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建筑结构设计常见问题分析论文
摘要： 建筑结构设计关系到建设工程的美观实用、保证安全可靠、控制造价以及方便施工等诸多方面，因此控制结构设计的质量是相当有必要的。
关键词： 建筑结构设计；设计内容；注意问题
1基本概念
建筑结构设计就是用结构语言来表达工程师所要表达的内容。结构语言就是结构师提炼出的关于自己观点的结构元素，包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样图等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系，再把各种情况产生的荷载传递至基础。
2建筑结构设计 类型
根据建筑物的用途，分为工业建筑与民用建筑。根据建筑物的层数，可以分为单层、多层、高层和超高层建筑。建筑物根据所使用的结构材料可以分为：木结构、砌体结构、混凝土结构、钢结构和混合结构等。建筑物根据其结构形式，可以分为排架结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构和大路结构等。
3建筑结构设计的原则
完美的建筑结构设计就是在努力追求适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标，在结构设计中应遵循以下原则：
（1）结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制”于建筑设计。
（2）结构设计不能破坏建筑设计，应满足、实现各种建筑要求。
（3）建筑设计不能超出结构设计的能力范围，不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。
4建筑结构设计内容
（1）确定结构方案。确定结构方案就是通过建筑所在地的地质情况和抗震情况和所需建筑的高度来确定建筑所需要的结构形式。
（2）建筑结构计算。建筑结构计算包括很多方面，比如风的载荷、地震的载荷、结构自身的载荷等等。通过对计算出来的构件的内力值和一些对构件的要求和限制计算出构件是否符合文件规范和要求。
（3）对施工设计图的设计和确定。根据以上计算出来的值对施工图纸进行设计和确定。
5建筑结构设计需注意问题
（1）某些设计底层设计空间大，但是没有抗震墙。这种结构不完善，有很大的安全隐患，没有明确的传力。在设计的过程中，一些设计人员偷工减料，设计的十分粗糙和简单，在施工图之中应该使用的大样图、系统图存在着漏洞，不能对工程的整体面貌进行反映，在设计之中没有对消防、耐火等级、安全等级、工程类别和设计依据等进行明确的交代和标明。
（2）连续梁按单梁进行设计。在阳台边梁的设计中，如果较小荷重边梁长度较长时，问题将会变得很严重。因为较小荷重的边梁一般直接暴露在室外，这样就会受到很大的环境温度影响。
（3）基础和地基设计存在问题由于没有充分的分析地质勘查报告就进行了施工图的设计，仅仅因为设计者单纯的认为该值越小就越安全，造成设计值存在问题。有的设计者对软弱地基的认识不够，不通过严密的垫层计算就盲目采用加强承载力的方法，这是十分不安全和不经济的做法。在多层民用建筑的设计过程中，对于荷载值的计算没有按照规范的折减系数进行计算，计算结构的准确性很低。地基基础设计时经常会出现这类问题。例如，在高层的建筑物中，桩基的选择不当就会对其完工质量造成影响，甚至是对其环境造成损坏。
（4）构造柱和承载柱设计存在问题为了受力分析简单一些设计者故意将截面高度设计的过小，但这为房屋的安全埋下了隐患，截面高度设计过小，这种设计错误常见于六度抗震设防区，这样设计导致柱顶不具备合格的抗弯强度，柱子会产生裂缝，这会使房屋的耐久性降低并且影响到住户的入住心情，会对房屋产生恐惧的心理，并且一旦遇到地震这种房屋容易倒塌。
（5）楼板设计存在问题作为建筑工程中的一个重要的承重构件，楼板具有很重要的作用。通过楼板把屋面的负荷转移到了梁或者墙上，所以楼板的设计关系到墙和梁等的安全性。为图计算方便将双向板和单向板的计算方法混淆，这容易导致楼板出现裂隙。
6设计人员的问题
6.1图纸设计不合理
不少单位设计院的图纸不符合国家规章制度的规定，设计粗糙简单，漏掉了很多重要的大样图和剖视图等。结构设计图对于工程的`水文和地质条件等情况没有做出说明，对于持力层的地基土也没有说明，还有一些能够反映工程细节的设计参数和安全等级等数据都没有在设计说明中进行明确交代。
6.2设计与施工脱节
设计人员的设计工作没有从实际出发，脱离了实际的设计很难付诸实践，往往仅仅出于个人利益的角度而整天在办公室图纸堆里埋头设计，根本不了解施工的现场情况。对于自己的设计方案能否顺利的应用到施工中去一点自信都没有，有的会给施工带来很大的实际困难，例如增加施工的造价等等。
6.3设计人员能力有限
设计中各种问题的出现大多是因为设计师没有对设计负责，没有引起自身足够的重视。对于居民的住宅设计不能够实事求是，根据自己的设计理念进行设计，盲目照搬现有的设计成果，通过简单的套用来完成设计说明。还有一些设计师没有充分理解设计的方法和规范性，或者有的人根本没有明晰的力学概念就开始了错误的计算模式，也不能够根据经验对计算的结果进行判断。
7结语
建筑结构设计是建筑工程的基础性环节，在建筑结构设计中不仅要关注到建筑的美观性，更要以建筑质量为标准，进行规范性、科学性建筑设计，以提升建筑的安全性，力图做到建筑结构设计安全性、适用性、经济性以及美观性相统一。
参考文献
[1]徐涛.对高层建筑结构设计的分析[J].建材技术与应用，2011（3）.
[2]李远航.建筑结构设计浅谈[J].考试周刊，2010（10）.
浅谈钢筋混凝土楼板裂缝的成因和防治措施论文
关键词： 混凝土楼板；裂缝；防治
摘要： 本文首先分析了目前普遍采用的现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的特点和常见裂缝产生的原因，提出了具体预防措施和处理方法，供大家参考。
1、前言。
目前建筑物的楼板大多采用现浇钢筋混凝土楼板，因为现浇钢筋混凝土楼板在结构安全性，整体性和使用功能等方面都比预制板优越得多。但是现浇钢筋混凝土楼板的裂缝，是目前较难克服的质量通病之一，楼板裂缝轻者影响美观，重者破坏房屋结构的安全性，降低房屋的抗震能力和房屋的正常使用，特别是一些住宅楼板的裂缝发生后，往往会引起投诉纠纷等。根据对一些住宅小区的调查来看，现浇楼板裂缝大都发生在楼板表面，有的是表皮裂缝，有的是混凝土自身裂缝。除常见的板四角斜向裂缝外，还有许多横向、纵向杂乱的裂缝。
从现场取证及施工中出现的楼板裂缝有如下特点：
（1）部分裂缝出现在楼梯与楼板梁相连接处，特别是先砌砖，后浇混凝土者出现较多。
（2）裂缝多分布在建筑物外墙转角处房间的楼板上，一般呈45。斜向，有时一只角位同时出现2条～3条裂缝，基本为上下贯通。
（3）部分裂缝产生在板内管线埋设位置，沿着管线等应力集中部位展开。
以上裂缝不仅影响外观，还可引起渗漏、钢筋腐蚀和混凝土碳化等，影响建筑物的耐久性，给用户带来严重的不安全感。在裂缝出现后，如不及时采取补救措施，在1年～3年内裂缝会继续发展，给人的安全造成威胁。文中主要从设计、施工等方面来剖析裂缝的成因，并探讨具体的防治方法和弥补措施。
2、楼板裂缝原因分析。
（1）温度应力。
现浇钢筋混凝土楼板裂缝主要是由混凝土温度变形和收缩变形引起的。当环境的温度和湿度变化时，混凝土相应的会产生温度变形和收缩变形，由于现浇板的体积与表面积的比值（体表比）较小，混凝土的收缩变形较大，使板内出现拉应力。石河子地区具有荒漠大陆性气候特点属于典型的炎热和干燥气候，夏季白天升温快，气候炎热，夜间降温快，日差较大。混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，当板内的拉应力超过混凝土的抗拉强度并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候，楼板内就会产生裂缝。
（2）水泥的品种与强度等级、水泥用量、水灰比。
水泥的水化热是水泥固有的性质，水化热引起混凝土内部温度的升高，内外产生温差，温差引起的应力可使混凝土产生裂缝。不同品种不同强度等级的水泥矿物成分的含量不相同，矿物成分中铝酸三钙水化产生的热量最大，速度也快，另外水泥细度越细，水化反应比较容易进行，水化放热量越大，放热速度也越快。因此根据水泥的不同矿物成分含量选择低水化热的水泥品种和与混凝土强度等级相适宜的水泥强度等级是预防裂缝的前提。混凝土中的水泥用量越大，总发热量越大。混凝土的温度会随水泥用量的增加而提高，造成混凝土的收缩大，水化热高，产生非受荷裂缝。相同强度等级的混凝土，水灰比增大，水泥用量增多，凝土的收缩量增大。混凝土硬化过程是化学结合水与水泥化合的结果，水灰比大，用水量多，混凝土的收缩增大。这是由混凝土收缩引起的非荷裂缝。
（3）粗细骨料。
夏季露天堆放的砂石料受高温和太阳辐射的影响表层温度达6℃以上，用这种砂石料配制混凝土会增大用水量，环境温度过高使水泥出现假凝和粘罐现象。由于水灰比的增大和搅拌质量的降低，将导致混凝土的强度降低干缩增加。
（4）浇筑方案。
整体现浇楼板浇筑之前，应从人、机、料、法、环五个方面入手编制一个科学的浇筑方案，在实际的施工过程中，大多数工地的垂直运输机械使用的是龙门架，设备比较陈旧，工作效率不高，在天气炎热、操作人员比较困乏的情况下会出现部分混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的时间超过了规范规定的时间，未做技术处理。导致了混凝土在浇筑时就已经留下了裂纹隐患，这种裂缝具有位置的不固定性，事后在没有客观真实的施工记录情况下，对此种裂缝产生的原因难以做出正确的判断分析。
