砼裂缝的成因与防治

毕 业 论 文

论文题目 学院名称 专 业 姓 名 学 号 起讫日期 指导教师

浅析地下室混凝土裂缝成因与防治

南京工业大学 工程管理 陆斌鑫 063410201003 2012.2.20 - 2012.4.30

吴旭

2012 年 4 月 30 日

南京工业大学本科生毕业论文（设计）

浅析地下室混凝土裂缝成因与防治

摘 要

随着建筑物向高空和地下的发展，在高层建筑中，地下空间的开发利用已变得相当普遍，由于功能要求，往往地下室面积大，长宽均超过设置伸缩缝小的最小间距，故而在施工中设置伸缩缝，加上超大、超长混凝土凝结硬化过程中的体积收缩和各种应力作用的结果，都可能导致地下室混凝土的裂缝，进而因裂缝导致渗漏水的现象非常严重，有的甚至影响到建筑物的使用功能和安全，如何在不留伸缩缝的情况下解决混凝土裂缝的问题已成为新的课题，本文主要从地下室混凝土裂缝产生的机理、原因、防治及施工运用方面来解决混凝土裂缝问题。

关键词：混凝土 裂缝 开裂机理 抗裂措施

I

Abstract

Analysis on the causes and prevention of cracks in concrete basement

Abstract

Along with the building into the air and underground development, in the high-rise construction, development and utilization of underground space has become quite common, due to functional requirements, often the basement area is large, the length and width are more than setting expansion joint small minimum spacing, therefore in the construction joints, plus super, super long concrete hardening process volume contraction and all kinds of stress results, may lead to basement concrete crack, and then result in lead to water leakage phenomenon is very serious, and even affect the using function of building and safety, how to keep the expansion joint circumstances to solve the concrete crack problem has become a new topic, this article mainly from the basement concrete crack mechanism, causes, prevention and construction use to solve the problems of concrete.

Key words: Concrete；Crack；Cracking mechanism；The anti-cracking measures

II

南京工业大学本科生毕业论文（设计）

目 录

摘 要 ............................................................ I Abstract ................................................................. II 引言 ............................................................... 1 第一章 裂缝概述 .................................................. 2

1.1地下室裂缝的主要分布 .............................................. 2 1.2地下室裂缝的主要特点 .............................................. 2

1.2.1筏板基础 ............................................... 2 1.2.2地下室外墙 ............................................. 2 1.2.3顶板裂缝 ............................................... 2

第二章 裂缝分类 .................................................. 3

2.1第一大类 ........................................................... 3 2.2第二大类 ........................................................... 3 2.3两类裂缝的区别 ..................................................... 3

第三章 地下室混凝土 ............................................. 4

3.1大体积混凝土特点 .................................................. 4 3.2大体积混凝土与普通混凝土的区别 ................................ 4 3.3大体积混凝土的配制 .............................................. 5 3.4大体积混凝土的浇筑 ................................................ 5 3.5施工要点及质量保证措施 ............................................ 6

第四章 开裂机理 .................................................. 8

4.1混凝土温度变化导致裂缝 ............................................ 8 4.2收缩引起的裂缝 ..................................................... 9 4.3基础沉降导致裂缝 ................................................. 10 4.4设计因素引起的裂缝 ............................................... 11 4.5材料因素引起的裂缝 ............................................... 11 4.6施工过程及工艺方法不当造成裂缝 ................................. 12

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目录

4.6.1施工过程控制不当 ...................................... 12 4.6.2侧壁钢筋保护层或钢筋间距偏大 .......................... 12 4.6.3顶板、侧壁开洞过大或私自预留安装洞而引起的裂缝 ........ 12 4.6.4地下室顶板施工荷载或堆载过大 .......................... 12 4.6.5混凝土施工的操作程序不当 .............................. 12 4.6.6不注意混凝土温度的控制 ................................ 12

第五章 抗裂措施 ................................................. 13

5.1混凝土裂缝的抗裂措施 ............................................. 13 5.2加强混凝土施工的温度控制与养护 ................................. 14 5.3大体积混凝土裂缝控制措施 ...................................... 15

5.3.1优化工程设计 .......................................... 15 5.3.2加强施工过程控制 ...................................... 15 5.3.3合理选用原材料、优化配合比设计 ........................ 17 5.4施工缝 ............................................................. 18

5.4.1施工缝的留设 .......................................... 18 5.4.2施工缝常遇到的问题及处理方法 .......................... 19

第六章 裂缝的修复措施 .......................................... 20

6.1开槽法修补裂缝 .................................................... 20 6.2低压注浆法修补裂缝 ............................................... 20 6.3高压灌浆法修补裂缝 ............................................... 22 6.4表面覆盖法修补裂缝 ............................................... 22

第七章 案例 ...................................................... 24

7.1案例一 ............................................................. 24 7.2案例二 ............................................................. 28 7.3案例三 ............................................................. 31

结 束 语 ......................................................... 36 参考文献 ......................................................... 37 致 谢 ........................................................... 38

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南京工业大学本科生毕业论文（设计）

引言

在结构设计中我们常常要对工程结构进行裂缝宽度验算，特别是对重要的受力构件和有抗渗抗漏要求的结构。因此，我们说工程结构裂缝，是一种正常现象。当然，对于影响结构安全和使用功能的裂缝，这是不可接受的裂缝，我们必须采取有效措施加以控制。

在实际工程施工过程中，工程结构裂缝是一种普遍现象，到目前为止，在国内外的工程实践中还没有成熟有效的控制措施，特别是对地下结构。根据近几年的统计表明，地下室底板出现裂缝的数量约占底板总数的10%，而地下室外墙的开裂数量（外墙开裂工程数量）占被调查工程总数的85%以上。

裂缝使得地下结构渗水现象较为普遍，为此，我们做了一些工作，希望能找到行之有效的措施对之加以控制。

1

第一章 裂缝概述

第一章 裂缝概述

通过对一些地下室工程的实地调查，发现地下室裂缝的分布及特点主要表现为：

1．1地下室裂缝的主要分布

筏板基础，50%的工程筏板基础存在裂缝并产生了渗漏； 地下室外墙，90%的工程地下室外墙存在裂缝，贯通缝较少；

地下室顶板，30%的工程顶板有裂缝，各处的裂缝形式因产生的原因不同而不同。

1．2地下室裂缝的主要特点

1．2．1筏板基础

开裂面积大，裂纹呈龟裂状，出现时间早则一天多则三五天不等，有的贯通出现渗漏。 1．2．2地下室外墙

1．出现时间早，属于早期裂缝，一般在拆模1～2天后出现，个别在未拆模时便存在，随着混凝土强度增加裂缝出现逐渐稳定，但缝宽加大不多，少量裂缝在后期还会受混凝土的“自愈”影响消失。

2．裂缝出现具有规律性，为属于垂直于底板的竖向裂缝，多出现在墙的中部，两端较少，或出现在暗柱、壁柱等等刚度变化的地方。

3．裂缝一般的长度接近墙高，裂缝宽度大小不一，多属于0.1～0.5mm之间，中间宽，两端受构件约束逐渐变细至消失。

4．裂缝大多数属于贯穿性裂缝，少量属于表层裂缝，但是在墙的内外面对应处存在裂缝。

1．2．3顶板裂缝

混凝土浇注后2～5小时顶板会产生一种裂缝，这种裂缝大多数与跨度方向呈45°左右的斜角且相互平行，个别裂缝垂直于建筑物横轴线；一般出现在钢筋部位、板肋交接处、梁板交接处、梁柱交接处等结构变截面的地方[1]。

