2015-04-10 13:55 建設工程教育網整理 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:現(xiàn)場預制簡支梁施工中,梁體表面及深層經常出現(xiàn)裂縫而影響質量。本文介紹裂縫產生的原因及減少或避免裂縫發(fā)生的技術措施,提高施工質量。
近年來,交通基礎建設得到迅猛發(fā)展,各地興建了大量的混凝土橋梁。其上部結構多為現(xiàn)場預制梁板,無論先張法還是后張法施工中梁體均會出現(xiàn)表面或深層裂縫,從理論上來說預應力混凝土梁板不應存在裂縫,裂縫會使梁體受力后應力集中引起梁體破壞。
一、荷載裂縫
荷載裂縫是指構件受荷載或自重作用后梁體出現(xiàn)裂縫。荷載裂縫主要分斜裂縫和垂直裂縫兩種。
斜裂縫是荷載裂縫中最多的一種裂縫,多在運營后出現(xiàn)。往往發(fā)生在支座附近與梁軸線成25°~50°角,并隨時間推移裂縫長度、裂縫數(shù)都會增加。斜裂縫對梁體危害大,必須加固處理,在施工中必須提高認識,作好防治。
垂直裂縫產生跨中底部,垂直梁體。
荷載裂縫產生原因有:設計承載力不足、運營保養(yǎng)不足、超載運營等是重要原因。施工過程中不按圖紙施工,減少鋼筋面積、減小預應力值、混凝土標號或構件截面減小。造成粱體承載力不足受力后產生裂縫。
。ㄒ唬┬绷芽p斜裂縫防止措施:施工過程中嚴格控制混凝土配合比,特殊注意水泥強度,加強水泥現(xiàn)場保管防止水泥吸水板結失效,保證混凝土強度。嚴格控制鋼筋進場檢驗,保證鋼筋強度符合設計要求,配筋數(shù)量準確。預應力張拉時張拉力充足,嚴格檢查摸板尺寸及加固措施。保證鋼筋面積、預應力值、混凝土標號、構件截面符合設計要求。
。ǘ┐怪绷芽p垂直裂縫產生原因:主要是梁體拱度或承載力不足,受力后跨中下部產生裂縫,設計原因多些。主要有有效預應力設計不足、結構尺寸過大抵抗張拉(放張)拱度大等。施工中混凝土保護層較大,或亂踩已綁扎的受力鋼筋,使承受負彎矩的受力筋保護層加厚,導致構件的有效高度減小,荷載作用下形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫;虿鹉_^早,混凝土強度不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
(三)垂直裂縫防止措施:施工時增加保護層墊塊數(shù)量,提高職工質量意識,合理安排施工順序,嚴禁在已綁扎好的鋼筋上踩踏。混凝土澆筑時多做同條件試塊,保證試塊的真實有效。待混凝土強度達到規(guī)范要求后,拆除承重模板。
二、混凝土收縮裂縫
在工程中,混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮裂縫中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因,另外還有自生收縮和炭化收縮。
。ㄒ唬┧苄允湛s在混凝土澆筑施工后4—5小時左右,經常出現(xiàn)一種早期裂縫。這種裂縫為斷續(xù)的水平裂縫,裂縫中部較寬、兩端較窄、呈梭狀。裂縫經常發(fā)生在板結構的鋼筋部位、板肋交接處、結構變截面的地方。因此時混凝土尚未硬化產生的裂縫,稱為塑性收縮。
塑性裂縫產生的原因:主要是混凝土流動性過大或流動性不足以及不均勻,在凝結硬化前沒有沉實,當混凝土凝固沉陷時受到鋼筋、模板抑制以及模板移動造成混凝土二次移動,形成沿鋼筋方向水平的裂縫,因形狀象月牙所以通常叫“月牙縫”。
塑性裂縫防止措施:嚴格控制混凝土單位用水量在180kg/m3以下,水灰比在0.6以下,盡可能減少坍落度;摻加適量、質量良好的外加劑和摻合料,改善混凝土工作性和減少沉陷,混凝土攪拌時間要適當,一般以60—90秒為宜,時間過短會造成拌合物攪拌不均勻、過長都會造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷;混凝土澆筑時,下料不宜太快,防止堆積或振搗不及時;在混凝土澆筑1~1.5小時后,混凝土尚未凝結之前,對混凝土進行二次振搗,表面壓實抹光。
。ǘ┛s水收縮(稱為干縮裂縫):混凝土初凝以后,隨著表層水分逐步蒸發(fā),混凝土體積減小,縮水收縮(干縮)。收縮理論中毛細管張力學說認為混凝土表層水分損失快,內部損失慢,因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時,便產生收縮裂縫。
干縮裂縫發(fā)生在表層很淺的位置,裂縫細微,常常被人們忽視。但應當特別指出,由于裂縫碳化和鋼筋銹蝕的作用,干縮裂縫不僅嚴重損害結構的抗?jié)B性和耐久性,也會使混凝土的表面裂縫發(fā)展成為更嚴重的裂縫,影響結構的耐久性和承載能力。
