摘要:結(jié)合多年來的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn),分析、總結(jié)出預(yù)應(yīng)力空心板裂縫的形成原因,并有針對(duì)性的提出防治措施,以避免在以后的工作中出現(xiàn)類似的問題。 

  關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力;空心板;裂縫;形成原因;防治措施 

  中圖分類號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A   

  1 裂縫形成原因 

  空心板的裂縫位置基本都在板端部附近,在板的頂面,裂縫多出現(xiàn)在箍筋處,沿截面高度呈上寬下窄狀,深度不大,在梁底板處,多出現(xiàn)在橫向鋼筋處,裂縫沿板縱長(zhǎng)方向,多屬于深進(jìn)或部分貫穿裂縫,根據(jù)多年的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn),裂縫多由以下原因造成: 

  1.1 原材料方面 

  1.1.1 水泥用量偏高 

  新橋規(guī)實(shí)施后,混凝土評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)提高,其水泥用量比以前增加了5%左右,一般施工人員偏于保守,水泥用量容易超過高限,由于水泥用量的增加使混凝土凝結(jié)收縮量增大,造成表面裂縫。 

  1.1.2 骨料含泥量超標(biāo) 

  在施工過程中,有時(shí)因自然條件限制或?yàn)楣?jié)約成本選用劣質(zhì)骨料,沙、碎石的含泥量超標(biāo),這樣水泥與骨料的膠結(jié)力下降,造成混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性降低,產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫。 

  1.1.3 干縮作用 

  混凝土在凝結(jié)、硬化過程中,大部分水分逐漸蒸發(fā),僅很少一部分水分參加水化反應(yīng),使混凝土產(chǎn)生干縮變形,干縮作用使混凝土內(nèi)產(chǎn)生不同程度的拉應(yīng)力,由于混凝土抗拉強(qiáng)度小,如果未設(shè)置合理的受力鋼筋,將會(huì)出現(xiàn)大量裂縫。 

  1.1.4 堿骨料反應(yīng) 

  混凝土拌和后,水泥中的堿不斷溶解,產(chǎn)生的堿液與活性骨料的硅酸鹽物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),析出膠狀的堿-硅膠,膠從周圍介質(zhì)中吸收水分而發(fā)生膨脹,產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度時(shí),會(huì)出現(xiàn)裂縫。 

  1.2 施工方面 

  1.2.1 水灰比過大 

  在混凝土的拌制過程中,由于拌制機(jī)械的原因或人為的操作失誤,導(dǎo)致水灰比過大而造成離析現(xiàn)象,其結(jié)果是振搗后粗骨料沉于下部,水泥漿上浮到頂板,從而使混凝土強(qiáng)度上下不均勻,下部強(qiáng)度大,頂板強(qiáng)度小,往往造成在頂板每根箍筋處橫向裂縫較為嚴(yán)重。 

  1.2.2 混凝土配比不合理 

  由于工期較長(zhǎng),原材料分批次運(yùn)進(jìn),造成施工實(shí)際配比與實(shí)驗(yàn)配比不同,導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度偏低,形成裂縫。 

  1.2.3 內(nèi)橡膠氣模上浮 

  施工中,基于經(jīng)濟(jì)及拆模方便的考慮,預(yù)應(yīng)力空心板一般采用充氣橡膠內(nèi)模,在混凝土澆筑過程中,混凝土對(duì)氣模有較大的浮力,如果氣模固定不牢,會(huì)產(chǎn)生上浮現(xiàn)象,造成頂板厚度減小,進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。 

  1.2.4 內(nèi)氣模變形 

  氣模因?yàn)橹圃熨|(zhì)量或在施工中有所損壞,造成在混凝土澆筑過程中漏氣,氣壓降低內(nèi)模變形,在混凝土幾乎沒有強(qiáng)度的情況下,頂板混凝土將發(fā)生下陷,造成難以補(bǔ)救的事故。 

  1.2.5 內(nèi)氣模抽拔過早 

  內(nèi)氣模抽拔時(shí)間一般控制在混凝土強(qiáng)度達(dá)到0.6~0.8MPa時(shí)為宜,抽拔過早會(huì)出現(xiàn)“粘皮”現(xiàn)象,當(dāng)頂板厚度減小或頂板浮漿過厚時(shí),就容易產(chǎn)生縱橫裂縫。 

  1.2.6鋼筋被碰撞變形 

  在鋼筋籠吊裝或在混凝土澆筑過程中,由于碰撞等導(dǎo)致空心板鋼筋變形,其抵抗力喪失,從而使拉應(yīng)力超過混凝土拉應(yīng)力允許值發(fā)生裂縫。 

  1.2.7養(yǎng)生不及時(shí) 

  空心板混凝土澆筑完畢后,沒有及時(shí)地養(yǎng)護(hù),混凝土表面水分蒸發(fā)過快,從而形成干縮裂縫,外界溫度在5℃以下時(shí),如果不及時(shí)覆蓋保溫材料,也容易出現(xiàn)裂縫。 

  1.3設(shè)計(jì)方面 

  1.3.1普通鋼筋用量不當(dāng) 