（5）板内埋设的PVC管。
近些年来推广使用PVC管预埋，特别是总进户线预埋管管径较大预埋时又贯穿于板的长度和宽度方向，同一块板预埋管比较集中，楼板的厚度一般是80—120mm，使板内有效截面受到不同程度的消弱。另外预埋管与混凝土的膨胀系数不一致，粘结效果差，这时沿预埋管就有可能因为应力集中而出现裂缝。
（6）养护。
混凝土失水会影响水泥水化作用的正常进行，而且因水化作用未能完成，造成混凝土结构疏松，渗水性增大，形成干缩裂缝。特别是期养护质量与裂缝的关系密切，期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。
（7）施工荷载超载。
混凝土浇筑完成后，还没有达到足够的强度，就迫不及待的上人操作和堆放材料，使其产生过大的变形，导致裂缝产生。这是结构受荷后产生的裂缝，施工中主要是楼板上施工荷载超载如：普通粘土砖堆放集中，塔吊吊运材料下落时吊笼对楼板的冲击等。
（8）模板的`拆除。
现浇板在未达到规定的拆模强度时拆除模板或支架，此时楼板的承载能力低于设计允许荷载，使楼板在不正常的情况下受荷产生裂缝，这是结构受荷引起的裂缝。施工现场也会出现在未达到规定的拆模强度时，拆除个别的木支撑或钢管支撑、扣件等，造成支架的承载体系发生变化而产生裂缝。
3、裂缝控制措施。
（1）施工方面。
保证模板的刚度。模板支撑的选用必须经过计算，除满足强度要求外，还必须有足够的刚度和稳定性。
模板的周转配置，应考虑到规定的拆模时间，跨度大于2m小于8m的现浇楼板，其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%，当跨度大于8m时，拆模混凝土强度必须达到标准值的100%，防止过早拆模引起的混凝土损伤。
在楼板负弯矩钢筋处设置撑脚和马凳，楼面钢筋上设置跳板，严禁在混凝土浇捣过程中踩踏钢筋，确保负弯矩钢筋的正确定位。
楼板混凝土浇捣完毕后，根据当时室外气温，确定养护方案。冬、夏季节，应采取混土表面加盖草包、塑料薄膜等养护措施。混凝土在浇筑完后12h内，必须进行浇水养护，浇水养护时间一般不得少于7d，对掺用缓凝剂或抗渗要求的混凝土，不得少于14d。
按科学规律安排施工工期与进度计划。楼板混凝土浇捣完成后，其强度未达到1.2N/mm，施工人员不得在楼面操作及堆放材料。
（2）材料方面。
合理确定混凝土的配合比和坍落度。在混凝土配合比设计时，应全面考虑，多用骨料、少用粉料，以减少裂缝产生。严格控制混凝土的水灰比，控制坍落度不宜过大，确保每层混凝土坍落度基本稳定。
严格原材料检验试验。在搅拌混凝土之前，必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试，不合格的材料不得使用。
采取适当措施增加混凝土的抗拉强度。当工程需要时，可通过添加合成纤维等措施增加混凝土的抗拉强度，控制混凝土的裂缝。
4、裂缝的处理方法。
对于一般混凝土楼板表面的龟裂，可先将裂缝清洗干净，待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时，可用抹压一遍处理。
其它一般裂缝处理，其施工顺序为：清洗板缝后用l：2或l：l水泥砂浆抹缝，压平养护。
当裂缝较大时，应沿裂缝凿八字形凹槽，冲洗干净后，用l：2水泥砂浆抹平，也可以采用环氧胶泥嵌补。
当楼板出现裂缝面积较大时，应对楼板进行静载试验，检验其结构安全性，必要时可在楼板上增做一层钢筋网片，以提高板的整体性。
通长、贯通的危险结构裂缝，裂缝宽度大于0.3mm的，采用结构胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。
在板底裂缝可采用增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理，粘贴宽度为350mm。既能起到承受抗拉裂补强作用，又不影响粉刷和装饰效果。是目前较好的裂缝祢补措施。
5、结束语。
现浇钢筋混凝土楼板裂缝的预防与控制一直都值得关注，虽然已有的方法可将某些裂缝控制到一定的程度，但裂缝带来的隐患仍然随处可见，不管是表面的还是结构裂缝。只有从设计、材料、施工、使用等方面继续探讨，不断寻求更好的方法，才能进一步减免现浇钢筋混凝土楼板中的裂缝。
现浇钢筋混凝土楼面板的裂缝，是目前较难克服的质量通病之一，特别是住宅工程楼面出现裂缝，往往会引起投诉、纠纷以及索赔要求等。现结合我公司多年来大量施工实践中的经验和教训，以施工为主、兼顾设计和材料等方面，阐述楼面裂缝的原因及综合防治措施。 一、设计中的重点加强部位从住宅工程现浇楼板裂缝发生的部位分析，最普遍的是房屋四周阳台处（含平面形状突变的凹凸房屋阳角处）的房间在离开阳角1米左右，即在楼板配置筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝，这在现浇楼板任何一种类型的建筑中都普遍存在。主要是砼的收缩特性和温差沉降等作用所引起，并且越靠近屋面处的楼层裂缝往往越大。从设计角度看，现行设计规范侧重于强度，对温差和混凝土收缩特性等多种因素综合考虑不足，配筋构造量达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横两个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束，限制了楼面板的自由变形，因此在温差和砼收缩变化时，板面在配筋薄弱处首先开裂，产生45度左右的斜角裂缝。虽然楼地面斜角裂缝对结构安全使用没有影响，但在有水源等情况下会产生渗漏缺陷，容易引起住户投诉，是裂缝防治的重点。根据上述原因分析，我公司在近几年的图纸会审中，十分注重建议业主和设计单位对四周的阳角处楼阁板配筋进行加强，负筋不采用分离式切断，改为沿房间全长配置，并在房屋屋面阳角处和跨度≥3.9米的楼板，设置双层双向钢筋，阳角处钢筋间距不宜大于100毫米，跨度≥3.9米的楼板钢筋间距不宜大于150毫米，钢筋直径不宜小于Φ8.外墙转角处尚应设置方形钢筋，配筋范围应大于板跨的1/3，钢筋间跨不宜大于100毫米；房屋长度大于40米时，在楼中部位置设后浇带做好加强措施。二、商品砼的性能改善目前已普遍采用泵送商品砼浇筑，但受激烈的市场竞争，导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量，低价位、低性能的外加剂及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。因此建议有关部门牵头，尽快健全和统一对商品砼厂商的行业管理，并根据成本投入比例，相应和合理地提高商品砼的市场价格（特别是用于地下室和住宅楼面工程的砼），促使厂商转变观念，控制好原材料质量，选用高效优质外加剂改善和减小混凝土的收缩值。建立好控制体系严格控制砼的用水量（不大于180kg/m3），不允许随意对商品砼加水；严格控制掺和料的用量，对粉煤灰掺量不得超过水泥用量的15%，矿粉掺量不超过水泥用量的20%；有条件时，在砼中加入纤维等抗裂材料。另一方面承包商在订购商品砼时，应根据工程的不同部位和性质提出对商品砼的质量要求，不能片面压价，追求低价格、低成本而忽视了商品砼质量，导致楼面收缩裂缝增多。同时现场应逐车控制好商品砼塌落度检测，以保证砼的成品质量。三、施工中应采取的主要技术措施楼面裂缝的发生除以阳角45度斜角裂缝为主外，还有较常见的两类：一类是预埋线管及线管集中处；另一类为施工中周转材料较集中和较频繁的吊装卸料堆放区域。现从施工角度进行综合分析，并分类采取以下几项主要技术措施：（一）重点加强楼面钢筋网的有效保护措施钢筋在楼面砼板中是受抗拉力，起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。实际施工中，楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层较易正确控制。但当垫块间距放大至1.5米时，钢筋网的合理保护层厚度就无法保障，所以纵横向的垫块间跨限制在1平方米中放2块。与此相反，楼面上层钢筋网的有效保护，一直是施工中的一大难题。其原因：板的上层钢筋一般较细，施工中受到人员踩踏后容易弯曲、变形、下坠，钢筋离楼层模板的高度较大无法受到模板的依托保护；各工种交叉作业，造成施工人员众多、行走十分频繁，尤其砼泵管装拆时无处落脚难免被大量踩踏，上层钢筋网的钢筋小马凳设置间距过大，甚至不设（仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑）。根据施工实践，建议楼面双层双向钢筋（包括分离式配置的负弯矩筋）必须设置钢筋小马凳，其横向间跨不应大于700毫米<即每平方米不得少于2只>，特别是对于Φ8一类细小钢筋，小马凳的间距应控制在600毫米以内（即每平方米不得少于3只），同时采取下列综合措施加以解决：A、尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管预埋应及时穿插，做到不留或少留尾巴，以减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。B、在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设临时简易通道（或铺设跳板），以供施工人员通行。C、加强教育和管理，使全体操作人员充分重视保护板面负筋的正确位置。行走时，应自觉沿钢筋小马凳支撑点通行，不得随意踩踏中间部位钢筋。