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孙跃生.仲朝明.谷政学.丁宁.混凝土裂缝设计技术[M].化学工业出版社,2010.03

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南京工业大学本科生毕业论文（设计）

第二章 裂缝分类

2．1第一大类

由第一类外荷载(直接荷载)引起的裂缝，包括按照常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”，以及由结构次应力引起的“荷载次应力裂缝”，二者通称为结构性裂缝、受力裂缝。

例：在房屋外墙上呈现斜向裂缝，且裂缝走向凹陷处或在建筑下部出现由下向上发展，呈“八”字，倒“八”字﹑水平、竖缝。和在承重墙上裂缝贯穿整个墙面且穿到背后，呈倾斜性或在不同楼层墙体的同一位置均出现有方向、有规则的裂缝。这些都属于由第一类外荷载(直接荷载)引起的裂缝。

2．2第二大类

由第二大类荷载（间接荷载）即变形变化引起的裂缝，包括温度、湿度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝，也称非结构性裂缝。

例：一般出现在混凝土表面，龟裂，呈六角形碎花状，裂缝浅而细的属于非结构裂缝的塑性收缩裂缝；而裂缝呈两边高低不平，形成错台，裂缝都是贯穿整个板厚，既有纵向也有横向的属于非结构裂缝的沉降裂缝。

2．3两类裂缝的区别

结构性裂缝从外荷载的作用、内力的产成直到裂缝的出现与扩展，几乎是在同一时间发生并完成的，是“短暂的一次连续”的过程。而变形裂缝，从条件的变化、变形的产生到应力的产成，直至裂缝的出现与扩展等都不是在同一时间一次完成的，它有一个传递过程，是一个多次产生和间断发展的过程。在工程实践中，结构因温差、收缩徐变、不均匀沉降等因素引起第二类裂缝约占80%~85%，地下室混凝土裂缝大多数属于后者。

根据调查结果分析，以及对地下室裂缝的初步跟踪调查。地下室大部缝有进一步发展趋势且有新的裂缝产生，裂缝的产生表现为“时间过程”呈现由变形变化引起的裂缝特点，所以我们认为地下室裂缝由变形变化引起为主[2]。

2

马咏梅.混凝土工程[M].化学工业出版社，2009

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第三章 地下室混凝土

第三章 地下室混凝土

普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌和硬化后形成的人工石材是多相复合材料。钢筋和混凝土两种材料有效的结合形成我们工程结构中广泛使用的结构——钢筋混凝土结构，钢筋混凝土结构有取材容易、合理用材、耐久性比较好以及可模性、整体性都比较好等优点，钢筋混凝土结构也存在一些缺点，其中混凝土结构抗裂性能差，开裂现象比较普遍，受拉受弯等构件在正常使用时往往带裂缝工作，只是有一些裂缝很细，甚至肉眼看不见，一般对结构的使用无大的危害，允许其存在。但也有些结构在使用荷载或外界物理及化学因素作用下，不断产生和发展引起混凝土保护层剥落及钢筋锈蚀，使钢筋混凝土强度和刚度受到削弱，耐久性降低的情况下产生裂缝导致结构破坏，甚至是严重的工程事故，这些就要引起我们足够的重视[3]。

地下室混凝土主要是大体积混凝土：

3.1大体积混凝土特点

结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25℃），易使结构物产生温度变形。大体积混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。

大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。

3.2大体积混凝土与普通混凝土的区别

大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于混凝土中水泥水化要产生热量，大体积混凝土内部的热量不如

混凝土开裂。因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于

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马建革.混凝土缺陷处理技术及应用[M]. 黄河水利,2009.06

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南京工业大学本科生毕业论文（设计）

25℃时，其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混凝土的开裂，当差值大于25℃时，其所产生的温度应力有可能大于混凝土本身的抗拉强度，造成混凝土的开裂，此时就可判定该混凝土属大体积混凝土。

3.3大体积混凝土的配制

大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点： 1.粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。

2.外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。

3.大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。

4.水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。

但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。因析出的水聚集在上下两浇筑层表面间，使混凝土水灰比改变，而在掏水时又带走了一些砂浆，这样便形成了一层含水量多的夹层，破坏了混凝土的粘结力和整体性。混凝土泌水性的大小与用水量有关，用水量多，泌水性大；且与温度高低有关，水完全析出的时间随温度的提高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中掺入减水剂，以降低用水量。在施工中，应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处，用振捣器振实后，再继续浇筑上一层混凝土

3.4大体积混凝土的浇筑

浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：

1．全面分层：

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第三章 地下室混凝土

即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。

2．分段分层：

混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，不象第一种方案那样集中。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。

3．斜面分层：

要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。

3.5施工要点及质量保证措施

1．大体积混凝土浇筑面大，混凝土浇筑量大要求连续浇筑，不得留施工缝，故施工前应根据实际情况，制定具体浇筑方案。

2．在厚大无筋或稀疏配筋结构的块体基础（一般指工业厂房的设备基础）施工中，在征得设计单位同意的前提下，掺部份毛石，以减少水泥用量，降低水化热。

3．大体积其浇筑量过大，整体要求性高，在浇捣和养护过程水泥水化发出大量的水化热，但因其体积厚大，大量水化热得不到散发，混凝土内部温度高于外层混凝土温度，产生较大的温度差，由于表里体积膨胀不一至，便会产生温度裂缝，故降低水化热，将凝土混凝土的内外温差控制在规范的25℃内，混凝土表面与环境温差控制在15℃内，是施工的要点，对于裂缝的防止，除在结构设计上采取措施外，施工中应采取如下措施：

（1）选用水化热低的水泥，严格控制砂石的含泥量：石子的含泥量不得超过1%，砂含泥量不得超过3%。

（2）严格合理选用砂、石级配，尽量降低水泥用量与用水量，严格控制混凝土水灰比，添加性能优良的外加剂，充分利用混凝土的后期强度等措施。

（3）降低混凝土的入模温度。（如夏季采用低水温或冰水拌制混凝土，对于泵送混凝土要对泵管或泵车进行必要的覆盖或降温）。

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南京工业大学本科生毕业论文（设计）

（4）混凝土内可掺用适量的微膨胀剂（UEA等）替代水泥，以起到降低水泥用量，减少水化热的作用，同时在混凝土在硬化时产生一定微膨胀，以补偿混凝土部份收缩。

（5）混凝土内可掺用适量的活性材料（粉煤灰等）以代替水泥用量，同时可加适量缓凝型外加剂。以延缓水化热释放时间，减少内外温差。

（6）对于体积特别大的大体积混凝土，可以事先在混凝土土内埋设冷却水管，用循环水降低体内温度，以减小温差。

（7）设置测温点，在混凝土养护期内，随时观察温差情况，以便采取相应措施。 （8）混凝土的表面覆盖一层塑料布、多层草包或麻袋、一层塑料布保温，防止表面失水及表面温度骤降[4]。

