变电站厂房结构裂缝分析

变电站厂房结构裂缝分析

徐红兵

（襄阳诚智电力设计有限公司  襄阳441002）

[摘  要]变电站厂房现浇楼板有出现裂缝现象。情况较轻者，影响美观，情况严重的，引起了钢筋的锈蚀，甚至出现通缝、漏水等情况，影响了设备安全运行和使用功能，本文试对其原因进行了简单的分析，并提出了相关的预防措施。

[关健词]裂缝、成因、预防

变电站厂房现浇楼板有出现裂缝现象，引起混凝土构件出现裂缝的因素非常繁多和十分复杂。主要因素有：混凝土材料组成、施工管理、气候条件、地基变形等，各主要成因及预防措施简述如下。

一、混凝土材料组成

1、成因分析 

1）、水泥安定性不合格，水泥水化后，在混凝土的凝结过程中，产生剧烈的不均匀体积变化，在构件内部产生破坏应力，引致构件开裂。

2）、不同品种、不同标号的水泥混合使用，因不同品种的水泥在水化后的初凝、终凝和收缩率均不相同，使构件产生收缩裂缝.

3）、水泥品种使用不当。例如使用了快硬的硅酸盐水泥配制的混凝土浇筑主变压器基础等大体积构件，因大体积内混凝土的水化热的大量释放而产生温度应力和收缩应力，导致大体积构件出现裂缝。

4)、砂子的粒径过小和含泥量超标。近年来因河道禁止采砂，砂源枯竭，使市场管理失控，常发生用中砂代替粗砂，以细砂代替中砂，甚至以泥砂替代中砂的现象，使构件产生大量的收缩裂缝，并严重地降低了构件的强度和抗渗性。

5)、配比中的砂率和水灰比过大。某些施工单位为使泵送砼的有较大的流动性，追求过大的砂率和水灰比，同时也使水泥的用量大为增加，也导致构件的凝结过程产生大量的收缩裂缝。

2、预防措施

1）、所有进场的水泥均要检查并核对出厂合格证，并按要求进行安定性的复检，不合格的水泥不能用于工程施工。

2、水泥应按不同品种、标号及牌号按批分别存储在专用的仓罐，并建立明显的标识，防止不同品种、不同标号的水泥混合使用。

3)、加强对砂、石等骨料的含泥量的监控，骨料应按品种、规格、分别堆放，严禁混入有害物质，骨料应坚硬、洁净、粒径级配均匀，含泥量要低于施工规范要求。

4)、根据不同的结构种类和构件的钢筋疏密，正理确定混凝土的坍落度，合理确定水灰比、砂料、水泥用量，以减少构件的收缩裂缝。二、施工管理不当
1、成因分析

近年来，随着商品砼的广泛推广应用，上述的混凝土质量问题已得到较大的改善，但因施工管理不当而导致构件裂缝的产生的案例也不在少数。主要表现为：

1）、由于泵送砼的推广，使施工速度大为提高。但因浇筑速度快，泵送砼的水泥用量大，也使构件内在短时间内产生较大的水化热。在采用泵送混凝土浇筑梁板时，很多施工单位只用插入式振动器对楼面梁进行振捣，而楼板混凝土因坍落度过大，短时间内未能初凝，未采用平板式振动器对楼板砼进行振捣，直接赶平刮直。因而大大降低了楼板砼的密实性、抗渗性、强度和耐久性，并在凝结过程产生大量收缩裂缝。

2）、浇注混凝土的工人随意踩踏楼板的负筋，浇注混凝土后又没有及时将下沉的负筋提起复位，使楼板抗负弯矩能力大为削弱，故楼板在梁边出现了负弯矩裂缝。

3）、混凝土养护不够。

4）、模板支架体系刚度不够或体系下的基土变形超标。

5）、拆模过早或超标承受施工荷载。近年来，因用电缺口不断加大，变电站施工工期相对紧张。一些施工单位为满足工期要求，未顾混凝土强度是否达到规范的规定要求而提前拆模，混凝土强度尚未达标使构件过早承受自重和上部荷载，进而使构件产生变形和裂缝。