D、安排足够数量的钢筋工（一般应不少于3-4人）在砼浇筑前及浇筑中及时进行整修，特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最易发生处（四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间外）应重点检查和修复。E、砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时性活动跳板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。（二）预埋线管处的裂缝防治预埋线管，特别是多根线管的集中处容易导致裂缝。当预埋线管直径较大，开间宽度较大，且线管的敷设走向重合时，很容易发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集中处须加强。根据我公司的经验，建议增设的抗裂短钢筋采用Φ6-Φ8，间距≤100.（三）材料吊卸区域的楼面裂缝防治目前在主体结构施工过程中，普遍存在质量与工期的矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5-7天左右一层，最快时甚至不足5天一层。因此当楼层砼浇筑完毕后不足24小时的养护时间，就忙着钢筋、钢管、模板等材料吊运施工，这就给大开间部位的房间雪上加霜。在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝，这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。对这类裂缝的综合防治措施如下：A、主体结构的施工速度不能强求过快，楼层浇筑完后的必要养护必须获得保证（一般不宜≤24小时）；主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6-7天一层为宜。B、科学安排楼层施工作业计划，在楼层砼浇筑完毕的24小时后，可做一些测量、定位、弹线等准备工作，最多只允许暗柱钢筋焊接工作，不允许吊装大宗材料，避免冲击负载。砼终凝后可先分批安排运少量暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动，做到轻卸、轻放，以控制和减少冲击振动力。第3天方可开始吊装钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工。C、模板安装时，吊运或传递上来的材料应尽量分散就位，不得过多地集中堆放，以减少楼面集中荷重。D、对计划中的临时大开间材料吊装堆放区域部位（一般约40平方米左右）的模板支撑架设前，应预先考虑采用加密立杆（立杆的纵、横向间距均不宜大于800毫米）和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施，以增强刚度、减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载，并应在该区域的新筑砼表面铺设旧木模板以保护和扩散外力，防止裂缝的发生。（四）对楼面砼的养护砼的保混养护对其强度增涨和各类性能的提高十分重要，特别是早期的养护可避免表面脱水减少砼初期伸缩裂缝发生。施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的养护，并建议采用喷养护液进行养护。四、对裂缝的弥补处理采取上述综合性防治措施后，由于各种原因仍可能有少量楼面裂缝发生。当这些楼面裂缝发生后，应在楼地面和天棚粉刷前预先作好妥善的裂缝处理工作，然后再进行装修。根据我公司的经验，住宅楼地面上部的粉刷找平层较厚，可通过在找平层中增设钢丝网或抗裂短钢进行加强；楼板底则粉刷层较薄，且通常无吊顶遮盖，更易暴露裂缝，影响美观而引起投诉，建议采用复合增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理（当遇到裂缝较宽、受力较大等特殊情况时采用碳纤维粘贴加强）。复合增强纤维的粘贴宽度以350-400毫米为宜，既能达到良好的抗拉裂补强作用，又不影响粉刷和装饰效果，是目前较理想的裂缝弥补措施。
分析公路沥青路面裂缝成因和措施论文
沥青路面产生裂缝是路面较常见的病害之一。裂缝产生的类型主要有四大类型:①横向裂缝:②纵向裂缝;⑧块状裂缝:④龟裂。无论是哪种裂缝,都是对路面的一种结构性破坏,在其发展的初期对路面的行车功能还未产生大的影响,但在行车荷载,温度以及雨水等的作用下,其破坏程度必将进一步扩大,最终会引起路面结构的破坏,导致行驶功能降低,影响行车安全。
1 横向裂缝
横向裂缝是指与行车路线近于垂直的裂缝,偶尔会伴有少量支缝。横向裂缝在沥青路面中发生次数最多,通常情况下,沥青路面的横向裂缝都能通过面层显现出来,但有时侯半刚性本身的横向开裂并未影响到面层,这种情况下虽然基层的横向裂缝已经存在,但如果不对路面进行开挖或者进行无破损检测是不能知道的。
1.1反射裂缝
沥青面层的特点是强度和刚度较大,变形能力较差,在温度或湿度变化时易产生开裂缝。基层开裂时,如果面层与基层之间的粘结作用好,面层则给予基层约束作用,这一约束导致基层的开裂在沥青面层内部产生拉应力和拉应变,再加上行车荷载产生的应力叠加作用,当面层内部拉应力或拉应变超过沥青的允许拉应力或拉应变时,沥青层就会在对应基层裂缝的位置发生底部的开裂;如果面层比较薄,裂缝就会自下而上地发展到面层表面,形成“路面反射裂缝”。
1.2温缩裂缝
温缩裂缝是横向裂缝的一种重要表现形式,主要包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。低温收缩裂缝是由于沥青面层的温度较低或温度骤然下降导致沥青面层温度的梯度变化较快造成的。当温度应力超过道路材料的抗拉强度时便发生开裂导致裂缝,低温收缩首先发生在温度较低,沥青面层质量有缺陷的局部地区。先从表面开始向深度方向,最薄弱的路基横断面扩展。
2 纵向裂缝
纵向裂缝是与道路中线大致平行的裂缝,有时伴有少量支缝。在半填半挖或高填方路段,常由于压实得不好,路基出现不均匀沉降从而产生纵向裂缝;道路加宽的新旧路基结合部位如果处理不好可能产生纵向裂缝。这两类纵向裂缝的长度一般较长,深度可自路面表面深入到路基内部,产生的危害性很大。
3 块状裂缝
一般认为裂缝间距在0.3—3米、面积为0.1—10平方的裂缝为块状裂缝。块状裂缝也是路面常见的一种病害,常见于运营多年的公路。其发生的主要原因可分为两类:一是因为基层强度较低,二是面层强度不足。
3.1基层强度低导致的块裂
荷载作用下导致基层破碎,破碎后的'基层荷载变形量较大,反映到了面层导致面层发生块状裂缝,同时伴有沉陷病害发生;一般情况下,是该原因造成的块状裂缝居多。
3.2面层强度低导致的块裂
有时基层整体性完好,但沥青面层本身因种种原因造成强度不足,这种情况同样可导致块状裂缝发生。当然,面层与基层同时出现问题更易造成块状裂缝。不管是哪种情况,在块状裂缝的形成、发展过程中,雨水的浸入起到了“催化”的作用。
3.3龟裂
龟裂是在路面局部区域内,发生的类似龟纹状的裂缝:龟裂往往伴有沉陷和唧浆现象。一般认为,龟裂是路面结构在重复荷载作用下的疲劳破坏,是结构强度不足的体现。
(1)基层强度太高导致的龟裂
基层强度太高,不仅导致更多的干缩、温缩裂缝产生,而且使反射裂缝发生的更为严重,还会造成龟裂发生。这类因基层强度高而发生的龟裂,开裂时首先从基层开始,然后向上发展。
(2)层间粘结不良导致的龟裂
有一类龟裂的发生是出于层间粘结不良造成的。即由于沥青层与其下的沥青层粘结不好,上下层脱开,导致表面层的沥青混合料单独承受荷载和温度的作用,从而发生轻微龟裂。
(3)疲劳导致的龟裂
但还有一类发生在上面层的龟裂,并非因为层间粘结不良造成。而是路面运营若干年后,路面经受行车荷载和温度升降的反复作用,导致沥青结合料老化、沥青混合料劲度模量增大、疲劳性能下降造成的。
4 沥青路面裂缝的预防措施
4.1采用合理的防裂性能好的材料
采用优质沥青,采用密实型沥青混凝土面层,因为较小的空隙率使沥青混凝土路面具有透水性小,水稳性好,耐久性高,有较大的抵抗自然因素的能力,同时可以延缓裂缝的扩展。基层选用干缩系数和温缩系数小,抗拉强度高的半刚性材料。用橡胶沥青或聚合物改性沥青做沥青混凝土表面的封层,可提高表面层的抗温度裂缝能力。
4.2沥青面层应有足够的厚度
使用稠度较低、温度敏感性低的沥青,可以减少或延缓路面的开裂。路面所在地区的气温越低,开裂则越严重。沥青材料的老化,对低温更为敏感,使路面产生开裂的可能性增大。增加沥青面层的厚度可以减少或者延缓路面的开裂,但不能完全阻止裂缝再次发生。
4.3提高路基的强度和稳定性
路基是路面结构的基础,路基具有足够的强度和整体稳定性,为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证,路基的强度与稳定性在很大程度上影响了路面的使用性能。因此必须采取有效措施处理好影响路基稳定性和强度的关键环节,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。
4.4严格施工工序,精心组织施工
路基施工时,要严格控制路基的填筑工艺,施工中要严格检验压实度,确保路基的强度。基层施工时,要充分压实横缝和纵缝,严格控制施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或规范容许的范围内。碾压完成后需及时养生,碾压完成后或最迟在养生结束后立即用乳化沥青做透层或封层,透层或封层完成后应尽快铺筑沥青面层,以减少因干缩而产生的裂缝。
5 结语
在沥青混凝土路面施工中,只要采取有效的措施,严格规范施工,科学合理养护,采取防治结合,就能有效控制沥青路面开裂的问题,提高沥青路面的质量,延长使用寿命。