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张吉人.建筑混凝土裂缝修复技术[M].中国建筑工业出版社,2011.03

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第四章 开裂机理

第四章 开裂机理

地下室裂缝的原因归纳为以下几类：

4．1混凝土温度变化导致裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，(当水泥用量在350-550kg／m3，每立方米混凝土将释放出17500-27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝士的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝士表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错。梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边，深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接*行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一。受温度变化影啊较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显，此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化。降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

混凝土结构成型后，没有及时覆盖，表面水分散失快，体积收缩大，而混凝土内部湿度变化小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面的收缩。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错，梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边。深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接*行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等[5]。

温度引起裂缝的效果图见图4-1

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徐有邻.顾祥林,混凝土结构工程裂缝的判断与处理[M].中国建筑工业出版社,2010.3

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图4-1

4．2收缩引起的裂缝

收缩裂缝最为常见，主要为塑性收缩、干燥收缩和化学自收缩。

塑性收缩发生在混凝土凝固阶段，尤其是初凝阶段，此时水泥水化反应较强烈，混凝土中水分蒸发很快，可塑性也同时失去。塑性收缩量较大，尤其是水灰比大的混凝土。

干燥收缩发生在混凝土凝固后，如太早拆模混凝土表面的水份蒸发快，表面层混凝土体积缩小，而内部混凝土失水较慢，体积变化小，产生内外变形的差异，使混凝土产生拉应力，而此时混凝土强度较低，便产生干缩裂缝。

化学自收缩发生在混凝土的后期硬化过程中，由于水泥的水化反应，水化生成物体积缩小，尤其是硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制的混凝土[6]。

收缩引起的裂缝效果图见图4-2

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韩素芳.耿维怒.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[M].化学工业出版社,2006.2

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第四章 开裂机理

图4-2

4．3基础沉降导致裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致，或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，裂缝呈梭形，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30～45度角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度宽度0.3～0.4mm，受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

在有主楼和裙房的建筑中，地下室的上部荷载和结构刚度差异很大，在不同的静荷载和施工荷载作用下，其沉降位移将很难协调一致，不均匀沉降导致主楼与地下室交界处大梁两侧的楼板在支座处产生负弯矩，造成45度裂缝。在很多主楼与地下室交界处附近的墙体垂直裂缝和八字形裂缝同样也说明了这种由 降差异而导致的裂缝。如果主楼与地下室的地质情况存在差异，则不均匀沉降和裂缝则更为明显[7]。

基础沉降导致裂缝的效果图见图4-3

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张雄.混凝土结构裂缝防治技术[M].化学工业出版社,2007.1

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图4-3

4．4设计因素引起的裂缝

1．设计侧重结构配筋，对构造上的需要欠周到，应采用较小直径的钢筋和

减少钢筋 间距，使其达到水平钢筋的细而密的要求，来提高混凝土的抗裂性能，这一点在外侧迎水面保护层较厚（50mm）的情况下最容易出现裂缝。

2．设计时墙体中水平分布筋按强度计算，忽视了其配筋率不宜少于0.4％，间距不宜大于100mm的抗裂要求。

3. 在长大建筑物中未考虑混凝土收缩对结构形成开裂的可能性，未根据结构条件采取“抗放结合”的综合措施[8]。

4.5材料因素引起的裂缝

1水泥的C3A含量高，含碱量高或水泥细度过大。

2粗、细骨料（砂、石）级配不合理单一，造成骨料间孔隙率大，混凝土中游离水隐藏量多，密度下降，从而导致强度下降。砂、石含泥量大降低水泥石与骨料的粘接强度，导致早期裂缝，且易发展为贯通性有害裂缝。砂、石颗粒偏细也将增加水泥用量和用水量。 3外加剂选择不当[9]。

程文瀼.混凝土结构设计[M].武汉大学出版社,2000.10

孙跃生.混凝土裂缝控制中的材料选择[M].化学工业出版社,2009.3

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第四章 开裂机理

4．6施工过程及工艺方法不当造成裂缝

4．6．1施工过程控制不当

如混凝土的养护不好、拆模过早等。养护不好将直接影响混凝土抗裂能力。在混凝土产生足够强度以前，过早拆模以及在混凝土施工面上过早施加荷载或从事其它工序，会破坏混凝土结构，降低承载力，导致产生裂缝。 4．6．2侧壁钢筋保护层或钢筋间距偏大

施工时，对钢筋保护层或钢筋间距控制不好、未考虑增加抗变形钢筋、对于侧壁无双向温度筋，亦易造成侧壁裂缝。

4．6．3顶板、侧壁开洞过大或私自预留安装洞而引起的裂缝

顶板、侧壁开洞过大或私自预留安装洞而引起的裂缝而未采取加强措施，造成应力集中裂缝。有些施工单位为了安装方便，在顶板和侧壁上任意开洞，且未采取任何加强措施，使得该部位产生裂缝。对于开口洞应采取钢筋加强或增设暗梁等措施来抵抗该部位引起的集中应力。 4．6．4地下室顶板施工荷载或堆载过大

地下室顶板施工荷载或堆载过大，造成挠曲变形甚至裂缝。为了能够缩短工期，一些施工企业在地下室顶板上过早或过多的堆放建筑材料，甚至行使重型机械设备（如混凝土搅拌车等），施工荷载远远大于顶板设计荷载，造成顶板挠曲变形甚至裂缝。

4．6．5混凝土施工的操作程序不当

在地下室混凝土浇筑时，经常因操作程序不当，比如施工缝处基层处理不好，较高板墙混凝土浇筑振捣不充分不密实等，而出现孔洞空隙渗漏水现象。 4．6．6不注意混凝土温度的控制

对大体积混凝土切不可忽略温度的影响，应合理分段分层进行浇筑，使混凝土温度均匀上升，浇前应在室外气温较低时进行，混凝土浇筑温度不宜超过28℃。混凝土浇筑以后，混凝土因水泥水化热升温而达到的最高温度主要是混凝土入模温度与水化热引起的，温度升幅不宜超过25℃，浇筑后的养护是防止地下室混凝土产生裂缝的一重要环节，目的是控制温差，防止产生表面裂缝，可充分发挥混凝土早期强度，防止产生贯穿裂缝。潮湿的环境可防止混凝土表面因脱水而产生的干缩裂缝，浇水养护不少于14天。

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第五章 抗裂措施

5.1混凝土裂缝的抗裂措施

1．根据工程特点，采用补偿收缩混凝土在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂,利用其膨胀性能补偿混凝土凝结收缩。例如用UEA膨胀剂,以10%～20%等量取代水泥,制成补偿收缩混凝土,控制其膨胀率εc=0.02%～0.05%,按公式σ=μEcεc,可在混凝土中建立0.2%～0.7MPa的预压应力,从而抵制混凝土在硬化过程中全部或大部分拉应力,以混凝土的收缩值减去混凝土的膨胀值,其差值在混凝土的极限拉应变内,则可使混凝土结构不裂[10]。

2．设置混凝土膨胀带由于混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿,为了实现混凝土连续浇注无缝施工而设置的补偿收缩混凝土带,根据一些工程实践,一般超过60m设置膨胀加强带。膨胀带要求设置在混凝土收缩应力发生最大部位,以及一般地板和侧墙长度方向的中间位置。对于超过普通混凝土伸缩缝设置间距的超长混凝土结构,要进行连续无缝施工可设置多条膨胀加强带。