2、预防措施

1）、必须按施工规范要求，在混凝土初凝前，用平板式振动器对楼板砼进行充分振捣，以保证楼板砼的密实性、抗渗性、强度和耐久性。

2）、及时对踩沉的楼板负筋提起复位，保证楼板的抗负弯矩性能。

3）、加强构件的浇水养护，普硅混凝土初凝后必须马上覆盖浇水养护，养护时间最短不得少于7天，应以不少于14天为宜。在有条件的情况下，应广泛推广经济、便捷、有效的薄膜布覆水养护措施。

    4）、必须严格按施工规范和规程要求进行模板支架体系的有效计算和设计，加强对模板体系施工的监控和验收，保证模板体系有足够的强度、刚度和稳定性。

三、气候条件
1、成因分析

1）、温差过大。我国夏季很多地区的屋面温度可达40℃，若采黑色防水层的屋面，太阳照射的屋面温度45℃以上。屋面的结构在快速降温下产生的冷缩变形应力大于梁板的抗拉强度，则产生了拉裂缝。此类裂缝多发生在纵向长度较长的屋面连续梁及板上，梁裂缝大部分在梁的上半部分，个别严重的裂缝将裂至梁底，而板的裂缝则常常裂至板底需形成通缝，进而发生屋面渗水而影响使用功能。

2）、室内湿度过低。由于变电站的房间门窗长期紧闭，其中相对湿度在70～80％之间，甚至更低。而房间的混凝土往往处于收缩状态，这种收缩状态自其浇筑完成后可持续2年左右的时间。

2、预防措施

1）、屋面板采用带反光铝箔或浅色的防水层，以减少深色吸热效应而降低屋面温度，进而减少冷热温差。

2）、设置伸缩缝或后浇带，按《混凝土结构设计规范》及《质量通病防治》等要求，框架结构设置伸缩缝和后浇带的间距应控制在40m为宜。

3）、屋面梁，特别是连续梁，负弯矩筋必须通长设置，截面最小配筋率宜提高至1％～1.5％，且钢筋截面积不宜少于800mm2(上下各不少于2Φ16)。连续梁间距应不大于2.5m为宜。

4）、屋面板，板跨不宜过大，以不大于2.5m为宜，屋面板厚度不宜少于120mm，屋面板负弯矩钢筋应通长设置，底筋、负筋的间距不宜大于@150，底筋直径不宜小于Φ6，负筋直么不宜小于Φ8。

5）、在各楼板的阳角中增设抗收缩的构造钢筋，宜采用双层、双向Φ8@100～150的钢筋(L~2000mm)。

四地基变形

1、成因分析 

地基发生较大的变形及不均匀沉降，也是引起楼板开裂重要因素。地基发生变形和不均匀沉降的原因是繁多和复杂的，本文只讨论在工程实践中常常比较容易被忽视的两种因素。

1）、天然地基持力层被扰动、浸泡，使持力层的基土软化而丧失承载力。或基坑超挖后回填松散材料，使该填充层的压缩性大为增加，增大了建筑物的地基变形和不均匀沉降。

2）、当地貌为冲积地带，地下的淤泥层较厚，有的地方甚至为新填区时。这些地方地下水位高，新泥仍未完成固结，并仍在继续发生沉降。

2、预防措施

1）、严格按施工规范要求进行基坑和基础施工，基坑开挖并验槽合格后，应立即对基坑进行封闭，防止水浸和暴露，并及时进行地下结构施工。若基坑发生超挖，严禁填充余泥、浮土、垃圾等松散材料，必须浇筑强度等级不低于C15的素砼或毛石混凝土至基础底的设计标高。

2）、在淤泥层或新填土较厚的地方采用桩基础，须视淤泥层和新填土层的固结程度等具体因素，确定是否需要考虑上部土层的固结对桩侧的负摩阻力影响，合理计算桩基础的承载力。
五结束语
  引起混凝土构件出现裂缝的因素非常复杂，在工程实践中采取了上述措施后，可在一定程度上减少裂缝的发生，但仍不能完全杜绝裂缝的发生。故对混凝土的裂缝成因和预防仍需继续不断地摸索和研究。
参考文献：
1.张廷荣等著.《建筑工程抗裂堵漏方法和实例》.郑州科学技术出版社。
2.《建筑施工手册》缩印本第二版，中国建筑工业出版社。

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