沥青砼路面施工过程中存在的问题及解决方法 随着现代高等级公路迅速发展，沥青砼路面已被广泛推广，并形成了以路面结构、材料、施工和检测为核心的成套技术，施工技术水平有了很大的提高，部分沥青砼路面技术和质量总体上已达到或接近国际先进水平。但沥青砼路面质量受人员、材料、设备、技术工艺及水平、环境等多种因素，以及沥青路面施工工序的复杂性、系统性和相关性的制约和影响。因此，必要的监督机制是十分重要的，作为监理应该要求施工单位严格按照批准的施工组织设计以及规范要求进行正确有序地施工。路面施工中的每一个工序，每一道环节都对最终的路面整体质量产生直接影响。所以，只有对各个工序都认真加以监督，才能保证获得合格的沥青砼路面。一．沥青混凝土拌制沥青砼拌制过程中沥青混合料时而会出现质量不稳定或波动性大，诸此任何一种沥青混合料，在规范化、机械化的流水作业施工中，都是很难保证沥青砼路面的质量。例如，混合料温度不均匀或者原各种不同规格矿料组成的变异性大或生产过程中没有经常检验各种不同规格矿料的颗粒组成，将导致流值、孔隙率的变化，从而影响路面质量。因此我们将每天进行抽取筛分试验，并将结果汇纵进行分析，使之成为指导生产的依据，并要求及时调整冷料仓比例；还要求施工单位必须严格控制拌合楼的震动筛筛孔尺寸。实践证明，按下列尺寸控制的筛孔为宜。1#筛=级配控制最大粒径+（1—2）毫米2#筛=（级配控制最大粒径—5毫米）/2+（1—2）mm3#筛=5mm+（1—2）mm4#筛=3mm依此可做适当调整，如何同三线冠新段 AC25 沥青砼选择筛孔为33、16、6、3的振动筛效果较好。为保持沥青砼混合料应有的质量，我们专职试验监理人员进行日常产生过程中的检验，发现问答题及时纠正处理。沥青贯入式面层应按下列程序和要求施工：一、放样和安装路缘石。二、清扫基层。三、浇洒透层或粘层沥青。厚度为4～5厘米的贯入式路面应浇洒透层或粘层沥青。四、撒铺主层石料。摊铺石料应避免大小颗粒集中，并应检查其松铺厚度。应严禁车辆在铺好的石料层上通行。五、碾压。主层石料摊铺后应先用6～8吨的压路机进行初压，速度宜为2公里/小时，碾压应自路边缘逐渐移向路中心，每次轮迹重叠为30厘米，接着应从另一侧以同样方法压至路中心。碾压一遍后应检验路拱和纵向坡度，当有不符合要求时应挠平再压，并宜碾压2遍，使石料基本稳定，无显著推移为止。然后用10～12吨压路机(厚度大的贯入式路面可用12～15吨压路机)进行碾压，每次轮迹应重叠1/2以上，并应碾压4～6遍，直至主层石料嵌挤紧密，无显著轮迹为止。沥青混凝上混合料的种类按矿料最大粒径的不同，可分为粗粒式(LH-30与LH-35)，中粒式(LH-20与LH-25)，细粒式(LH-10与LH-15)，以及砂粒式(LH-5)。沥青碎石混合料可分为粗粒式(LS-30与LS-35)，中粒式(LS-20与LS-25)以及细粒式(LS-10与LS-15)。沥青混凝土混合料按标准压实后的剩余空隙率，还可分为：Ⅰ型：剩余空隙率为3～6%，城市道路为2～6%，人行道系为1.5～5%和Ⅱ型：剩余空隙率为6～10%。沥青混合料的拌制应符合下列要求：一、根据配料单进料和拌制，严格控制各种矿料和沥青用量。二、控制各种材料和沥青混合料的加热温度。三、拌和后的沥青混合料均匀一致，无花白、无粗细料分离和结团成块等现象。四、每班抽样做沥青混合料性能、矿料级配组成和沥青用量试验。五、每班拌和结束时，清洁拌和设备，放空管道中的沥青。作好各项检查记录，不符合规定技术要求的沥青混合料应禁止出厂(场二．摊铺质量路面摊铺质量的好坏直接影响到路面的整体质量，因此，这就成为我们监理沥青砼路面施工过程中的重点。摊铺作业质量除了与机械本身的性能有关外，还取决于摊铺的连续性、稳定性、匀速性，以及供料的均衡程度等因素，所以这个阶段出现的问题也较多，如：（1）沥青砼路面厚度不均匀总是客观存在，会引起在同一松铺系数下不同厚度所产生地不同压实效果从而影响路面平整度。所以，除了提高对基层的平整度和高程控制之外，还应加强对下面层沥青路面平整度及高程的监督，使之有所补偿，一层一层向上严格控制，直至上面层。在非常情况下，为保证路面厚度，则采取适当调整高程，以确保路面结构层厚度。（2）摊铺机开铺后会出现一段距离的双向坡，这对路面平整度影响很大。通过反复验证拱度和熨平板自重下垂和熨平板预热温度河摊铺温度的温差大小有关。所以，我们要求在熨平板预热时温度不低于80°C，用水准仪找平，并确定熨平板下支垫板的厚度（支垫板的厚度=松铺厚度+熨平板预热拱度+基层的高层误差，一般要求有五个支点）。特别是整幅摊铺时，应在摊铺前将拱度调整为同一坡度，并及时调整，特别是摊铺停止前要检查、调整好，以避免二次接缝时出现路幅偏高中低。（3）摊铺机螺旋拨料器和摊铺行走速度不匹配，使摊铺室中积料过多或过少，导致熨平板下混合料粗细离折，我们要求螺旋摊铺室内混合料料堆的高度平齐于或略高于螺旋摊铺器轴心线。特别使螺旋摊铺器不出空转现象。（4）摊铺机的行走速度不均匀，使摊铺速度不匀，沥青路面表面形成波浪，严重影响平整度及压实度。因此，我们要求其应保证3ˉ4米/ 分的速度行走，尽量避免停机。万一出现停机，应将摊铺机熨平板锁紧不使之下沉。停顿时间在气温10°C以上时不要超过10分钟。停顿时间超过30分钟或混合料低于100°C时，要按照冷接缝的方法重新接缝。摊铺机前应保证至少三车料待铺，以尽量减少停机，避免形成波浪。(5)在摊铺机行走的稳定性上，经常出现下列几种问题：a、摊铺机履带行驶线上因卸料而撤落的粒料未及时清除，造成摊铺厚度出现突变。因此，在施工过程中，督促施工人员随时巡视，以避免这种情况发生。b、运输车倒车时撞击摊铺机，引起摊铺机扭曲前进，使路面出现凸愣，我们要求在连续摊铺机过程中，运料车应在摊铺机前10ˉ30cm处停处，并挂空挡，依靠摊铺机推动缓慢前进；（6）在中上层的施工中，由于找平梁（拖杠）刚度大，挠度小，落地轮子和雪橇多，自身重量分配合理，行走稳定性好，因此，我们要求必须运用找平梁，这对提高路面平整度、厚度起到了很好的效果。三．碾压工艺碾压是沥青面成型的主要工序，是保证路面质量使其物理力学性质和功能特性符合设计要求的重要环节，也是沥青路面施工的最后一道工艺。在这发面我们监理要求责任落实到人，跟班作业，发现不到位的及时纠正，同时要求施工单位注意以下几点：（1）在碾压结束后，路面经常会出现推挤裂缝，这对沥青砼路面的稳定性有很大影响。因此，对初压、终压的碾压温度进行适时检测，确保终压在设计要求范围之内。（2）压路机在新摊铺的面层上坚决不许快速起动和刹车，要求熟练、有经验的驾驶人员操作；（3）喷水过多造成沥青混凝土表面冷却过快，使沥青混泥土表面开裂，因此对压路机轮上喷水应严格控制，只要不粘轮即可，而影响压路机对沥青混凝土搓揉的效果。（4）使用轮胎方式压路机前检查各轮胎的磨损情况及压力是否相等，防上各轮胎软硬不一，影响面层的横向平整度。四．取样和试验工地试验经常会出现试验出的结果与实际相差较多，所以就要求做到以下几点：（1）沥青混合料按统计法取样，以测定集料级配沥青含量，压实度集料取样地点在沥青掺人前的热拌设备旁，沥青含量试验应在摊铺机后面及压路机前面，从已摊铺的混合料中取样，压实度试验应从压好路面砼取试样，得到试验结果后，若有差错立即通知拌和楼或摊铺现场，而做出相应的措施。（2）混合料取样每拌500T取一次样，结果由我们审批。（3）当施工单位对各项指标做出试验时，自身做好平行试验，以做对其复核之用。五．接缝处理沥青路面接缝是不可避免的作业中断和与构造物的接头两种情况，接缝部位集中了影响路面平整度的不利因素，其质量好坏对路面质量有很大影响，为了提高接缝的质量要求必须采取下列措施：（1）采用切缝机切其断面，保证接缝断面为一垂直面。（2）切缝位置必须通过三米直尺检查，将接头处因前次碾压塌下的部位全部切除，为减少切除部分的长度，摊铺结束前摊铺机振动夯捶要一直保持振动到摊铺终结（3）碾压时压路机横向碾压由冷到热逐步过渡，并反复用细料填实，直到用三米直尺检查达到规定标准为止，才能开始纵向碾压。（4）和构造物的接头始端似同冷接缝，需人工铺筑终端段要挂线平整，细料填实一边碾压一边进行，要有熟练工人操作，在短时间内完成，确保碾压温度。（5）与构造物接头前，先要认真检查接头处基层是否平整，碾压是否密实，板结程度如何，从多发面保证刚柔分界处的平整度。2.路面弯沉检测新技术路面弯沉检测是我国柔性路面强度测量的一项主要指标。路面弯沉是指在规定的标准轴载作用下，路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹变形值。新的检测法有以下几种。2.1激光弯沉测定仪法在测定时。将测定仪固定在路面上汽车的后轮隙中。利用汽车驶离被测点时路面回弹，带动原固定于地面上的硅光电池测头向上升起，使激光器发出的激光束通过进光射到硅光电池上产生光电流。并根据光电流的大小来计算路面回弹变形的数值，即路面回弹弯沉值。这种弯沉仪操作简易、精度高、读数稳定、体积小、质量轻、造价低且容易研制，另由于该测定仪依靠光线作为臂长，可以射得很远。加上激光发射角窄，光点小而红亮，10m之远仍能清晰可见，可用于刚性路面弯沉检测。2.2自动弯沉测定仪法该测定仪在检测路段上在牵引车的作用下以一定的速度行驶，将测定仪的弯沉测定梁放在车辆底盘的前端并支于地面保持不动，当后轴双轮隙通过测头时，弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来。这时，测定梁被拖动，以二倍的牵引车速度拖到下一测点。周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计结果。整个测定是在测定车连续行驶的情况下进行的。它可对路面进行高密集点的强度测量，适用于路面施工质量控制、验收和路面养护管理。