3．混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量。

4．增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3～0.5％之间。

5．避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取措施。 6．在易裂的边缘部位设置暗粱，提高该部位的配筋率。提高混凝土的极限拉伸。

7．尽量避免地下室外墙紧贴基坑壁或基坑护壁，以减小周边约束。 8．选用级配良好、坚固性良好的砂石料进行混凝土的配制，以提高混凝土的密实性。石子针片状含量小于15%、含泥量小于1%；砂选用中粗砂，细度模数大于2.6，含泥量小于3%，有害物质含量均不得超标。

9．减少混凝土的坍落度，将混凝土的现场浇筑坍落度控制在12~14cm。水灰比是影响混凝土收缩的重要因素, 严格控制混凝土配制的水灰比在0.45~0.5之

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周小三.科技创新导报.[J].2009(23)

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第五章 抗裂措施

间，最大水泥用量不超过400kg/m3；胶凝材料总量不超过500 kg/m3。使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

10．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。

11．防裂剂可有效的提高混凝土抗拉强度,大幅度提高混凝土的抗裂性能。 12．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。

12．混凝土的浇筑:大体混凝土浇筑主要有三种方式:其一,分层平行推进;其二,分层斜面推进;其三,分层交错推进方式。需要根据混凝土浇筑量、构件形式、混凝土浇筑方式等进行确认。分层浇筑可以增大散热面积,保证施工质量。

14．混凝土的振捣:实行快插慢拔、分层振捣的振捣方法。振捣上一层时插入下一层混凝土5cm以消除两层间的接缝。通过二次振捣可以使混凝土更加密实,对提高混凝土的抗拉能力很有力。

15．对于沉陷裂缝主要预防措施:一是对松软土、回填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

5．2加强混凝土施工的温度控制与养护

混凝土养护是保证混凝土质量一道十分重要工序,必须认真切实做好。 1．对混凝土出机温度的控制，采取加冰块进行混凝土搅拌以降低温度。 2．对混凝土温度的监测，采用水银温度计和热敏电阻电脑测温法对大体积混凝土底板进行温度监测。

3．对地下室大体积混凝土底板采取铺塑料薄膜和麻袋覆盖法、铺塑料薄膜蓄水法进行保温保湿养护，使底板中心与表面温差控制在25℃以内；对地下室外墙利用模板进行保温保湿养护，并控制好拆模时间，内外模同时协调拆除，保证结构变形一致，模板拆除后喷水养护或用外挂湿麻袋的方法进行养护；地下室顶板采取浇水养护或覆盖湿麻袋养护；养护时间均不少于14天。大体积混凝土

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南京工业大学本科生毕业论文（设计）

养护过程中,应对混凝土浇筑块体的内表温度、顶面及底面温度,室外气温进行监测。根据监测结果对养护措施做出相应的调整,确保温控指标的要求。施工中,常用混凝土温度测定仪实行24小时监控,监控期一般为15天,测温时应做好记录。

4．地下室顶板的拆模板时间严格按规范要求进行，根据现场制作的混凝土试块的试压强度，当混凝土达到规范规定的梁板拆模强度后方可拆模。并且拆模后，对梁用钢管进行回顶，防止地面以上工程的施工荷载影响楼板结构开裂。

5.3大体积混凝土裂缝控制措施

5.3.1优化工程设计

1．钢筋的弹性模量比混凝土的弹性模量大7～15倍，合理的钢筋配置可以起到减轻混凝土收缩的程度，设计时采用在相同的配筋率下，选择细筋密布的办法，提高混凝土的抗裂性能。

2．设计时重视水平分布筋的配筋率并按计算需要适当增加配置水平和竖向分布构造数量。

3． 伸缩缝是为了防止结构因温度效应而设置的一种结构缝。我国现行的《钢筋混凝土结构设计规范》规定：现浇钢筋混凝土连续式结构处于室内或土中条件下的伸缩缝间距为55m,合理设置伸缩缝对大体型结构防止温度裂缝是非常有效的。

4． 后浇带是施工期间保留的临时性温度收缩变形缝，是一种特殊的施工缝。设计后浇带的目的是取代结构中永久性的伸缩缝。要求在浇捣后浇带之前，结构混凝土至少30％的收缩已完成。

5．根据结构条件采取“抗放结合”的综合措施。 5.3.2加强施工过程控制

1．钢筋绑扎按规范施工，禁止跳扎，相邻两扣的绑扎方向应相反，墙体的“S”筋钩在外排筋外侧应电焊固定。

2. 合理选用浇捣方案，宜采用墙体与顶板分开浇捣的办法，尽量采用非泵送预拌混 凝土，减少混凝土的水泥用量，减少混凝土收缩。

3. 墙体浇捣每层不准超过500mm，捣平后再浇筑上层，注意振捣均匀到位。 4. 延长拆模板的时间，带模养护7d，其间对墙体两侧模板浇水养护，使内

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第五章 抗裂措施

外模板始 终处于湿润状态，减少混凝土的内外温差。拆模后在墙两侧覆挂麻袋浇水养护，连续浇水养 护不少于14d。减少混凝土暴露时间，在混凝土养护结束且模板拆除后，立即着手外墙防水施工，并及时回填，混凝土外墙在空气中暴露的时间不得超过3个月。

5. 混凝土搅拌时严格计量，搅拌时间保证在120s以上，确保搅拌的混凝土均匀。

6. 对大体积混凝土的浇筑应合理分段分层进行，使混凝土温度均匀上升，浇前应在室外气温较低时进行，混凝土浇筑温度不宜超过28℃。夏季施工时，如果混凝土的入模温度过高，可用冷水作为搅拌用水，也可将粗骨料遮盖，防止日晒以降低温度。混凝土浇筑以后，混凝土因水泥水化热升温而达到的最高温度主要是混凝土入模温度与水化热引起的。规范规定：温度控制在设计要求的范围内，当设计无具体要求时，温度升幅不宜超过25℃。建议ΔT=30℃，根据我们的体会ΔT=28℃不会产生表面裂缝。对于浇筑厚度在1.0～2.5m的底板，实际最高温度一般发生在混凝土成型后的第3天。

7. 除在施工中应切实按照《混凝土结构工程施工及验收规范》执行外，还应做好：A.控制好坍落度，混凝土为便于泵送，一般要求有较大的坍落度，一般搅拌站是通过外掺高效减水剂来解决。施工单位在定货时应在合同中提出所需混凝土的坍落度值。坍落度一般控制在120±20mm为宜。B.泌水，商品混凝土在浇振过程中会发生大量的泌水，当混凝土大坡面的坡脚接近尽端模板时，可改变混凝土浇捣方向，即从尽端往回，与原料坡相交成一个集水坑，用软轴泵及时排除。C.商品混凝土的表面水泥浆较厚，在浇捣后要进行处理，一般先初步按设计标高用长刮尺刮平，然后在初凝前用滚筒碾压数便，再进行二次抹面，提高混凝土表层密度，消除收缩裂缝。 8. 加强混凝土的养护

