，根据吊装重量分段切割，至靠近主体结构的切割边缘线1m左右范围内混凝土采用风镐凿除，保留该段钢筋，以便与新浇筑横梁内钢筋连接。凿除后新浇横梁浇

筑时应在两端靠近边主梁的两侧分别设臵1m的后浇带，在混凝土中掺人适量的膨胀剂。钻石钢线切割法作为一项新型的施工技术，受到了众多建筑业人士的关注与兴趣，该设备由大功率油压机、传动定位滑轮及带有金刚石锯齿的钢线组合而成，油压马达通过传动滑轮带动钢线围绕被切割物体高速旋转进行切割，具有施工作业速度快、噪音低、无震动、无粉尘废气污染等优点，而且切口平直光滑，无须做善后加工处理。采用该技术，对于一些对施工有特殊要求的工程，如工期紧迫、环保要求高，以及一些大型混凝土结构拆卸、切割的工程，这些难题即可迎刃而解。在后面重新浇筑的时候，施工单位根据提出的意见对施工工艺进行了改进，没有出现裂缝，效果良好。4 结束语 混凝土桥梁的裂缝是一个较复杂的 问题，它涉及到管理、设计、施工等各个方面，某一环节稍有疏忽均可能导致裂缝的出现，引起钢筋的锈蚀，影响整座桥梁结构的耐久性，造成很大的 经济 损失。本文简单的阐述了裂缝产生的原因及最终的处理措施，供工程实践借鉴，以尽量避免这些问题的出现，使国家有限的建设资金发挥最大的经济效益。

第五篇：砌体结构裂缝成因及预防和处理措施

第一章 前言

砌体结构房屋出现裂缝的现象较为普遍，裂缝程度轻重差别很大，轻则影响房屋正常使用和美观，严重的将形成结构安全隐患，甚至发生工程事故。随着住宅商品化的发展，房屋裂缝问题越来越引起人们的关注。裂缝宽度的控制标准问题：(1)墙体裂缝允许宽度的含义包括：①裂缝对砌体的承载力和耐久性影响很小；②人的感观的可接受程度。钢筋混凝土结构的裂缝宽度大于0.3mm时，通常在美学上难以接受，砌体结构也不例外。尽管砌体结构的安全的裂缝宽度可以更大些，但在住宅商品化的今天，砌体房屋的裂缝，不论是否为0.3mm，只要可见，已成为住户判别“房屋安全”的直观标准。根据资料了解，目前只有德国对砌体结构的裂缝宽度有明文规定：对外墙或条件恶劣的墙体，裂缝宽度不大于0.2mm，其它部位裂缝宽度不大于0.3mm。其它发达国家对裂缝控制的要求较高，但未对砌体裂缝宽度规定标准。因此，如何面对砌体结构的裂缝，确实是一个比较突出和需要认真对待的课题，需要引起足够的重视。(2)鉴于裂缝成因的复杂性，按目前条件和《砌体结构设计规范》提供的措施，尚难完全避免墙体开裂，而是使裂缝的程度减轻或无明显裂缝，因此规范中采用了“防止或减轻”墙体开裂的措施的用语。

裂缝的成因，依据国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。在各种直接荷载作用下，墙体产生的裂缝称为受力裂缝；而砌体因温度、收缩、变形或地基不均匀沉降等引起的裂缝是非受力裂缝，又称变形裂缝。变形裂缝占砌体房屋裂缝中的80％ 以上，其中因地基不均匀沉降而引起的裂缝更为突出和引人关注。相对于受力裂缝，变形裂缝的产生机理和影响因素复杂得多，本文主要分析砌体结构由地基不均匀沉降和温度．引起的变形裂缝。

第2章 地基不均匀沉降引起的裂缝

在软土、填土、冲沟、古河道、暗渠、沉陷区以及各种不均匀地基上建造结构物，或者地基虽然比较均匀，但是荷载差别过大或结构物刚度差别悬殊时，地基不均匀沉降均能引起裂缝。

