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摘要：混凝土裂缝是结构承载能力、耐久性降低的主要原因，故需要对裂缝成因进行全方面分析，确定裂缝形成原因，进而提出有针对性的处理措施。本文针对KC虹吸井屋面大跨度梁出现裂缝后，从施工方面、设计方面多角度、全方面进行剖析，最终采用排除法推定裂缝成因并确定可行的处理措施。
关键词：混凝土 裂缝 大跨度
一、KC虹吸井屋面框架梁施工介绍及评价
1、结构构件介绍
屋面梁截面尺寸为1m×1.8m，跨度为18m，板厚0.3m，属于大跨度T梁，共两跨；混凝土设计标号C55P10；截面配筋：箍筋φ12@100/200（6）;主筋12 32(10/2)、12 32(2/10)；构造筋：G14 16。
2、施工过程介绍
1）施工方案情况：虹吸井+0.5m梁板施工前，HXCC编制了《9KC+0.5m屋面梁、板模板施工方案》（2017年8月28日发布）、《9KC+0.5m屋面梁、板混凝土施工方案》（2017年9月1日发布）、《9KC+0.5m屋面梁、板模板施工安全专项控制方案》（2017年9月7日发布）以及ITP《9KC+0.5m屋面梁、板施工》（2017年9月20日开启）。由于屋面梁板模板支撑最高达到24.2m，属于超过一定规定规模的危险性较大的A类分部分项工程范围,《9KC+0.5m屋面梁、板模板施工方案》编制完成后，按照程序要求编制并组织专家评审后，按照评审意见完成修改，2017年08月09日提交CZEC审查，于2017年8月28日发布实施。
2）施工工序情况：测量放线→支撑安装→龙骨、胶合板铺设→测量放线、标高控制→模板支设→钢筋绑扎→混凝土浇筑→混凝土养护→支撑系统拆除。
KC虹吸井+0.5m板支撑按照《9KC+0.5m屋面梁、板模板施工方案》要求进行施工，对于屋面框架梁采用脚手架钢管进行支撑，钢管间距500mm，架体与周边塔架之间采用钢管连接成整体，整个架体按照方案设置剪刀撑，架体周边设置连墙件。梁板模板支撑体系经过联合验收合格后进行下一道工序。
3）屋面梁起拱情况：KC虹吸井+0.5m梁板模板安装前，在方案、技术交底中明确了屋面梁、板起拱高度为40mm，满足混凝土施工规范1/1000~3/1000(18mm~54mm)的要求,现场严格按此进行施工、验收。考虑到屋面梁起拱高度为40mm，屋面梁的钢筋随之起拱，查看屋面梁钢筋料单底部钢筋,1a=6000mm,lb=11950mm,lc=8000mm,ld=11950mm,1e=5000mm，钢筋lb=11950mm，ld=11950mm按起拱高度40mm理论计算，起拱后的钢筋长度lb=11950.357mm，ld=11950.357mm，钢筋采用直锚钢筋机械连接，起拱前后钢筋锚固长度基本无变化，直锚长度2700mm，锚固长度满足施工规范要求27d=27*32=864mm。
4）混凝土配合比情况：屋面梁板混凝土根据设计变更通知单《关于KC/KD与GL接口及部分设计说明的修改》要求为C55P10，配合比于2016年7月12日提交CZEC审查，2016年07月15日批复。配合比按照相关规范要求进行设计，各材料质量均通过检测合格，配合比的各指标，如水胶比、胶凝材料用量、砂率、强度等级、抗渗等级满足设计及规范要求。
5）混凝土浇注记录情况：混凝土浇筑/2018-2-9；混凝土养护/2018-2-10~2018-2-27；混凝土拆模/20018-3-10，10d龄期同条件养护试块强度(63.7MPa)，28d龄期试块强度(73.5MPa)。
3、施工过程评价：KC虹吸井+0.5m梁板施工（包括测量放线、支撑系统安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑和养护等）严格按照图纸、施工方案及相关施工质量验收规范的要求进行施工，施工过程监理全场参与，施工过程受控。