塑料薄膜覆盖或浇水草袋覆盖养护是高层建筑地下室底板防止产生裂缝的一重要环节，目的是控制温差，防止产生表面裂缝，可充分发挥混凝土早期强度，使温度产生的应力σmax<抗拉强度Rf，防止产生贯穿裂缝。另一方面，潮湿的环境可防止混凝土表面因脱水而产生的干缩裂缝，浇水养护不少于14d。 9. 做好测温工作

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底板混凝土测温工作是为了掌握大体积混凝土水化热的大小。通过调节措施来控制混凝土中心最高温度和表面温度之差不超过会产生裂缝的临界温度。 5.3.3合理选用原材料、优化配合比设计

1.选用相应的水泥

混凝土内部实际最高温升,主要处决于水泥用量及水泥的品种。应优先选用水化热较低的水泥品种，如矿渣硅酸盐水泥。在符合设计的情况下，充分利用混凝土的后期强度，减少水泥的用量。地下室外墙施工时，考虑到矿渣水泥比普通硅酸盐水泥收缩量大25％，因此墙板采用普通硅酸盐水泥为好。

2.骨料

目前泵送混凝土的碎石规格一般为5～25mm。根据试验，采用5～40mm石子比采用5～25mm石子，每立方米混凝土可减少用水量15kg左右，在相同水灰比情况下，水泥用量减少20kg左右，因此尽量选择大粒径粗骨料。

3.砂

采用中、粗砂，细度模数必须控制在2.3以上，含泥量控制在2％以下。因为采用细度模数为2.8比2.3的中砂每立方混凝土可减少水泥用量约30kg，减少水用量20～25kg，从而降低混凝土水化热和温差引起的收缩。泵送混凝土时，砂率应控制在38％～45％。

4.使用粉煤灰等矿物质外掺料

由于粉煤灰颗粒呈球状，为中空结构，主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，因此在混凝土中掺入粉煤灰对改善混凝土的和易性，替代水泥用量降低水化热，减少收缩，提高抗裂性有着良好的效果。但应注意掺入粉煤灰后混凝土的早期强度较低，掺量应根据水泥的品种、不同的工程对象、施工工艺，通过试验确定。

5.外加剂

为达到抗裂、防水的目的，在配制混凝土时，一般需要掺入减水剂、缓凝剂、微膨胀剂等。外加剂的质量对混凝土的影响非常大，有些微膨胀剂与其他外加剂一起使用可能产生副作用，因此在使用前应经试验确定。目前工程中应用的微膨剂品种较多，质量参差不齐，我们通过试验、比较，常用的微膨胀剂中UEA－H效果较好，水中养护14d、空气中养护28d的膨胀率分别为0.045％和

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第五章 抗裂措施

0.011％，符合建材行业标准(JC478－92)水中14d>0.04％和空气中28d<－0.02％要求,转入空气中的回落差，60dUEA－H为0.018％[11]。

5.4施工缝

5.4.1施工缝的留设

施工缝的位置应设置在结构受剪力较小和便于施工的部位，且应符合下列规定：柱应留水平缝， 梁、板、墙应留垂直缝。

1．施工缝应留置在基础的顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼板柱帽的下面。

2．和楼板连成整体的大断面梁，施工缝应留置在板底面以下20mm～30mm处。当板下有梁托时，留置在梁托下部。

3．对于长宽比大于二比一的单向板，施工缝应留置在平行于板的短边的任何位置，同时施工缝应垂直留置，不能做成斜槎。

4．有主次梁的楼板，宜顺着次梁方向浇筑，施工缝应留置在次梁跨度中间1/3 的范围内。

5．墙上的施工缝应留置在门洞口过梁跨中1/3 范围内，也可留在纵横墙的交接处。

6．楼梯上的施工缝应留在踏步板的1/3 处。楼梯的混凝土宜连续浇注。若为多层楼梯，且上一层为现浇楼板而又未浇注时，可留置施工缝；应留置在楼梯段中间的1/3部位，但要注意接缝面应斜向垂直于楼梯轴线方向。（施工中存在争执原因是旧规范规定了楼梯施工缝必须留置在中间1/3区段，传统施工留置在向上、下3步处，留置在梯段中间时，理论上是剪力较小，但施工时施工缝质量不好控制，二次支模时容易产生已浇筑部位形成短时“悬挑”，反而不利于构件的质量控制。）

7．水池池壁的施工缝宜留在高出底板表面200mm～500 mm的竖壁上。 8．双向受力楼板、大体积混凝土、拱、壳、仓、设备基础、多层刚架及其他复杂结构，施工缝位置应按设计要求留设。

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王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社,1997.8

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5.4.2施工缝常遇到的问题及处理方法

施工缝处混凝土骨料集中, 混凝土酥松, 新旧混凝土接茬明显, 沿缝隙处渗漏水。 处理方法

1．立缝表面凿毛法

混凝土终凝后，挡板拆除，用斩斧或钢杆将表面凿毛，清理松动石子，此时混凝土强度很低，凿深20~30mm较容易，待二次浇筑混凝土时，提前用压力水将缝面冲洗干净，边浇边刷素水泥浆一道，以增强咬合力。 2．增加粗骨料法

梁、板体积较大造成留置缝厚大，表面的浮浆层、泌水层也相应厚，施工缝的处理难度较大；如采取刮除表面的浮浆或二次振捣效果不佳，可采用添加粗骨料的方法，将级配干净的碎石撒入浮浆内，重新振捣防止石子集中。这样会使缝处浇筑混凝土在体积较大处时粗细骨料均匀，水泥浆不会流失且强度不会降低，亦能提高新旧界面的粘结力和咬合力。 3．清除浮浆法

当混凝土体量较小，简单的方法是铁抹子将表面的浮浆刮去一层，深度＜25mm，并挖压出条纹状，可以提高水平施工缝的粘结质量，对新旧混凝土结合有利。

4．二次开发振捣法

掌握好时间，在混凝土初凝后，终凝前进行二次重振，这样会对沉下的石子和上浮浆水重新搅拌组合一次，使之更均匀密实，缝的重新振捣实践表明是有效措施之一。

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第六章 裂缝的修复措施

第六章 裂缝的修复措施

地下室外墙混凝土如发生裂缝应及时修复，修补的材料主要有环氧树脂及改性环氧树脂。国内外修补裂缝的方法很多，归纳起来主要有以下三大类：

6．1开槽法修补裂缝

该法适合于修补较宽裂缝大于0.5mm，材料的配合比为：采用环氧树脂：聚硫橡胶：水泥：砂＝10：3：12.5：28。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（约0.4斤丙酮就可以了）。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护[12]。

开槽法修补裂缝的效果图见图6-1

图6-1开槽法修补裂缝的效果图

6.2低压注浆法修补裂缝

低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm~0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序

如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。

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冯乃谦.顾晴霞，郝挺宇.混凝土结构的裂缝与对策[M].机械工业出版社,2006

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当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。

低压注浆法修补裂缝的效果图见图6-2

图6-2

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第六章 裂缝的修复措施

6．3高压灌浆法修补裂缝

适用于缝度在0.3mm、深度较深或贯通的裂缝修补。采用空气压缩机将树脂浆液、聚合物水泥浆灌入裂缝深部，达到恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。填充法适用于大裂缝和接缝的修补，先把裂缝凿成V型槽，再用钢丝刷刷净，采用42.5级以上的硅酸盐水泥配成1:1水泥砂浆仔细捣实，最后在裂缝两侧各加150 mm宽的范围做防水附加层[13]。