干縮裂縫防止措施:主要是注意混凝土養(yǎng)護工作,增加混凝土灑水次數(shù)和數(shù)量。表面采用覆塑質養(yǎng)生膜或蓋草簾,特別注意風大、高溫干燥天氣的保溫。養(yǎng)護時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護時間越長,則混凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護方式比自然養(yǎng)護方式混凝土收縮要小。
。ㄈ┳陨湛s(膨脹)裂縫自生收縮是混凝土在硬化過程中,水泥與水發(fā)生水化反應,這種收縮與外界濕度無關,且可以是正的(即收縮,如普通硅酸鹽水泥混凝土),也可以是負的(即膨脹,如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土)。
自生收縮裂縫防止措施:主要選用合理的水泥品種、標號及單位水泥、水用量。單位體積水泥用量越大、磨度細度越大,則混凝土收縮越大,且發(fā)生收縮時間越長。用水量越大,水灰比越高,混凝土收縮越大。砂率越高,混凝土收縮越大。外加劑也影響混凝土收縮。
。ㄋ模┨炕湛s大氣中或施工時的二氧化碳、一氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學反應引起的收縮變形。多發(fā)生在暖棚法冬期施工時室內燃煤排煙不暢。炭化收縮裂縫一般寬度較細,且縱橫交錯,成龜裂狀,形狀沒有任何規(guī)律。
炭化收縮裂縫防止措施:暖棚法冬期施工時室內燃煤煙要排到棚外,并利用鼓風機加大燃爐進風,保證燃燒充分,不向棚內排放二氧化碳、一氧化碳。
三、混凝土溫度裂縫
混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環(huán)境或結構內部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。
混凝土產生溫度裂縫的原因:由于受到自身約束作用,導致局部拉應力較大,出現(xiàn)裂縫。在施工過程中,澆筑之后由于水泥水化放熱,致使內部溫度很高,內外溫差太大,致使表面出現(xiàn)裂縫。電氣焊施工時燒烤混凝土產生局部高溫,出現(xiàn)裂縫;炷羶炔亢,受凍后水體積膨脹,引起脹縫。
溫度裂縫防止措施:太陽曝曬天氣時,加強混凝土覆蓋及淋水降溫。施工中應根據(jù)實際情況,盡量選擇水化熱低的水泥品種,限制水泥單位用量,減少骨料入模溫度,降低內外溫差。注意收聽天氣預報,作好突然降溫預防工作。冬期施工時作好已澆筑混凝土的保溫,詳細計算保溫防護材料熱能損失,確保混凝土凝固前不受凍。蒸汽養(yǎng)護嚴格按施工規(guī)范要求速度升降溫。
四、混凝土振搗沉落裂縫
混凝土沉落裂縫產生原因:振搗時間太短,振搗不密實,混凝土強度受重力作用繼續(xù)沉落,側面部分混凝土受模板張力影響沉落較慢形成裂縫;振搗時間太長,粗骨料沉入底層,細骨料留在上層,在上層發(fā)生裂縫,既常說的過振水波紋;炷练謱踊蚍侄螡仓䲡r,接頭部位處理不好,新舊混凝土之間粘結力小,在施工縫間出現(xiàn)裂縫。
混凝土振搗沉落裂縫防止措施:機械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小,盡可能采用機械振搗。振搗時間應根據(jù)振搗機械性能決定,一般50mm插入式振搗棒以10-1 5s/次為宜;炷练謱訚仓䲡r,先把混凝土接觸面鑿毛、清洗好,再鋪一層高標號砂漿,然后澆筑混凝土。
五、露筋劈裂裂縫
由于混凝土保護層厚度不足,承壓時產生應力集中,引起混凝土劈裂。劈裂裂縫使鋼筋與混凝土握裹力削弱,結構承載力下降,并將誘發(fā)其它形式的裂縫,加劇鋼筋銹蝕,導致結構破壞。此類裂縫一般能看見鋼筋形狀,能夠引起注意。
露筋劈裂裂縫防止措施:增加保護層墊塊數(shù)量,加大墊塊強度。減小施工荷載,避免混凝土澆筑過程中鋼筋上堆料過多,設專人振搗前提鋼筋使保護層厚度準確。
六、張拉、放張不當裂縫
后張粱張拉施工時,因單束張拉,梁體縱向受力不均,產生側向彎曲,粱體開裂;蛞蛄憾艘粋仁軓埨瓑簯,一側正常,梁端縱向剪切開裂。此類裂縫多為偶然發(fā)生,發(fā)生后非常明顯,對梁體危害較大。
先張粱放張后,因各根預應力張拉力不一致,或失效塑料管長度錯誤,梁端縱向拉壓應力不一致產生剪切開裂。
張拉裂縫防止措施:后張法梁可采用先張拉一束,張拉到應力的60%后停止,然后張拉對稱的另一束,這樣粱體兩側受力一致,避免量端開裂。
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