2.3落锤式弯沉仪（FWD）法FWD是通过计算机控制下的液压系统启动落锤装援，使一定质的重锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传到路面，导致路面产生弯沉，通过分布：距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号输入计算机。得到路而测点弯沉缸。FWD测量是计算机自动采集数据，进度快，精度高。检测最大速度可达80km/h，内置式落锤弯沉仪的牵引速度可大于100km/h.该方法足一种很理想的动态无损检测设备。3.路面平整度检测技术路面平整度可定义为路面表面诱使行使车辆出现振动的高程变化，它是路面使用性能的一项重要指标。因此平整度的检测是路面施工和养护的一个非常重要的环节。平整度的测试设备分为断面类和反应类两大类。断面类测定路表凹凸情况，反应类测定路表不平整程度。目前，断面类设备包括3m直尺、连续式平整度仪和激光路面平整度测定仪等，反应类设备包括车载式颠簸累积仪等。3.13m直尺测试时把3m直尺轻放于路面上，将画图仪移至其一端，用手将画图仪推向另一端。在这个过程中由于路面的凹凸不平，画图仪下面的测轮带动画针上下运动，同时滚筒轮在输力轮的带动下旋转，并带动纸带移动，两个运动的合成便使画针在纸带上画下了路面的几何量，并由此求得路面平整度数值。该方法用于测定压实成型的路面各层表面的平整度，以评定路面的施工质量和使用质量。但该方法比较落后，测量效率低下，操作者需要低头弯腰，现已用得较少。3.2连续式平整度仪测量时由人或车拉动该仪器前进，由于路面不平引起测量小轮上下摆动，并带动位移传感器的测杆在传感器的小孔槽里上下滑动。这样就可以根据传感器输出的电位的正负及其大小来确定路面平整度。采用该类测定仪灵活性较大，既可人拖，也可车拉，但测试效率较低（检测速度≤12km/h）该方法适用于测定路表面的平整度，评定路面的施工质量和使用质量，但不适用于在已有较多坑槽、破坏严重的路面上测定。3.3激光路面平整度测定仪激光路面平整度测定仪是一台装备有激光传感器、加速度计和陀螺仪的测定车，它同时具有先进的数据采集和处理系统。工作是测试车以一定的速度在路面上行使，固定在汽车底盘上的一排激光传感器通过测试激光束反射回读数器的角度来测试路面，这个距离信号同测试车上装的加速度计信号进行互差，消除测试车自身的颠簸，输出路面真实断面信号。信号处理系统将来自激光传感器的模拟信号转换成数字信号并记录下来。随着汽车的行进，每隔一定间距，采集一次数据。通过数据分析系统，可显示打印国际平整度指数等平整度检测结果。该类测定仪是一种与路面无接触的测量仪器，测试速度快，精度高。同时还可以进行路面纵断面、横坡、车辙等测量，因此该测定仪有着广阔的应用前景。3.4车载式颠簸累积仪测定时测试车以一定的速度在路面上行使，路面的凹凸不平引起汽车的激振，通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI，以cm/km计。VBI越大，说明路面平整度越差。车载式颠簸累积仪测定路面平整度速度快，价格低廉，操作简便。可用其检测的结果评定路面的施工质量和使用期的舒适性。4.沥青路面损坏状况检测新技术路面在使用过程中常发生各种各样的损害。损害不但影响路面的结构使用性能和结构承载力，也会影响到路面使用性能。因此，沥青路面损坏状况检测，对于沥青路面养护具有重要意义。目前，国内外较先进的测量方法有：摄像测量法和探地雷达法。4.1摄像测量法摄像检测技术的基本原理是将安装在测定汽车上的特种快速或高速摄像机按一定速度与一定摄像角度，将路面上所指定的各种病害录入摄像带，然后在现场或室内快速处理成数据的一种检测技术。该方法先进性，成本低，会成为今后一段时间内的路面损坏检测的主要手段。4.2探地雷达装有探地雷达的车在路上以一定的速度行驶时，探地雷达发射电磁脉冲，并在较短时间内穿透路面，脉冲反射波被无线接收机接收，数据采集系统记录返回时问和路面结构中的不连续电介质常数的突变情况。路面各结构层材料的电介质常数明显不同，因此，电介质常数突变处，也就足两结构层的界面。根据测知的各种路面材料的电介质常数及波速，则可计算路面各结构层的厚度或给出含水量、损坏位置等资料。探地雷达检测沥青路面厚度，路面脱空、裂缝、陷落、空涧等病害。其检测速度可达80km/h以上，最大探测深度大于60cm.目前在公路无损检测方面，探地雷达已取得了较好的效果，而且还有更为广阔的应用前景。5.结束语综上可知，沥青路面检测的各项技术正在不断发展。由静态检测向动态检测发展，由手工方式向自动化发展，由有损检测向无损检测发展，由单项检测向集成检测发展。检测的速度也越来越快，效率越来越高，结果越来越精确。
肯定有意义啊。。道路施工存在的问题太多了。你在网上找一找。随便百度一下。然后自己根据问题及解决方法写论文。。这个论题太好写了。
在结构混凝土施工过程中，混凝土表面常会出现各种病害，其中混凝土裂缝是很普遍的结构性病害之一。它不仅影响结构的美观，也会降低结构混凝土的强度，影响结构的使用性能和使用寿命，给人们的生活、生产带来不便。因此，对引发结构混凝土裂缝的成因进行分析、归纳及采取预防措施很有必要。裂缝的成因在施工和使用过程中，引起建筑混凝土结构开裂的原因很多，当发生温度和湿度变化、结构受荷、地基不均匀沉降、施工方式不当时，都非常容易产生裂缝，具体原因有以下几方面：1、设计构造在设计时考虑不周，结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中；在构造处理不当时，现浇主梁在搁次梁处如果没有设置附加箍筋或附加吊筋，以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。2、地基变形建筑工程基础不均匀沉降是造成钢筋混凝土开裂的主要原因：（1）房屋建于土质差别较大或软弱土质上。（2）建筑物基础深浅不一。（3）房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大。（4）建筑物平面形状复杂、立面变化过大、长度过大等原因造成基础不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向与地基变形的情况有关，由于地基变形的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的，危害较大。3、施工方面施工工艺不当是造成钢筋混凝土开裂的另一个主要原因。由于施工原因造成裂缝出现的因素很多，主要有：（1）水泥、砂、石等质量不好是引起裂缝较常见的因素。若工程上用了这些不合格的材料就会导致“豆腐渣工程”，所以说只有把好材料的质量关，工程质量才会在根本上得到保证；（2）混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂缝产生的直接或间接原因；（3）水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内外湿度较大更容易产生裂缝；（4）模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都有可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太大或太小，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。4、结构受荷在施工中和使用中由于结构受荷都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30-40%的设计荷载，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的（这类裂缝也称为无害裂缝）。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2-0.3mm，对那些宽度超过规范规定的裂缝，以及不允许开裂的构件上出现裂缝则是有害的，需加以认真分析，慎重处理。5、温湿度变化当温度变化时，由于材料热胀冷缩，房屋各部分构件将产生各自不同的变形，引起彼此制约而产生应力。因屋面混凝土与墙体的线膨胀系数不一致，屋面变形较大，当屋盖和墙体之间构造处理不当，会使墙体受拉，当其剪力和拉应力大于砌体的抗剪抗拉强度时，产生温差裂缝。普通混凝土在空气中硬结，湿度发生变化时，体积会有所收缩，由此而在构件内产生拉应力，在早期混凝土强度较低时，混凝土收缩值最大。因此，若构件早期养护不良，极易产生收缩裂缝。裂缝的控制措施1、设计方面（1）设计中的“抗”与“放”。在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓抗就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓放就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用抗放结合、或以抗为主、或以放为主的设计原则来选择结构方案和使用的材料。（2）设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。（3）积极采用补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好。（4）重视对构造钢筋的认识。在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。（5）对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。2、材料选择和混凝土配合比设计方面（1）根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强的水泥。