高压灌浆法修补裂缝的效果图见图6-3

图6-3

6.4表面覆盖法修补裂缝

这是一种在微细裂缝（一般宽度小于0.2mm）的表面上涂膜，以达到修补

混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。

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徐至钧.混凝土结构裂缝预防与修复[M]. 机械工业出版社,2011.01

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表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘贴）等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。

表面覆盖法修补裂缝的效果图见图6-4

图6-4

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第七章 案例

第七章 案例

7.1案例一

一. 工程概况

本工程是一座集商业、办众公寓为一体的现代化建筑，地下一层地上十二层，总建筑面积九千余平方米。结构型式为框支剪力墙结构。本工程地下室为消防水池、水泵室、配电室及发电机室，一层至三层主要有商业及办公用房，四层起为公寓。本工程有地下室部分基础采用振动沉管灌注桩基，筏板基础，承台设计底标高-4.5m，基础底板厚度为500mm，采用C40防渗混凝土，抗渗等级为S8，整个基础底板的混凝土量约为1000m³。计划基础底板混凝土浇灌时间为一个日历天数。

二. 施工准备工作

大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。

1．材料选择

（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为525#，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。

（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1.选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

（3）细骨料：采用中砂，山砂 （45%） 人工砂 （55%），平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5.选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

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（4）粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%.粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

（5）外加剂：设计无具体要求，通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，混凝土确定采用“山峰牌”（减水剂），每立方米混凝土2kg，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。

2．混凝土配合比

（1）混凝土采用由本公司搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。

（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。

（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。

3．现场准备工作

（1）基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。

（2）基础底板上的地坑、积水坑采用组合钢模板支模，不合模数部位采用木模板支模。

（3）将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。

（4）浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、草席等应提前准备好。

（5）项目经理部应与建设单位联系好施工用电，以保证混凝土振捣及施工照明用。

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第七章 案例

（6）管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班，坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇灌的顺利进行。 三. 大体积混凝土温度和温度应力计算

根据业主及设计要求，对基础底板混凝土进行温度检测；基础底板混凝土中部中心点的温升高峰值，该温升值一般略小于绝热温升值。一般在混凝土浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不在升温，并且开始逐步降温。规范规定，对大体积混凝土养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围内；当设计无具体，要求时，温差不宜超过25度；本工程设计无具体要求，即按规范执行。表面温度的控制可采取调整保温层的厚度。 四. 大体积混凝土施工

1.施工段的划分及浇筑顺序

由于基础底板尺寸不大，底板厚度均为500mm，因此基础底板为一个自然施工段。混凝土的浇筑顺序由A至E轴方向从1到27轴向后浇灌。基础底板外侧四周砌筑240厚砖墙，然后水泥砂浆找平层，采用逆作涂膜防水，在851涂膜防水层上抹1：3水泥砂浆3d后作外侧模板。基础底板上的预留基坑、积水坑部位采用组合钢模板支模，不合模数的部位采用木模板支模。

2.钢筋

钢筋加工在现场钢筋场进行，暗梁主筋采用闪光对焊连接，底板钢筋采用冷搭接。基础底板钢筋施工完毕进行柱、墙插筋施工，柱、墙插筋应保证位置准确。基础底板钢筋及柱、墙插筋施工完毕，组织一次隐蔽工程验收，合格后方可浇筑混凝土。

3.混凝土浇筑

（1）混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用2台混凝土输送泵送筑。

（2）混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，每台泵车负责本区域混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺，

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便每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上，确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间题，也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。

混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过6h，如遇特殊情况，混凝土在4h仍不能连续浇筑时，需采取应急措施。即在己浇筑的混凝土表面上插12短插筋，长度1米，间距50mm，呈梅花形布置。同时将混凝土表面用塑料薄膜加草席覆盖保温。以保证混凝土表面不受冻。

（3）混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置3~4台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在1.5米厚的底板内可斜向流淌1米远左右，2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外1~2台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。

（4）由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

（5）现场按每浇筑100方（或一个台班）制作3组试块，1组压7d强度，1组压28d强度归技术档案资料用；l组作仍14d强度备用。

（6）防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于2组。考虑本工程不太大，按规定取2组防水混凝土抗渗试块。

4．混凝土测温

（1）基础底板混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。测温管的长度分部为两种规格，测温点约布置见附图2.测温线应按测温平面布置图进行预埋，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线有2根（即不同长度的测温线）在线的上断用胶带做上标记，便于区分深度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。

（2）配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责，按时按孔测温，不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁，换班时要进行交底。

（3）测温工作应连续进行，每测一次，持续测温及混凝土强度达到时间， 强度，并经技术部门同意后方可停止测温。

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第七章 案例

（4）测温时发现混凝土内部最高温度与部门温度之差达到25度或温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人，以便及时采取措施。

（5）测温采用液晶数字显示电子测温仪，以保证测温及读数准确。 5．混凝土养护

（1）混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖二层草席，然后在上面覆一层塑料薄膜。

（2）新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。

7.2案例二

济南某工程地下室建筑面积26000㎡，混凝土外墙厚370mm，地下二层层高 4m，地下一层层高 5.5m，墙体均设有温度后浇带，混凝土外墙混凝土强度等级为C50P8，其他部位混凝土强度等级为 C50，本工程在浇筑完地下二层结构混凝土三天后拆除混凝土墙模，不久就发现混凝土外墙多处出现斜裂缝，长度约 1-2m，裂缝延伸至基础上体施工缝处，裂缝形态多数为两端细中间宽，少部分为上端细下端宽（在墙体施工缝处），最大缝宽约0.1mm,部缝贯通墙体，裂缝主要存在于墙体的中下部及两混凝土柱中间部位，个别裂缝靠近柱侧，墙体

下部结构均未发现裂纹。 1．根据现场施工工艺、气温等情况分析原因 通过现场实际测量及施工工艺、气温等情况的调查，分析出现上述质量问题的原因如下：

（1）本工程出现裂缝的墙体下部结构均无裂纹，可排除结构承载力不足产生裂缝的可能。

（2）本工程使用的混凝土为泵送商品混凝土，混凝土配合比报告中塌落度为180mm，施工中大部分混凝土实测的塌落度为220mm，最大到250mm，混凝土水灰比过大，易出现干缩裂纹。

（3）墙体与梁板混凝土一起浇筑，混凝土浇筑方向是从地下室东端向西端一次性浇筑混凝土完成，墙体混凝土未分层浇筑或按规范要求在墙柱混凝土浇筑

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南京工业大学本科生毕业论文（设计）

完毕后停歇 1-1.5 小时再浇筑梁板混凝土，可能引起混凝土沉陷造成墙体开裂。

（4）此部位混凝土浇筑施工为 7月中旬，大气温度为25度至34度之间，墙体混凝土浇筑完成3天后就拆模，混凝土养护不到位，造成混凝土水分过快蒸发，且此时混凝土水化热最大，内部温度较高约60度，从而易造成混凝土收缩裂纹。