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二、屋面梁设计评价
梁裂缝产生后，CZEC及时组织设代、监理现场查看，并与设计单位反馈裂缝基本情况，经设计院重新校核，结构设计无论是承载力还是正常使用均满足设计规范要求，设计不存在问题。
三、裂缝分布情况介绍
在观测期内，1~5道梁的目前裂缝已基本稳定，第6、7道梁的裂缝数量还在有所增加。通过观测，很多裂缝均超过设计允许值（0.2mm）。梁板共发现裂缝473条，裂缝长度（0.1m~1.5m）、宽度（0.05mm~0.35mm）、深度（0.05m~0.15m），选了80条裂缝进行观测，其中裂缝宽度＞0.2mm裂缝35条。
梁板裂缝总体上集中东西侧屋面框架梁第1~5道跨中区域，跨中区域有洞口，且裂缝主要集中在梁侧面下部及底部受拉区域，成垂直状，大部分呈下宽上窄的型式。
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）结构实体检验要求，对KC虹吸井+0.5m梁板进行结构实体检验，+0.5m梁板混凝土回弹检测强度均大于55Mpa，满足设计强度要求。
四、屋面梁裂缝产生的原因分析（排除法）、裂缝定性及处理方法
结合以上施工、设计评价，基本可以排除施工问题（质保体系健全，施工人、机、料、法、环受控）、设计问题（按照目前设计水平，设计院基本采用电算，出错概率极低，且经过复核）。目前观测的裂缝分布情况、裂缝数据统计情况显示，每根梁都出现了裂缝，分析裂缝的产生主要原因如下：
1.混凝土为C55P10聚丙烯纤维混凝土，混凝土强度高，由于卡拉奇地区水泥强度偏低（但满足规范要求），水泥用量较大，混凝土收缩变形较大，侧模和底模拆除以后，由于外部约束消失，混凝土自身的收缩变形导致的混凝土裂缝。
最终定性为非结构性裂缝，无需对结构进行加固，按照《混凝土缺陷处理》程序、并考虑虹吸井受海水盐雾的不利影响，采用环氧树脂材料处理，具体处理程序如下：
1）裂缝宽度≤0.2mm时采用表面涂环氧胶泥，涂抹前将裂缝附近表面清洗干净、干燥。裂缝用环氧胶泥填塞，并将胶泥均匀第涂刮裂缝表面，宽度80-100mm。
2）裂缝宽度＞0.2mm时采用内部灌环氧树脂修补的方法。
钻孔：用风钻钻孔，孔距1-1.5m，除浅孔采用骑缝孔外一般占孔轴线与裂缝呈30~45°斜角，孔深应穿过裂缝0.5mm以上，如果钻孔有两排或以上时，采用交叉或梅花形布置。
吹扫：用压缩空气进行吹扫。
密封：缝面冲洗干净后，在裂缝表面用1:1-2的水泥砂浆涂抹。
埋管：安装前埋管外壁用生胶带缠紧，然后旋入孔中，孔口管壁周围的空隙用水泥砂浆封堵，以防止冒浆或埋管脱出。
试压：用0.2-0.3Mpa压缩空气试验，从灌浆孔灌入，排气孔排气的方法检查裂缝和埋管畅通情况，然后关闭排气孔检查止浆堵漏效果，并保证缝面干净、干燥，以利黏粘。
灌浆：采用环氧树脂灌浆，整条裂缝处理完毕后，孔内应充满净浆。
参考文献：
[1]KC虹吸井施工图册《07129KC-JGS01》
[2]混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）
[3]《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011
[4]《混凝土缺陷处理程序》
论文作者:曹进京
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期
论文发表时间:2019/8/27
标签：裂缝论文; 屋面论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 情况论文; 模板论文; 强度论文; 《建筑学研究前沿》2019年10期论文;