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1、砌体结构裂缝问题分析及防治1、相关定义1.1、高填方的概念高填方路堤的”高”是一个模糊的概念,我们通常所说的高填方路基,在我国现行公路规范中,对高路堤的高度标准目前尚无统一、明确、严格的定量指标。实际上高路堤与低路堤只是一个相对的概念。根据《公路路基设计规范》(JTJ013-95)的规定,一般情况认为当路堤填筑高度大于12m(碎石、粗砂、中砂为路堤填料)或20m(土、石质边坡)可视为高路堤[1-2]。根据目前我国桥涵设计手册中暗涵的定义以及我国路基设计规范对高路堤边坡的最大高度界定,即填方总高度超过18m(土
2、质)或超过20m(石质)的路堤称为高路堤[3]。而原《公路路基施工技术规范》(JTJ033-95)的定义为:水稻田或常年积水地带,用细粒土填筑高度路堤高度在6m以上,其他地带填土或填石路堤在20m以上时即称为高填方路堤。但是,高路堤的稳定性不仅和边坡高度有关,也与路基填料、性质、边坡高度、地基性质和水文状况有关。因此,在工程使用中,一般高填方与软土路基的处理是分不开的,当软土层深厚、路基填高大时,其处理的难度会随路基的填高而增加,尤其是软土路基的稳定和工后沉降控制所要求的技术水平更高。因此,在工程界一般认为高
3、填方路基是针对于软土路基上的填方而定义的,软土路基填高在4~6m为高填方,填高6~8m属于超高填方路段。第1章绪论41.2、水泥混凝土结构早期裂缝的概念水泥混凝土结构早期裂缝从狭义上定义为结构混凝土终凝前后产生的裂缝。主要包括塑性裂缝、沉淀裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、振动和荷载裂缝等。因为在终凝前后混凝土(早期混凝土)抵抗变形的能力最低,混凝土在这个阶段易于开裂[6]。实际上导致早期裂缝的产生原因是复杂的,混凝土本身就是一种各种特性不一致的材料的复合体,同时在结构设计、混凝土配合比设计、拌制、浇筑、养护等各个环
4、节混凝土都处于非理想状态,终凝后受温度、荷载等因素影响混凝土结构仍可能有大量裂缝产生[7]。不同类型裂缝的产生或发展至肉眼可见(大于0.05mm)的准吉林大学硕士学位论文2确时间也是难以确定的。所以广义上混凝土早期裂缝可以定义为:混凝土结构由于设计、施工、材料、环境等因素的影响,在施工过程中或投入使用前所产生的裂缝。与之相对应在运营阶段出现的裂缝称为后期裂缝。例如:水工大体积混凝土温度应力裂缝在5~20天是高发期,不恰当的施加预应力(一般7天后)也会造成混凝土开裂,等等。这些在施工阶段混凝土结构产生的裂缝我们
5、仍可以称之为早期裂缝[8]。图1.1说明了混凝土结构的裂缝产生过程。在此用裂缝水平来评价结构各个阶段产生的裂缝特征。裂缝水平可以认为是结构裂缝性状(数量、密度、宽度、长度和深度)和产生速度的函数[9]。时间裂缝水平图1.1裂缝水平与发展示意图图中:T1、T2——结构施工阶段;T3——结构正常使用阶段;T4——结构失效时间。T≤T1时,混凝土浇筑、养生初期,由于环境、气候、施工等各种原因混凝土结构产生裂缝,裂缝水平在T1时达到高峰。这一阶段产生的裂缝大多属温度、干缩、塑性裂缝。T1≤T≤T2时,结构混凝土强度提
6、高,裂缝水平下降,裂缝大多由温度、沉降等引起。在T2之前产生的裂缝统称为结构早期裂缝T2≤T≤T3时,结构处于正常使用阶段,裂缝水平处于较低、相对平稳阶段,裂缝主要由于反复作用的活载、老化、非正常荷载(如外力撞击)等引起的。T≥T3~T4时,结构开始处于严重老化、失效阶段,结构累积裂缝增多,裂缝水平明显增加,直至结构完全失效。第1章绪论3不同原因产生的混凝土早期裂缝出现时间各不相同。混凝土的干缩裂缝从混凝土终凝前后(2h~12h)开始发生,受养护条件的影响,一般在3~7天内完成;塑性裂缝、沉淀裂缝发生在混凝土
7、浇筑后2~3h内;大体积混凝土温度裂缝一般出现于混凝土浇筑后5~20天的时间;混凝土路面在日夜温差较大的季节施工温度应力导致的断板可发生在前1~3天;荷载裂缝产生的时间则视荷载施加时间而定。了解早期裂缝产生时间对于裂缝的预防是有利的[10]。例如:对于一般混凝土结构来说前3~7天的仔细养护(防风、保湿等)可以防止大多数干缩裂缝的产生,及时切缝则可以最大限度减少混凝土路面断板现象的发生,等等。1.3、大体积混凝土的概念我国的《普通混凝土配合比设计规程》JGJ/55-2000一中认为“混凝土结构物中实体最小尺寸大
8、于或等于1米,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土,称为大体积混凝土。”日本建筑学会标准(JASS)的定义是:结构断面最小尺寸在80cm以上,水化热引起混凝土内最高温度与外界气温之差,预计超过的25℃混凝土称为大体积混凝土。美国混凝土学会ACI207认为:大体积混凝土是现场浇筑的混凝土,尺寸大到需要采取措施降低水化热和水化热引起的体积变化,以最大限度地减少混凝土的开裂。国内外