（5）通过对混凝土外墙平整度测量，发现各别存在裂缝的墙体外凸变形现

象，最大变形量约 3cm，可能是模板变形导致混凝土下沉引起墙体裂纹。

（6）本工程外墙体混凝土为P8自防水混凝土，其他结构部位混凝土为普通混凝土，在混凝土浇筑过程中可能有混凝土混用现象，致使外墙膨胀混凝土线膨胀性能较差，引起的裂纹。

通过以上情况分析，排除了混凝土结构承载力不足产生裂纹的原因，主要原因在于施工工艺不合理引起的，是在混凝土浇筑成型后，混凝土强度形成期间，混凝土收缩变形产生的裂缝。因此，施工单位应改进施工工艺，控制好混凝土水灰比，加强施工过程中的质量控制工作。

2.针对地下二层墙体出现的问题，对于下一步墙体混凝土施工采取的整改措施

（1）施工单位派专人负责检测到场商品混凝土的塌落度，严格控制混凝土塌落度，对于混凝土塌落度超标的商品混凝土坚决退货，从而控制好混凝土水灰比，避免水灰比过大引起的混凝土干缩的问题。

（2）施工单位严格按照施工方案及规范要求设置墙体对拉螺栓及模板支撑，检查模板拼缝及墙体模板加固情况，木方与脚手杆之间无空隙，对拉螺栓均使用双螺母拧紧，避免模板变形胀模引起混凝土下沉，从而产生裂缝，同时防止混凝土跑浆。

（3）先浇筑外墙体混凝土，再浇筑内部梁板柱混凝土，二者之间停歇1小时。墙体混凝土采取分层浇筑或二次振捣混凝土的方法，保证混凝土的高密实度，避免混凝土自沉引起的裂缝。同时，外墙体混凝土与其他部位的混凝土分开浇筑可确保混凝土标号不会出现混用现象。

（4）延长混凝土墙体拆模时间至少为7天，加强混凝土养护，拆模后及时涂刷养护剂，防止混凝土中水分过快蒸发流失。

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第七章 案例

施工单位采取以上措施后，地下一层混凝土外墙拆模后未发现墙体裂缝。 3.地下二层墙体裂缝的处理措施

本工程墙体裂缝是在墙体拆模后发现的，为保证今后墙体不出现渗水现象 ，特采用氰凝材料进行注浆补强（在基坑土方回填后出现墙体渗水现象时也可采用遇水膨胀聚氨酯材料进行注浆处理）。氰凝材料组成包括预聚体、催化剂、增塑剂、稀释剂、表面活性剂、乳化剂和缓凝剂等。该浆液配成后为黄褐色透明液体相对密度约1.5，粘度约9*10-3paS。固砂抗压强度（龄期3d）: 在空气中养护为8.12MPA,水中养护为5.78MPA,粘结抗拉强度(在空气中养护3d)干粘为1.13MPA,湿粘1.03MPA。将氰凝灌浆材料配成浆液，用压送设备(压力0.2-0.4MPA)。将其注入混凝土缝隙、蜂窝中，使其扩散、胶凝、固化。可达到闭塞渗水通道加固结构的目的。

裂缝处理步骤如下：在发现墙体裂缝后，施工单位首先对混凝土结构加强养护，观察混凝土墙体裂缝的发展情况，待混凝土强度增长高峰期结束及裂缝不再发展后，观察混凝土墙体裂缝自动弥合情况进一步判断裂缝的性质，根据裂缝情况进行处理。对于贯通裂缝或墙体外侧裂缝，采用在混凝土墙体外侧（迎水面）进行裂缝灌浆处理，灌浆位置选择在裂缝严重处及裂缝交叉处，间距一般以 500-1000mm为宜，灌浆孔交错布置，孔径要与灌浆嘴一致，使用电钻钻孔，孔深视混凝土情况而定，灌浆嘴埋设前，应将孔洞及裂缝清理干净，然后将其固定在孔洞内灌浆应按水平缝自一端向另一端，垂直缝先下后上的顺序进行，先选择其中一孔（较低处）灌浆，待临近灌浆孔见浆后立即关闭其孔，仍持续压浆，灌到不再进浆时则停止压浆，如此逐个进行，直到结束，灌浆后，立即用丙酮清洗灌浆机工具，以便下次使用，对于墙体内侧裂缝可进行剔凿混凝土，根据缝深可采用堵漏灵、注浆等方法具体处理。基坑土方回填后，地下室混凝土外墙均未发现渗水现象。

通过上述案例，我们可以发现混凝土墙体裂缝发生机理除了混凝土结构承载力不足引起的原因外，还有混凝土强度过高、混凝土外加剂、施工工艺、混凝土养护等各个环节均可能造成混凝土在强度增长高峰期间出现裂缝、影响混凝土结构的耐久性。为避免此类情况的出现几率，需要我们在混凝土施工前严格按规范制定严格、详细的施工方案，要有具体的、有针对性的措施避免各种质量通病的

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南京工业大学本科生毕业论文（设计）

发生几率。施工过程中，施工人员要严格按要求进行操作，控制好各施工节点、环节的施工质量[14]。

7.3案例三

1.工程概况

无锡新区科技交流中心大型综合公共建筑, 外观设计为梅花, 造型独而新颖, 她象征无锡市花,是一座富有时代感和科技特色的地标性建筑物(图7-1) 。科技交流中心工程项目总建筑面积374㎡,地下1层, 地上3层, 建筑总高度 31.3m，地下室南北方向长143m，东西方向长约140m。地下室筏板也有桩基础, 地下室墙体为钢筋混凝土剪力墙,柱截面尺寸600mm*600mm, 间距8.1m ,为明柱, 地下外墙厚 300mm, 内墙厚200mm，最长的混凝土长墙131*6*0.3m。

图7-1建筑物效果图

2 控制长墙裂缝的难点分析

科技交流中心的地下室长墙裂缝控制的难点及关键点如下: （1) 工程地下室长墙结构复杂多变,体系复杂, 约束变化大。 （2) 混凝土原材料质量不稳定, 施工过程动态控制难度大。

（3) 地下室混凝土长墙施工期环境不利。工程建设过程将跨越 2 个雨期、2 个冬期。无锡市气候特点为春季风大, 夏季多雨高温(七、八月雨水占全年一半雨水降水量以上,平均气温 26℃ ,极端最高气温超过40℃) , 秋季时间短,

14

班韬.闫赫.科学致富向导.[J].2011(27)

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第七章 案例

冬季北风频吹潮湿寒冷( 最冷月平均气温在0℃以下, 极端最低气温在-10℃以下)。地下室施工在夏、秋季节, 环境影响大。

以上因素导致本工程地下室长墙施工期裂缝控制难度大, 需要从结构及构造措施优化、原材料优选、配合比优化、施工过程控制等方面综合采取措施, 对基于数值分析和动态控制的地下室长墙施工期裂缝控制技术进行研究并综合应用。

3 开裂机理分析

可以较粗放地将预拌混凝土施工期间开裂简单描述如下：混凝土主动收缩、温度变形等作为作用，使处于一定约束条件下的混凝土结构或构件产生效应(内力和变形)，当此作用效应超出混凝土结构或构件所能承受效应的能力(结构抗力) 时, 可以认为混凝土即开裂。细部区分, 预拌混凝土施工期间裂缝主要可分为三大类, 各类裂缝的研究尺度、机理、防治措施有不同。