（2）选用级配优良的砂、石原料，含泥量应符合规范要求。（3）积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目前已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。（4）正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。（5）模板构造要合理，以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝；模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载作用下，模板变形过大造成开裂，合理掌握拆模时机，拆模时间不能过早，应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂，但也不能太晚，尽可能不要错过混凝土水化热峰值，即不要错过最佳养护时机。（6）配合比设计应采用低水灰比、低用水量，以减少水泥用量。配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。应严格按选定的配合比施工，配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌均匀。3、现场操作方面（1）浇捣工作：浇捣时，振捣棒要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除混凝土内部的水分和气泡。（2）混凝土养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要，以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护，养护时间为14-28天。（3）混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。（4）避免在雨中或大风中浇灌混凝土。（5）对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。（6）夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。
浅谈钢筋混凝土楼板裂缝的成因和防治措施论文
关键词： 混凝土楼板；裂缝；防治
摘要： 本文首先分析了目前普遍采用的现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的特点和常见裂缝产生的原因，提出了具体预防措施和处理方法，供大家参考。
1、前言。
目前建筑物的楼板大多采用现浇钢筋混凝土楼板，因为现浇钢筋混凝土楼板在结构安全性，整体性和使用功能等方面都比预制板优越得多。但是现浇钢筋混凝土楼板的裂缝，是目前较难克服的质量通病之一，楼板裂缝轻者影响美观，重者破坏房屋结构的安全性，降低房屋的抗震能力和房屋的正常使用，特别是一些住宅楼板的裂缝发生后，往往会引起投诉纠纷等。根据对一些住宅小区的调查来看，现浇楼板裂缝大都发生在楼板表面，有的是表皮裂缝，有的是混凝土自身裂缝。除常见的板四角斜向裂缝外，还有许多横向、纵向杂乱的裂缝。
从现场取证及施工中出现的楼板裂缝有如下特点：
（1）部分裂缝出现在楼梯与楼板梁相连接处，特别是先砌砖，后浇混凝土者出现较多。
（2）裂缝多分布在建筑物外墙转角处房间的楼板上，一般呈45。斜向，有时一只角位同时出现2条～3条裂缝，基本为上下贯通。
（3）部分裂缝产生在板内管线埋设位置，沿着管线等应力集中部位展开。
以上裂缝不仅影响外观，还可引起渗漏、钢筋腐蚀和混凝土碳化等，影响建筑物的耐久性，给用户带来严重的不安全感。在裂缝出现后，如不及时采取补救措施，在1年～3年内裂缝会继续发展，给人的安全造成威胁。文中主要从设计、施工等方面来剖析裂缝的成因，并探讨具体的防治方法和弥补措施。
2、楼板裂缝原因分析。
（1）温度应力。
现浇钢筋混凝土楼板裂缝主要是由混凝土温度变形和收缩变形引起的。当环境的温度和湿度变化时，混凝土相应的会产生温度变形和收缩变形，由于现浇板的体积与表面积的比值（体表比）较小，混凝土的收缩变形较大，使板内出现拉应力。石河子地区具有荒漠大陆性气候特点属于典型的炎热和干燥气候，夏季白天升温快，气候炎热，夜间降温快，日差较大。混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，当板内的拉应力超过混凝土的抗拉强度并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候，楼板内就会产生裂缝。
（2）水泥的品种与强度等级、水泥用量、水灰比。
水泥的水化热是水泥固有的性质，水化热引起混凝土内部温度的升高，内外产生温差，温差引起的应力可使混凝土产生裂缝。不同品种不同强度等级的水泥矿物成分的含量不相同，矿物成分中铝酸三钙水化产生的热量最大，速度也快，另外水泥细度越细，水化反应比较容易进行，水化放热量越大，放热速度也越快。因此根据水泥的不同矿物成分含量选择低水化热的水泥品种和与混凝土强度等级相适宜的水泥强度等级是预防裂缝的前提。混凝土中的水泥用量越大，总发热量越大。混凝土的温度会随水泥用量的增加而提高，造成混凝土的收缩大，水化热高，产生非受荷裂缝。相同强度等级的混凝土，水灰比增大，水泥用量增多，凝土的收缩量增大。混凝土硬化过程是化学结合水与水泥化合的结果，水灰比大，用水量多，混凝土的收缩增大。这是由混凝土收缩引起的非荷裂缝。
（3）粗细骨料。
夏季露天堆放的砂石料受高温和太阳辐射的影响表层温度达6℃以上，用这种砂石料配制混凝土会增大用水量，环境温度过高使水泥出现假凝和粘罐现象。由于水灰比的增大和搅拌质量的降低，将导致混凝土的强度降低干缩增加。
（4）浇筑方案。
整体现浇楼板浇筑之前，应从人、机、料、法、环五个方面入手编制一个科学的浇筑方案，在实际的施工过程中，大多数工地的垂直运输机械使用的是龙门架，设备比较陈旧，工作效率不高，在天气炎热、操作人员比较困乏的情况下会出现部分混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的时间超过了规范规定的时间，未做技术处理。导致了混凝土在浇筑时就已经留下了裂纹隐患，这种裂缝具有位置的不固定性，事后在没有客观真实的施工记录情况下，对此种裂缝产生的原因难以做出正确的判断分析。
（5）板内埋设的PVC管。
近些年来推广使用PVC管预埋，特别是总进户线预埋管管径较大预埋时又贯穿于板的长度和宽度方向，同一块板预埋管比较集中，楼板的厚度一般是80—120mm，使板内有效截面受到不同程度的消弱。另外预埋管与混凝土的膨胀系数不一致，粘结效果差，这时沿预埋管就有可能因为应力集中而出现裂缝。
（6）养护。
混凝土失水会影响水泥水化作用的正常进行，而且因水化作用未能完成，造成混凝土结构疏松，渗水性增大，形成干缩裂缝。特别是期养护质量与裂缝的关系密切，期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。
（7）施工荷载超载。
混凝土浇筑完成后，还没有达到足够的强度，就迫不及待的上人操作和堆放材料，使其产生过大的变形，导致裂缝产生。这是结构受荷后产生的裂缝，施工中主要是楼板上施工荷载超载如：普通粘土砖堆放集中，塔吊吊运材料下落时吊笼对楼板的冲击等。
（8）模板的`拆除。
现浇板在未达到规定的拆模强度时拆除模板或支架，此时楼板的承载能力低于设计允许荷载，使楼板在不正常的情况下受荷产生裂缝，这是结构受荷引起的裂缝。施工现场也会出现在未达到规定的拆模强度时，拆除个别的木支撑或钢管支撑、扣件等，造成支架的承载体系发生变化而产生裂缝。
3、裂缝控制措施。
（1）施工方面。
保证模板的刚度。模板支撑的选用必须经过计算，除满足强度要求外，还必须有足够的刚度和稳定性。
模板的周转配置，应考虑到规定的拆模时间，跨度大于2m小于8m的现浇楼板，其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%，当跨度大于8m时，拆模混凝土强度必须达到标准值的100%，防止过早拆模引起的混凝土损伤。
在楼板负弯矩钢筋处设置撑脚和马凳，楼面钢筋上设置跳板，严禁在混凝土浇捣过程中踩踏钢筋，确保负弯矩钢筋的正确定位。
楼板混凝土浇捣完毕后，根据当时室外气温，确定养护方案。冬、夏季节，应采取混土表面加盖草包、塑料薄膜等养护措施。混凝土在浇筑完后12h内，必须进行浇水养护，浇水养护时间一般不得少于7d，对掺用缓凝剂或抗渗要求的混凝土，不得少于14d。
按科学规律安排施工工期与进度计划。楼板混凝土浇捣完成后，其强度未达到1.2N/mm，施工人员不得在楼面操作及堆放材料。
（2）材料方面。
合理确定混凝土的配合比和坍落度。在混凝土配合比设计时，应全面考虑，多用骨料、少用粉料，以减少裂缝产生。严格控制混凝土的水灰比，控制坍落度不宜过大，确保每层混凝土坍落度基本稳定。
严格原材料检验试验。在搅拌混凝土之前，必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试，不合格的材料不得使用。
采取适当措施增加混凝土的抗拉强度。当工程需要时，可通过添加合成纤维等措施增加混凝土的抗拉强度，控制混凝土的裂缝。
4、裂缝的处理方法。
对于一般混凝土楼板表面的龟裂，可先将裂缝清洗干净，待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时，可用抹压一遍处理。
其它一般裂缝处理，其施工顺序为：清洗板缝后用l：2或l：l水泥砂浆抹缝，压平养护。