2．1 地基不均匀沉降裂缝的形态

地基不均匀沉降裂缝的形态是多种多样的。裂缝主要分为剪切裂缝和弯曲裂缝。地基不均匀沉降裂缝常见的有正八字裂缝和斜向裂缝。沉降裂缝多出现在房屋中下部且发生于房屋中下部的裂缝较上部宽度大。

2．2 地基不均匀沉降裂缝的产生机理

(1)墙体中下部区域的斜向裂缝

一般情况下，地基受到上部结构传递的压力，引起地基的沉降变形呈凹形，常称为“盆形沉降曲面”，这是由于中部压力相互影响高于边缘处相互影响，以及边缘处非受荷载区地基对受荷载区下沉有剪切阻力等共同作用的结果，导致地基反力在边缘区较高。这种沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的弯曲，产生正弯距。结构中下部受拉，端部受剪，端部地基反力梯度加大，墙体内剪应力加大，形成主拉应力引起墙体开裂，裂缝呈正八字形。由于墙体中上部受压并形成“拱”作用，墙体裂缝越靠近地基和门窗洞口越严重，中下部开裂区的墙体因有自重下坠作用，易造成垂直方向拉应力，可形成水平裂缝。

(2)墙体端部区域斜向裂缝

当地基中部有回填砂、石，或中部地基坚硬而端部软弱，或由于荷载相差悬殊，建筑物端部沉降大于中部时，会形成负弯矩。主拉应力将引起墙体端部出现倒八字裂缝。局部的沉降不均不仅可以引起斜裂缝，还可能引起砌体的水平裂缝。

2．3 影响地基沉降裂缝的因素

地基、基础、建筑物构成一个整体，共同工作。其内力和变形形态与土的性质、建筑物与地基的刚度、基础与建筑物的尺寸、形状、材料的弹塑性性质、徐变等有关。(1)建筑物与地基的相对刚度

首先，建筑物的长度和宽度越小，基础的抗弯刚度越大，建筑物与地基的相对刚度就越大。这时在外荷载作用下，地基的反力向两端集中，则中部弯矩较大，这就需要结构具有足够的强度，满足结构物最大弯矩的要求；其次，在较差的地基上，地基的变形模量较高，而基础的抗弯刚度较小，结构物的几何尺寸较长，则柔性指数相应增大。这时基础结构接近于柔性板，此时地基的沉降与荷载的分布有关。地基承受荷载大的地方沉降和变形较大，基础承受的弯矩较小。(2)徐变

建筑物的下沉、水平位移、温度、湿度变化引起的变形，除了绝对值外，变形速率是一个重要因素。只要变形是缓慢的，则多数建筑物能经受较大的变形而不破坏，其主要原因就是由于建筑材料一般都具有徐变特性，在变形过程中，其内应力会随着变形速度的下降而降低。

(3)建物的形状平面形状复杂的建筑物，如“I”、“I'’，、“L’’、“E”字形等在纵横单元交叉处基础密集，地基附加应力重叠，使地基沉降量增大。同时，此类建筑物整体性差，刚度不对称，在地基产生不均匀沉降时容易发生墙体开裂。

第3章 砌体房屋的温度变形裂缝

3．1 温度裂缝的主要形态

最常见的温度裂缝出现在混凝土平屋盖房屋的顶层两端墙体和山墙上。如在门窗洞边的正“八”字斜裂缝、山墙上部的斜裂缝、平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝、以及水平包角裂缝(包括女儿墙)等，其中顶层两端纵墙墙体门窗洞边的正“八”字斜裂缝最为普遍。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定，不再继续发展，裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。温度裂缝有明显的规律性：两端严重，顶层严重，阳面严重。