  對(duì)于板端封錨區(qū)等應(yīng)力集中處,由于設(shè)計(jì)普通鋼筋用量或間距不足,致使裂縫寬度超出規(guī)范要求,或是普通鋼筋在局部用量過大、間距過密鋼筋阻止了混凝土正常的凝固收縮而產(chǎn)生裂縫。 

  1.3.2對(duì)水化熱考慮不足 

  水泥水化過程中會(huì)釋放出大量的熱能,水化反應(yīng)有兩次升溫和兩次降溫過程,內(nèi)部溫度升高,而板面溫度因外界氣溫相對(duì)偏低,升溫使混凝土內(nèi)部體積膨脹,降溫使混凝土表面收縮,膨脹時(shí)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,收縮時(shí)混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)壓應(yīng)力和拉應(yīng)力超過其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度時(shí),梁板表面將發(fā)生裂縫現(xiàn)象。 

  1.3.3忽視溫差應(yīng)力 

  由于對(duì)施工季節(jié)白晝溫差估計(jì)不足,因氣溫的急劇變化或大風(fēng)造成混凝土表面急劇冷縮或干縮,從而增大了混凝土表面的拉應(yīng)力,造成空心板早起裂縫的形成。 

  2 防治措施 

  2.1原材料方面 

  2.1.1嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān) 

  必須按照相關(guān)設(shè)計(jì)、施工規(guī)范的質(zhì)量要求,嚴(yán)格進(jìn)行選料,對(duì)不符合要求的砂、石料和水泥不許進(jìn)場(chǎng),對(duì)含泥量較大的骨料要用水沖洗嚴(yán)禁使用過期的和不同標(biāo)號(hào)的水泥,盡量采用發(fā)熱量及收縮量較小的水泥。 

  2.1.2確定合適的水泥用量 

  應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定合適的水泥用量,盡量減少高標(biāo)號(hào)水泥的用量,并可摻加適量的礦物混合料,以減少裂縫產(chǎn)生。 

  2.2施工方面 

  施工階段是裂縫控制的關(guān)鍵階段,決定著空心板最終質(zhì)量的好壞,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面: 

  2.2.1確定合理的水灰比、配比 

  在混凝土現(xiàn)場(chǎng)配合比設(shè)計(jì)、試驗(yàn)中,不要因?yàn)槠诒J囟^多的增加水泥用量,在滿足混凝土坍落度要求的前提下,盡量采取可靠的減水劑,合理調(diào)整配合比,降低水泥與水的用量,以減少混凝土的凝結(jié)收縮量。 

  2.2.2嚴(yán)格檢查膠囊是否漏氣,防止膠囊上浮 

  對(duì)于使用的氣模要經(jīng)常打壓檢查,發(fā)現(xiàn)漏氣時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ),同時(shí),氣模定位要準(zhǔn)確,生根要牢固,一般需設(shè)置專用的氣模固定鋼筋,以防止氣模上浮導(dǎo)致板厚度變小,最終引起早期裂縫。 

  2.2.3防止普通鋼筋變形 

  在空心板鋼筋籠綁扎、吊裝過程中,應(yīng)嚴(yán)格按施工流程操作,杜絕因人為因素導(dǎo)致鋼筋被碰撞變形。 

  2.2.4防止溫差應(yīng)力 

  應(yīng)盡量避開下雨天和在晝夜溫差較大季節(jié)澆筑混凝土,夏天澆筑混凝土?xí)r不宜在白天進(jìn)行,冬季宜在溫度較高的時(shí)間段澆筑,并采取必要的冬季施工防護(hù)措施,嚴(yán)禁在澆筑空心板過程中間斷施工,底板混凝土振平以后,應(yīng)立即放置內(nèi)模并澆筑第二層混凝土,盡量縮短施工縫處上下兩部分混凝土的施工時(shí)差,確;炷翝仓倪B續(xù)性。 

  2.2.5加強(qiáng)混凝土養(yǎng)生 

  混凝土澆筑完后,及時(shí)蓋草或塑料膜,并經(jīng)常灑水使之保持濕潤(rùn),氣溫低于10℃,要加保溫材料,進(jìn)入冬季應(yīng)采取蒸氣養(yǎng)生。 

  只要能從原材料、施工、設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)入手,嚴(yán)格控制裂縫產(chǎn)生的因素,就能大大減少空心板裂縫產(chǎn)生,既保證了橋梁結(jié)構(gòu)的安全,又能以較小的費(fèi)用取得較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 

  結(jié)論 

  通過以上改進(jìn)措施,混凝土表面裂縫逐漸消失。預(yù)應(yīng)力混凝土空心板是橋梁的承擔(dān)結(jié)構(gòu),因此,在預(yù)制過程前,一定要制定出施工工藝規(guī)程,對(duì)所有參與施工的人員進(jìn)行技術(shù)交底;掌握關(guān)鍵工序的技術(shù)要點(diǎn),嚴(yán)格按規(guī)范要求檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo),發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)找出問題產(chǎn)生的原因,采取合理的處理措施加以解決,確;炷量招牡念A(yù)制質(zhì)量。 

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