当裂缝较大时，应沿裂缝凿八字形凹槽，冲洗干净后，用l：2水泥砂浆抹平，也可以采用环氧胶泥嵌补。
当楼板出现裂缝面积较大时，应对楼板进行静载试验，检验其结构安全性，必要时可在楼板上增做一层钢筋网片，以提高板的整体性。
通长、贯通的危险结构裂缝，裂缝宽度大于0.3mm的，采用结构胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。
在板底裂缝可采用增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理，粘贴宽度为350mm。既能起到承受抗拉裂补强作用，又不影响粉刷和装饰效果。是目前较好的裂缝祢补措施。
5、结束语。
现浇钢筋混凝土楼板裂缝的预防与控制一直都值得关注，虽然已有的方法可将某些裂缝控制到一定的程度，但裂缝带来的隐患仍然随处可见，不管是表面的还是结构裂缝。只有从设计、材料、施工、使用等方面继续探讨，不断寻求更好的方法，才能进一步减免现浇钢筋混凝土楼板中的裂缝。
研究中发现，人工裂缝方向（即最大水平主应力方向）与构造大断层走向（即天然裂缝方向）呈近90的夹角。应用AEO-4A裂缝监测系统对压裂井或高压注水井进行裂缝监测，得到裂缝的形态、延伸长度及方位（表5-1-8）。
表5-1-8 文东沙三中储层天然裂缝与人工裂缝测试统计表
由表5-1-8，无论是天然裂缝还是人工裂缝都是垂直缝，这是由储层三向应力决定的。从裂缝方位看，天然裂缝延伸方向基本垂直于最大水平主应力方向，而人工裂缝方向基本平行于最大水平主应力方向。
具体到文13西块，复杂块和简单块构造特征完全不同，表明二者受到的应力场也不相同。复杂块，人工裂缝方位一般为30°～50°，表明复杂块主应力方向也应为该方向，而天然裂缝方位应该在130°左右。简单块文13-281井所测主应力方向为135.5°±10°，可以推测简单块天然裂缝延伸方向应当为45.5°±10°，文13-83井示踪剂监测结果也证实了这个认识（图5-1-7）。
(一) 成像测井识别裂缝
裂缝在井壁电成像和声成像测井图上均表现为连续或间断的深色条带，其形状取决于裂缝的产状。垂直缝和水平缝分别为竖直的和水平的条带，斜交缝为正弦波条带状，网状缝为正弦波条带状、竖直的和水平的条带的组合特征。低角度裂缝、高角度缝和网状缝3种裂缝性储层的电成像测井响应特征如图4－21所示。
对裂缝性质的解释主要要注意天然裂缝与层理、各种诱导裂缝，如钻具振动形成的裂缝、重泥浆造成的压裂缝、应力释放裂缝和井眼崩落的区别。特别是应力释放裂缝，既可在岩心上出现，也可在井壁上出现。在成像图上的特征为1组接近平行的高角度裂缝，且裂缝面十分规则。在常规测井解释中，容易误解释为低孔高角度裂缝型储层。当出现在岩心上时，很容易给岩心描述带来错觉，必须注意识别。其方法是看裂缝中有无泥浆侵入的痕迹，无侵入者为应力释放裂缝。应力释放裂缝只有1组，且裂缝面较为完整;而压裂缝或为3组，或为一组不完整的，且仅出现在两个对称方向上的高角度裂缝。
根据X1井EMI图像显示特征，在EMI测量井段内，裂缝较发育，类型有:斜交缝、高角度缝、网状缝(表4－6)。
表4－6 X1井石炭系裂缝统计表
续表
图4－21 X1井裂缝类型EMI图像
斜交缝:倾角小于90°的开口缝，包括高角度斜交缝(倾角≥70°)、低角度斜交缝(10°≤倾角<70°)，EMI图像显示为黑色正弦曲线。EMI测量井段内发育有多组(数条)斜交缝。
高角度缝:倾角等于90°的开口缝，EMI图像上表现为黑色竖线，缝宽不等，通常情况下两条线相互平行，延伸较长。
网状缝:由两组以上产状不同的裂缝相互切割的呈网状的开口缝组成。本井石炭系网状缝相对欠发育，网状缝基本是与斜交缝交替发育。
(二) 常规测井识别裂缝
理论研究结果表明，深、浅双侧向电阻率的大小及差异性质除受流体性质影响外，还严重地受到另外两个因素的控制。一是裂缝张开度、裂缝密度、裂缝产状、裂缝径向延伸等裂缝自身的特征;二是岩石本身的电阻率。
1. 双侧向测井
(1) 裂缝性储层在深、浅双侧向上的响应特征
由于深、浅双侧向电阻率的大小及差异性质受流体性质、裂缝张开度、裂缝密度、裂缝产状、裂缝径向延伸以及岩石本身的电阻率影响。因此高角度裂缝(>75°)为主的储层来说，深、浅双侧向出现正差异，且比值随裂缝倾角、裂缝张开度、裂缝径向延伸度、裂缝纵向穿层长度的增大而增大。对于低角度裂缝(<75°)，深浅侧向出现负差异。此外还必须考虑到岩块电阻率Rb的影响，即对同样的裂缝，Rb越高，深浅双侧向的电阻率差异也越大。斜角缝、高角度缝和网状缝三种裂缝性储层的深、浅双侧向测井响应特征分别如图4－22～图4－24。
图4－22 X2井斜角缝测井响应特征
(2) 裂缝性储层在微球形聚焦测井曲线上的响应特征
微球形聚焦测井具有比双侧向的径向探测深度浅，垂直分辨率高的特点，因此它受井眼和泥饼的影响比双侧向测井大，但它分辨裂缝的能力却远比双侧向强。因此，当井眼较规则时，微球形聚焦测井在裂缝段将发生比双侧向较多的起伏，且在双侧向电阻率背景上来回变化，如图4－23。
2. 密度测井
密度测井测量的是岩石的体积密度，主要反映的是岩石的总孔隙度，而与孔隙的几何形态无关。由于密度测井仪为极板推靠式仪器，当极板接触到天然裂缝时会对密度测井产生较大影响。
图4－23 X3井高角度缝测井响应特征
图4－24 X4井网状缝测井响应特征
3. 补偿中子
与密度测井类似，补偿中子测量的也是岩石的总孔隙度，不受孔隙几何形态和分布的影响。补偿中子由于其测井探测深度较大，而成为确定非均质的裂缝性火山岩油藏总孔隙度的有效方法。在裂缝性火山岩剖面层段上，补偿中子显示为相对高的孔隙度值，而且裂缝越发育，中子孔隙度就越大。与其他常规测井类似，补偿中子也同样只能指示裂缝带的位置，不能确定裂缝的发育方向。
4. 声波时差
裂缝在声波时差曲线上的反应与井筒周围裂缝的产状及发育程度有关。声波时差对高角度缝没有反应，对低角度缝或网状裂缝，声波时差将相应增大。当遇到大的水平裂缝或网状裂缝时，声波能量急剧衰减而产生周波跳跃现象。因此利用声波时差可以识别水平裂缝或网状裂缝，但不能用于识别垂直裂缝。
(三) 地层倾角测井识别裂缝
地层倾角测井是探测天然裂缝的各种方法中较为有效的方法之一。用地层倾角测井资料识别裂缝的方法有:裂缝识别测井、电导率异常检测、定向微电阻率、双井径曲线等。
1. 裂缝识别测井(FIL)
地层倾角的微电阻率曲线常在高阻背景上以低的电阻率异常显示出裂缝。FIL是利用地层倾角的4条微电阻率曲线，按顺序排列组合相邻两极板的4组重叠曲线(1－2，2－3，3－4，4－1)，裂缝则以明显的高电导率异常显示出来。当任一极板通过充满高电导率泥浆的裂缝时，其电导率升高，重叠曲线出现幅度差。一般高倾角裂缝常以一组或两组明显的幅度差出现，垂直裂缝在两条曲线上有较长井段的异常;而水平裂缝在4条重叠曲线上均有较短的异常。这种方法的缺点是不能准确地识别沉积构造和裂缝。
2. 利用电导率异常检测识别火山岩裂缝
该方法是利用地层倾角测量的原始记录在曲线对比垂向移动范围所确定的井段上，求出各极板与相邻两个极板电导率的最小正差异值，并把此值叠加在该极板的方位曲线上。作为判别裂缝的标志，这种方法排除了由于层理所引起的电导率异常，突出了与裂缝有关的电导率异常。在电导率异常检测DCA成果图上，不仅可以直接显示出裂缝的存在，而且直接给出了裂缝存在的方位。用该方法必须满足下列3个条件:①电导率超过一定的水准，②电导率数值之差足够大，③异常可以在极少数连续层位上探测到。
3. 双井径重叠法
双井径重叠是识别裂缝的一种重要方法，通常具有较好的使用效果。根据地层倾角测井曲线显示的定向扩径、椭圆形井眼及相对方位角曲线平直无明显变化等，可以划分出高角度裂缝层段。而且，根据扩径方位或椭圆形井眼的长轴方向，可以确定高角度裂缝的方向。一般双井径曲线值与钻头直径均相等为硬地层，双井径曲线值均小于钻头直径为渗透层，双井径曲线值均大于钻头直径为泥岩或疏松易塌层，双井径曲线值之一大于钻头直径，另一等于或小于钻头直径，呈椭圆形井眼，为高角度裂缝。
(四) 利用双侧向测井资料定性识别裂缝的实现方法
为了能有效识别出裂缝、优化单井射孔层段，从而更好地指导现场生产工作，在基于对众多的成像测井资料与常规测井资料进行对比分析后，建立了天然裂缝的常规测井解释模型。这种方法不同于裂缝孔隙度计算，是一种定性的判断方法，其主要方法是首先提取成像测井资料中典型的裂缝，然后对常规测井资料进行标定，从而提取裂缝在常规测井资料中的响应特征，然后针对这些特征进行编写识别程序，从而使用计算机对裂缝进行自动识别评价。
通过分析笔者发现当地层出现网状缝或其他类型的斜交缝的时候，微球测井曲线一般会比较迅速地下穿双侧向，在非裂缝处微球一般会悬浮于双侧向之上。其原理为:井壁的张开裂缝会导致微球电阻率值(RXO)的急剧下降(张开裂缝中充满泥浆所致)，依此可以识别裂缝发育井段。通过与成像测井对比发现，该方法可以识别多数的张开裂缝，但无法区别钻井诱导裂缝。
其识别图版为:
BRXO≤0.8并且BXOT≤0.8
则该井段为裂缝发育井段当RT≤70和RXO≤70的情况不能使用本方法判断。
其中:BRXO=RXO/RXO1;
BXOT=RXO/RT。
式中:RXO———冲洗带电阻率;
RT———地层真电阻率;
BRXO———冲洗带电阻率变化幅度;
BXOT———冲洗带电阻率与地层真电阻率幅度比;
RXO1———RXO曲线上当前深度点的上一个采样点。
通过BRXO和BRXT的斜率大小来判断裂缝的存在。
图4－25是利用该方法进行裂缝识别的一个实例，图中第三道裂缝指示曲线即是根据双侧向和微球形聚焦测井曲线计算得到的，它只是一条定性指示曲线。无量纲，代表该深度存在裂缝或裂缝发育的相对程度。
通过利用常规测井曲线计算判断的储层裂缝段与成像测井拾取的裂缝层段对比，认为利用常规测井资料判断裂缝的方法是可行的，也是较为有效的。