3．2 温度裂缝产生机理

对于砖砌体结构，砖砌体的线膨胀系数5×10-6，是混凝土的一半。当外界温度升高时，混凝土屋盖变形大，墙体变形相对较小，导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。使屋盖受压，墙体受拉、受剪。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。混凝土砌块墙体的线膨胀系数与混凝土屋盖相同。在夏季阳光照射下，两者之间存在一定的温差。屋面最高温度可达40℃-50℃，而顶层外墙平均最高温度约为30℃-35℃。屋面和顶层外墙存在10℃-15℃的温差，两者的温差可能引起墙体开裂。另外，从材料上看，相同砂浆强度等级下混凝土砌块的抗拉、抗剪强度比砖砌体小了很多，沿齿缝截面弯拉强度仅为砖砌体的30％-35％，沿通缝弯拉强度仅为砖砌体的45％-50％，抗剪强度仅为砖砌体的50％-55％。因此，在相同受力状态下，混凝土砌块抵抗拉力和剪力的能力要比砖砌体小很多，所以更容易开裂。对于顶层墙体，墙体的压应力较小，墙体的剪应力近似等于主拉应力。而墙体的剪应力与温差、水平阻力系数以及建筑物长度有关，墙体剪应力与温差成正比。因此，采取隔热措施

以减少温差，可达到减小主拉应力的目的。墙体剪应力与水平阻力系数成正比，如水平阻力系数降低30％，则剪应力降低16％。因此，可通过在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层来减少顶板与墙体的约束作用。

第4章 预防措施

4．1 防止由温度变化引起的砌体结构开裂措施

为了防止或减轻混凝土屋盖和墙体间的温差变形和墙体变形引起的顶层墙体的开裂，可根据具体情况采取下列措施：

(1)根据砌体房屋墙体材料和建筑物类型、屋盖或楼盖类别选用合适的伸缩缝区段。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方；

(2)屋面应设置有效的保温层或隔热层；

(3)屋面保温层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝，分隔缝间距不宜大于6 m，并与女儿墙隔开，其缝宽不小于30mm；

(4)采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖或瓦材屋盖；(5)当现浇混凝土挑檐或坡屋顶的长度大于l2m时，宜沿纵向设置分隔缝或沿坡顶脊部设置分隔缝，缝宽不小于20mm，缝内用防水弹性材料嵌填；

(6)在混凝土屋面板与墙体圈梁间设置滑动层。滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片，对较长的纵墙可只在两端的2-3个开间内设置，对横墙可只在其两端各1／4墙长范围内设置；

(7)顶层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁，并沿内外墙拉通，房屋两端圈梁下的墙体内适当配置水平钢筋；

(8)顶层挑梁与圈梁拉通。当不能拉通时，在挑梁末端下墙体内设置3道焊接钢筋网片(纵向钢筋不宜小于2F4，横筋间距不宜大于200mm)或2F6钢筋，其从挑梁末端伸人两边墙体不小于1000mm；

(9)顶层门窗洞口过梁上的水平灰缝内设置2-3道焊接钢筋网片或2F6钢筋，并应伸人过梁两端墙内不小于6O0mm；

(10)顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于M5顶层墙体内适当增设构造柱；

(11)女儿墙应设构造柱，其间距不大于4m，构造柱应伸至女儿墙顶，并与现浇钢筋混凝土压顶浇在一起。

4．2 防止墙体材料的干缩引起的裂缝措施

(1)选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水量(先让材料干缩后砌墙)。采用低强度砂浆和长度小的砖块，可以避免砖块的断裂，并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中，避免变形和应力集中，累加出现大裂缝；

(2)面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施；(3)严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期，不足28d的不应进人施工现场；

(4)正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5％-8％和15％、20％以内。砌体在生产储存期、运输、现场堆放等均要防止被水浸湿，雨季还应做好对砌块和砌体的遮盖。施工时，一般提前I～2d洒水稍作湿润。砌块含水深度以表层8-10mm为宜。