（1) 初始微裂缝

混凝土凝结硬化过程中,由于胶凝材料水化,浆体中的固体和液体绝对体积减少以及水化热散失冷却会引起水泥石胶体体积缩小,这种体积缩小受阻于体积稳定的骨料,可能在骨料间的水泥石中引起拉应力。其中，部分拉应力可因胶体的流动而消解,另一部分则可能在固态的水泥石中或界面处产生裂缝。这些裂缝大多很短小,并且不连续,呈弥散状态,只存在于混凝土材料内部 (图 7-2 )，肉眼并不可见, 对混凝土的受力性能影响不大, 但这些裂缝可能是混凝土结构以后裂缝发展的基础。

1砂浆胶体；2骨料

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图7-2 混凝土中的内应力和裂缝

（2) 塑性收缩、沉降收缩等引起的裂缝

混凝土在终凝前处于可塑状态时，水分从混凝土表面迅速蒸发，同时，如果混凝土保水性能不良混凝土可能泌水，水分也会从混凝土的下部迅速上升。混凝土表面水分蒸发、泌水水分上升，混凝土表面干燥收缩，体积缩小，会使混凝土表面开裂，这种裂缝细小，分布较密，多在混凝土表面，也可能深入到混凝土内部。

墙体构件中由于混凝土组分比重不同产生的沉降也可能引起开裂。墙体侧面的混凝土，裂缝沿着水平钢筋的方向。裂缝的深度一般从混凝土表面到达钢筋的外表面。

（3) 混凝土墙由于温度、收缩应力过大引起的开裂

混凝土主动收缩、温度变形等作为作用使处于一定约束条件下的混凝土结构或构件产生效应(内力和变形),当此作用效应超出混凝土结构或构件所能承受效应的能力(结构抗力)时，可以认为混凝土即开裂。

现浇混凝土结构在施工期间开裂，有些是由单一因素引起的，如使用与环境条件：环境温度、湿度变化等；结构及外力：对温度、收缩等变形作用引起的应力考虑不足，没有采取构造措施或采取不当等；原材料及配合比: 混凝土配合比不合理，各种原因导致的混凝土过大收缩变形等；施工过程: 养护方案不合理等。但更多的裂缝不是由单一因素引起，而是上述多种原因的综合作用形成。

4 地下室长墙裂缝的控制措施

可在混凝土原材料优选、配合比优化、结构设计及构造、施工过程控制、管理等方面采取有效措施控制裂缝的产生。

1.混凝土振捣管理精细化

混凝土必须分层分段振捣，有效排除混凝土内的泌水，消除混凝土内部孔隙，确保混凝土的高密度，增加混凝土与钢筋的粘结力，增加混凝土材质的连续性和整体性，提高混凝土的强度，尤其要提高混凝土的抗拉强度。

工程施工实践表明，凡是精心组织施工，分工明确，认真负责，严格把关，按照操作规程进行施工的队伍，都能做出优质的混凝土工程，达到不渗漏效果， 而且还会加快施工进度，降低成本。

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第七章 案例

2支模穿墙螺栓和预埋件的处理

穿墙螺栓穿过墙体，在螺栓中间加焊一片止水板，在迎水面上再套上一个直径2cm，厚约3mm，膨胀止水衬圈，可以较好地达到止水目的，另外在钢筋两端加设2cm厚木块,待拆模后把木块剔出,螺栓处外露部分用气割割掉,再用防水高标号砂浆把木块洞补平,这样可以达到防水目的。

3地下室墙体施工方案的优化 (1)超长混凝土墙体进行跳仓浇注

地下室超长混凝土墙体选择合理的浇注方案,减少相邻混凝土构件的相互约束,并保证混凝土浇筑的连续、顺利进行。混凝土结构较长或面积较大时采用分块跳仓浇注,以尽量减少混凝土收缩的影响。分块跳仓浇筑的大小及混凝土浇注时间间隔应结合工程实际情况,尽量降低彼此的温度、约束影响。

每片长墙分为5-6个墙段, 跳仓间距20-26m(图7-3)。混凝土采用现场搅拌泵送混凝土，每1块跳仓一次性浇筑完毕，不允许出现冷接缝，相邻两块混凝土浇筑间隔 7 d 以上。

图7-3 长墙混凝土跳仓浇筑顺序图

（2) 设置诱导缝,控制裂缝产生

对混凝土基础底板或墙体可预先计算，在预计可能产生裂缝的地方设置诱导缝，使变形能释放在指定位置处，用以控制裂缝产生。

（3) 混凝土施工中布料

混凝土施工布料是一项重要的工序，往往由于施工安排不周，布料混乱，不分层次和地段，浇筑面积过大或厚度太厚，造成一层石子、一层砂浆、一层粉煤灰低密度水泥浆体系及施工冷缝。

4及时和充分养护

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派专人养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施，当日最低气温高于5℃时浇水养护，养护期不少于14 d。提早松动模板淋水养护时，应注意浇水时机，不宜在墙体温度达到峰值时浇水，以免温度较高的混凝土被冷水喷淋引起混凝土开裂。

5适时拆模

通过试验研究表明，未拆模处的应变增大，拆模处外约束减小，混凝土中的应变迅速降低，与拆模前相比，在拆模A点前，测点混凝土应变的平均值大致为80，拆模结束B点后应变的平均值降低到55左右，降低了应变水平31％(图7-4)。

1局部拆模处；2未拆模处 图7-4 地下室长墙混凝土应变曲线

适时拆模要分季节和保湿、保温(洒水)养护结合起来，建立健全混凝土养护管理制度。洒水养护防裂 效果显著(图7-5)[15]。

1未养护，拉应变增大 26％；2养护,拉应变降低37％；3洒水养护

图7-5 洒水养护对混凝土应变的影响

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王爱梅.蒋新山.工业建筑.[J].2011(S1)

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结束语

结 束 语

混凝土裂缝是结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会影响建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能而且会影响钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料耐久性，影响建筑物的承载能力，因此对于混凝土裂缝以贯彻预防为主的原则，完善设计及加强施工等方面的管理，使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度，特别是要避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性，因此我们要从抓工程质量做起，只有质量过关了，问题也会减少，但是有些裂缝是不能避免的，我们只能采取补修的方法来达到建筑物的牢固。当混凝土裂缝出现后，我们应该进行认真的探究，区别对待，分析裂缝产生的原因，以避免后续施工过程中产生同样情况，并且根据裂缝的大小和影响，采取不同的方法对裂缝进行处理。

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南京工业大学本科生毕业论文（设计）

参考文献

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[16]Shi.Crackanalysis in structural concrete : theory and applications[M] .B-H,2009

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致谢

致 谢

历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了许多的困难和障碍，都在老师和同学的帮助下度过了。尤其要感谢我的论文指导老师——吴旭老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助我进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多的支持和帮助。在此向帮助和执导过我的各位老师表示衷心的感谢！

本文参考了许多的文献资料，在此，向各学术界的前辈们致敬！如果没有你们研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。

由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师批评和指点。

最后，衷心的感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家。

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