(五) 基于测井曲线元的裂缝定量识别
针对火山岩裂缝性油气藏裂缝测井识别这一难题，在充分分析其裂缝曲线元及其变化特征的基础上，刻画了裂缝曲线元的数学特征，建立了基于测井曲线元的裂缝概率模型，进而来计算裂缝发育的概率。
裂缝的存在对电性、放射性等各种物理性质均有不同程度的影响，其影响可在测井曲线元的变化形态上造成异常响应。由于各种测井方法对裂缝的敏感程度并非完全相同，加之某些非裂缝因素也可能引起与裂缝相同的异常响应。所以，用一、二种常规测井方法识别裂缝的准确性往往很低，在井眼条件较差的情况下尤其如此，而多种测井信息综合反映裂缝的可能性明显增大。因此，本节利用多种常规测井信息来建立基于测井曲线元的裂缝概率模型，进而来对研究工区的裂缝进行定量识别。
1. 裂缝曲线元及其特征
在裂缝发育段，三侧向电阻率曲线和微电阻率都比上下相邻曲线段读值降低，但不同的层段降低的程度有所不同。也就是说，同样是裂缝发育段，曲线的形态还与岩性、层厚、泥浆电阻率、侵入深度等因素有关。而这些因素的影响都反映在曲线元的形态变化上。
图4－25 X5井利用双侧向和微球形聚焦测井识别裂缝实例
为了便于准确地刻画测井曲线的变化形态，引入了测井曲线元的概念。在测井曲线上，如果对曲线所考查的某一性质与邻近的曲线段明显不同，则把这样的一段曲线称为测井曲线元，简称为曲线元。记为
准噶尔盆地火山岩储层测井评价技术
或者记为C∶C∈［a，b］。通常a，b为测井曲线的左右刻度。
假设Ci－1∈［a，b］、Ci∈［a，b］、Ci+1∈［a，b］分别为相邻的3段曲线元，假设Ai－1，Ai，Ai+1表示相应曲线元的某一性质，ε1为一给定值，依据定义则有
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式(4－13)中，F并不表示一种单纯的映射，而是一种刻度，就是一种度量相邻曲线元某一特征的差别的方式。ε1是针对某一项待考察的指标给定的限定值，也就是划分不同曲线元的截至值。
若已知Ci∈［a，b］为一曲线元，［a，b］为该曲线的左右刻度。有时这一区间也可限定在该段曲线的最大最小值之间。
曲线元的数理统计分析主要计算曲线元的均值μ、极差J、数学期望E、方差σ2或标准差σ等。在进行数理统计分析之前，先要有一个合理的假定条件，对于xi∈［a，b］，i=0，1，…，n取任意值的几率都是相等的。因为对于某一段地层来说，在已知的值域内(比如曲线的左右刻度)，没有任何理由让某一项测井量(例如电阻率)只取某一值而不能为另外的值，也就是说，在值域测井量取任一个值的机会是均等的。因此对于任意点的概率Pi有
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在这一假设条件下，测井曲线元的数学期望和方差就可以计算了。
根据关键井的岩心标定，裂缝在测井曲线上的变化特征主要表现为三侧向电阻率曲线出现高值背景上的降低，深浅电阻率的幅度差也有所减小，同时微电极曲线也表现为同样的特征。自然伽马曲线没有增大或增大很小，通过滤波可以消除。把这样的曲线段称为裂缝曲线元。
2. 火山岩储层裂缝指标的定义
在实际处理过程中，考虑到火山岩地层岩性的复杂性，定义的裂缝指标有如下4种方式。
(1) 双侧向或双感应幅度差
直接在综合测井曲线图(对数坐标)上找到致密段和裂缝段的双侧向(或双感应)幅度差绝对值，ΔRb和ΔRf。当前处理深度的电阻率幅差指示的裂缝概率为:
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式中:P———裂缝概率;
ΔR———当前深度的电阻率对数的幅度差绝对值。
(2) 井径测井曲线
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式中:CAL———当前深度的井径;
CALf和CALb———裂缝层段和致密层段的井径。
(3) 微球形聚焦测井
对微球形聚焦电阻率测井曲线的对数lg(x)进行滤波处理，得到滤波后的测井曲线lg(x)'，提取剩余变化(Dx)，则裂缝概率:
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式中:Dxf和Dxb分别为裂缝层段和致密层段的剩余变化值;Dx=lg(x)－lg(x)'。
(4) 其他曲线
对其他非电阻率测井曲线x进行滤波处理，得到滤波后的测井曲线x'，提取剩余变化Δx=x－x'。
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式中:Δxf和Δxb———裂缝层段和致密层段的剩余变化值。
上述指标除了双侧向取绝对值外，均考虑到裂缝特征在曲线上的方向性。
3. 裂缝识别
一般测井采样间距为12.5cm，岩心裂缝观察表明裂缝的一般长度在1个采样间距到几十个采样间距之间。因此，从采样间距上考虑，如果要利用常规测井曲线识别裂缝，必须至少有3个采样点，即2个采样间距构成的裂缝。因为如果是2个采样点，2个采样点读值的变化只可能是由大变小、相反或不变，3种之一，而不能构成裂缝曲线元由大变小再变大的变化特征。这是根据常规测井曲线判断裂缝存在的必要条件。一条裂缝的延伸长度必须至少大于12.5cm×2cm才能够被常规测井曲线识别到。从测井解释的角度说，常规测井资料识别的裂缝长度至少是25cm。
根据裂缝曲线元的特征编制了基于测井曲线元的计算机裂缝识别软件系统，其识别过程如下。
1) 测井数据录入。
2) 判断原始数据文件是否有三侧向曲线和微电极曲线，或二者之一。如果都没有，则无法进行裂缝识别，退出系统。
3) 测井资料校正和数据标准化。资料校正是正确识别的前提，数据标准化便于进行曲线元拟合和计算曲线元的数字特征。该软件主要采用了极差标准化、极差正规化和标准差标准化3种方法。
4) 读入分层数据。研究中只对砂岩储层段进行了裂缝识别，对泥岩未处理，所以在识别之前先要读入分层数据。如果该井还没有分层，必须先分层。
5) 曲线元滤波。滤波主要是消除曲线上微小的扰动，因为它会影响到对裂缝曲线元识别。滤波方法多采用加权滑动平均法，如钟型函数或汉明函数等，也可采用卡尔曼滤波。
6) 从第1层开始，逐点判断电阻率与邻近上下两个采样点关系，设存在xi－1，xi，xi+1为3个相邻的采样点，并且给定ε为一门限值，如果式(4－19)成立，则从采样点xi开始记录采样点数S1，直到式(4－19)成立，则必然有式(4－20)成立。同样开始记录采样点数S2，直到式(4－20)不成立
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记录满足式(4－19)和式(4－20)总采样点数(S=S1+S2)。对三侧向和微电极曲线依据式(4－19)和式(4－20)作判断。
7) 对同一层段的GR曲线进行判断，消除由于泥岩夹层引起电阻率降低而误判为裂缝的层段。
8) 计算裂缝存在概率Pf。
计算裂缝曲线元的极差(J)、数学期望(E)、方差(D)。因为裂缝曲线元的形态特征是电阻率在高值背景上的骤然降低，表明其极差很大，并且降低越明显，极差就越大。同时，其数学期望与极差的差值也随之增大。方差越大，裂缝存在的可能性越大，因此裂缝的概率与方差成正比。此外裂缝曲线元的曲线突变不会延续很长，否则这种突变成了一种渐变，也就不是裂缝了。定义单条曲线判断裂缝存在的概率计算式为
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在识别过程中，对于JD－581测井系列同时采用了深、浅三侧向及其幅度差、微电极及其幅度差、GR曲线、感应曲线和声波曲线;对于CLS3700测井系列则将三侧向换为双侧向电阻率曲线。根据式(4－21)，每1条曲线都将给出1个单曲线裂缝存在概率，按照贝叶斯准则，所有曲线指示裂缝存在概率由下式计算
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式中，Pf，i———单曲线裂缝存在概率;
l———参加裂缝判别的曲线条数。同时给定了一个经验参数εP作为裂缝存在概率的截止值，规定只有Pf>εP时，才认为该裂缝存在，并且被记录下来。
经本书研究确定，RXO权值变化范围为0.4～0.5、Rt和Ri幅度差的权值变化范围为0.25～0.35、井径变化范围为0.1～0.2、声波或密度变化范围为0.15～0.25。
4. 裂缝识别实例
基于上述方法，对研究盆地内的白X1井进行裂缝识别，其识别成果图如图4－26所示。由该图可知，在1717～1728m井段所计算的裂缝概率值较高，说明该段发育裂缝的概率较大;而在1710～1717、1728～1750m井段处，所计算的裂缝概率值较低，说明该段发育裂缝的概率较小。裂缝概率反映地层中存在裂缝的概率大小，是对裂缝发育程度的判别。概率值越大，裂缝越发育;反之，概率值越小，裂缝发育越差。从FMI图像上看，1715.0～1720.0m发育一组高角度缝，在1720.0～1722.0m发育一组高角度缝以及斜交缝，在1722.0～1728.8m发育一组雁状缝以及斜交缝。根据岩心描述裂缝统计(表4－7)可知，在该井段内，裂缝较发育，类型有:斜交缝、直劈缝、网状缝、充填缝以及雁状缝。由此可知，对缺乏成像测井和岩心描述等资料的情况下，该方法能够利用常规测井资料来较准确地识别其裂缝发育的井段。
图4－26 白X1井裂缝识别实例
表4－7 白X1井裂缝统计表
由于本区石炭系地层火山岩岩性复杂，裂缝的常规测井响应特征(如声波时差、中子孔隙度、深浅双侧向等)受岩性影响较大，容易将岩性的变化混淆为裂缝。而成像测井图可直观地反映裂缝的形状(如弯曲程度)、填充状况。从本区岩心资料和成像测井资料综合来看，利用成像测井来识别裂缝较为有效。