4．3 防止由地基沉降引起的裂缝措施

(1)建筑物的体型力求简单；

(2)合理设置沉降缝。在建筑物平面转折处、建筑高度荷载突变处、结构类型不同处以及地基土软硬交界处设置沉降缝；

(3)减轻结构自重；

(4)增强建筑物的刚度和强度。设置封闭圈梁和构造柱，特别是增强顶层和底层圈梁、合理布置纵横墙、采用整体性好、刚度大的基础形式等；

(5)减小或调整基底的附加应力。改变基础地面尺寸，使不同荷载的基础沉降量接近。

第5章 抗裂措施效果评价

上述所述的防止或减轻墙体开裂的主要措施，在基本原理上分别基于防裂概念的“防”、“放”、“抗”的原则。

(1)“防”，即适当的屋面构造处理，减少屋盖与墙体的温差，减少屋盖与墙体的变形，效果最佳，通常采取下列措施：

a．保证屋面保温层的性能，采用低含水或憎水保温材料，防止屋面渗漏，南方则加设屋面隔热及通风层。

b．外表浅色处理，外墙、屋盖刷白色，可使其内表面降温，隔热指标可显著提高。

c．严格控制块体材料的上墙含水率。

(2)“放”，即采用适当措施，允许屋面或墙体在一定程度上自由收缩，如屋面设置伸缩缝、滑动层、墙体控制缝等，都能有效降低温度或干缩变形应力。

(3)“抗”，即通过构造措施，如设置圈梁、构造柱、提高砌体强度，加强砌体的整体性和抗裂能力，以减少墙体变形，减少裂缝。是砌体房屋普遍采取的抗裂构造措施。这些措施效果如何，以及用何种方法对已开裂的墙体的修补最有效，下面是我国最近的研究成果，供大家参考：

① 提高砌体材料强度等级，不是最有效的防裂措施。② 构造柱加圈梁加强整体性，提高抗裂能力。

③ 关键部位和易裂部位，或已开裂部位采取下列措施有显著效果：

a．玻璃纤维砂浆能提高墙体的抗裂能力2倍。

b．玻璃丝网格布砂浆加芯柱可使墙片的抗裂能力提高3倍。c．玻璃丝网格布砂浆抹面的砌块墙的初始荷载可提高1倍。d．使用高弹性涂料也能有效的保护已开裂的墙体不受外界侵

蚀。

e.使用石灰砂浆替代水泥混合砂浆，水泥混合砂浆因水泥上强度后易开裂，采用石灰砂浆可避免，从而防止墙面的开裂。

第6章 裂缝的处理

对于砌体裂缝的处理，从安全性方面考虑，对受力裂缝都应采取措施进行处理。对非受力产生的纵横墙连接处通长竖向裂缝、最大宽度大于5mm的墙身裂缝和宽度大于1.5mm的砖柱裂缝必须采取措施进行处理；从正常使用性方面考虑，对宽度大于1.5mm的墙身裂缝及出现裂缝的砖柱应采取措施进行处理。《危险房屋鉴定标准》要求，对有沿受力方向缝宽大于2mm或有缝长超过层高1／3的多条竖向裂缝的砌体结构墙柱、因偏心受压产生缝宽大于0.5mm水平裂缝砌体结构墙柱、因局部受压产生的缝宽大于1mm或产生多条竖向裂缝墙体确定为危险点，应采取措施进行处理，这些都为受力裂缝，而对于非受力裂缝在砌体结构构件中并未列入。砌体裂缝是房屋结构缺陷的最直接反映，部分应采取加固措施进行处理。常用的砌体承载能力及稳定性加固方法有扶壁柱法和钢筋网水泥砂浆法，砖柱有截面增大法和外包角钢法。

6．1 扶壁柱法加固砌体

扶壁柱法分砖扶壁柱法和混凝土扶壁柱法两种。砖扶壁柱法增设的扶壁柱与原砌体的连接可采用插筋法或挖镶法实现，以保证两者共同工作。扶壁柱的间距及数量，由计算确定。

(1)对于砖扶壁柱法，考虑到后砌扶壁柱存在着应力滞后，计算加固砖墙承载力时，应对后砌扶壁柱的抗压强度设计值乘以折减系数0.9予以降低，如下式：

式中:N—荷载设j汁值产生的轴向力；

j-高厚比和轴向力偏心距对构件承载力的影响系数，可按《砌体结构设计规范》(GB50003—2OO1)规定取用；

f,f1— 原砖墙和新砌砖扶壁柱的抗压强度设计值；

A,A1— 原砖墙和新砌砖扶壁柱的截面面积；

(2)对于混凝土扶壁柱法，考虑到新浇筑混凝土扶壁柱与原砌体的受力状态有关，并存在着应力滞后，计算加固砖墙承载力时，应对新浇筑混凝土扶壁柱的承载力乘以强度折减系数，轴心受压组合砖砌体承载能力计算如下式：

式中：N—荷载设计值产生的轴向力；

jcon— 组合砖砌体构件的稳定系数，按《砌体结构设计规范》(GB50003—2OO1)规定取用；

f-原砖墙抗压强度设计值； A—原砖墙的截面面积；

a—新浇筑混凝土扶壁柱的材料强度折减系数，若加固时原砌体完好取0.95，若原砌体有荷载裂缝或破损现象取0.9；

fc—扶壁柱新浇筑混凝土面层的轴心抗压强度设计

值；

Ac—新浇筑混凝土扶壁柱面层的截面面积；

hs—受压钢筋的强度系数，厚度60mm以内时取0.9，厚度大于60mm时取1.0；

fy,As—扶壁柱内受压钢筋的抗压强度设计值和截面面积。

6．2 钢筋网水泥砂浆法加固砌体

钢筋水泥砂浆法加固砌体是指把需加固的砌体两面敷设钢筋网片后粉刷砂浆、喷射砂浆或细石混凝土的加固方法。本方法可较大提高砌体的承载力、抗侧移刚度及砌体的延性,其承载能力计算同轴心受压组合砖砌体。

6．3 裂缝的修补

对于《民用建筑可靠性鉴定标准》规定可不进行加固处理的裂缝，只需进行裂缝的修补。在裂缝修补前，应先明确裂缝原因和观察裂缝

是否稳定，对非受力且已稳定的裂缝可选用以下修补方法。(1)填缝修补

填缝修补法有水泥砂浆和配筋水泥砂浆填缝两种。水泥砂浆修补是采用1:3水泥砂浆或掺有107胶的聚合水泥砂浆填入砖缝内的修补方法；配筋水泥砂浆填缝是指砌体每隔4 5皮砖在砖缝内嵌入细钢筋再用水泥砂浆修补的方法。填缝修补通常用于墙体外观维修和裂缝较浅的砌体。(2)灌浆修补

灌浆修补是一种用压力设备把水泥浆液压入砌体裂缝内使裂缝粘合起来的修补方法。由于水泥浆液对墙体的粘结能力非常强，用该方法可使砌体恢复如初。浆液分纯水泥浆液和混合水泥浆液两种，纯水泥浆液是水灰比为O.7-1.0的水泥浆；掺入适量悬浮剂即制成混合水泥浆液，悬浮剂一般采用聚乙烯醇、水玻璃或107胶。灌浆设备由空气压力机、压浆罐、输浆管、和灌浆嘴等组成，其原理是利用空气压力机产生的压缩空气迫使压浆罐内浆液进入墙体裂缝内。(3)无纺布粘贴修补

无纺布粘贴修补是采用无纺布粘贴于裂缝处进行表层的缝隙修补方法。由于普通水泥墙面易受温度、地基沉降等的影响开裂，在一般家装工程中采用含胶的腻子打底，在易开裂出粘贴无纺布的方法进行处理收到很好的效果，基本解决了表层开裂处理。

第7章 结论

砌体裂缝经过处理，仍能完成结构应具有的功能，对于节约能源、保护环境等方面具有一定的经济效益和社会效益。总之，影响砌体结构裂缝的因素较多，有些裂缝是由多种因素引起的?昆合裂缝。设计时可通过构造措施来防止和减轻砌体结构裂缝的危害。

致谢

在本文的撰写过程中特别得到了指导老师王可龙教授的指导和点评，在此向王教授表示感谢。同时也在此感谢石大在线的各位老师在论文具体要求及开题过程给予的帮助。同时感谢一起学习的各位同学在学习过程的帮助，使得大家都能得到提高。

参考文献

[1](GBS0003—2001)．砌体结构设计规范[S]． [2](GB50292—1999)．民用建筑可靠性鉴定标准[S]． [3](JGJ125—99)．危险房屋鉴定标准[S]．

[4] 唐岱新，龚绍熙，周炳章．砌体结构设计规范理解与应用[M]．中国建筑工业出版社，2002．

[5] 王铁梦．工程结构裂缝控制[M]．中国建筑工业出版社，1997．