摘 要:通過以預應力混凝土T梁張拉裂縫為論題,結合作者自身崗位實踐,對誘發(fā)這一質(zhì)量問題的實質(zhì)原因進行深入剖析,并在裂縫的預防和處理上提出若干建議和方案,特整理形成本文,以供參考。
關鍵詞:預應力混凝土;T梁;結構裂縫;成因分析
在T梁后張拉預應力施工中,混凝土表面在預應力張拉完成后時有發(fā)現(xiàn)結構裂縫的蹤跡,有的裂縫不會對結構造成實質(zhì)性危害;而有的裂縫不僅對混凝土構造物外觀產(chǎn)生影響,而且對混凝土構造物的使用功能和耐久性產(chǎn)生影響,減少使用壽命,嚴重時有的甚至引起滲漏,以至于完全喪失其使用功能。因此,結合實際問題,研究T梁裂縫的產(chǎn)生原因及防治措施就顯得尤為重要。下面,本人結合自身崗位實踐,詳細探討T梁裂縫的相關話題。
1 后張法預應力砼T梁施工流程和工藝要求
后張法預應力砼T梁在預制時出現(xiàn)的裂縫,大多數(shù)為施工裂縫。如果我們從這個角度來看問題,那么,即使是施工裂縫,往往與預制工藝、工序的控制是分不開的,也就是說,預制過程中的某一個環(huán)節(jié),可能是導致裂縫發(fā)生的成因。為了更好地查找原因,我們有必要先了解后張法預應力砼T梁預制施工流程、工藝的操作。
一般情況下,預應力砼T梁后張法施工工藝流程如下:施工準備(設預制場、做預制臺座、定制模板等)→制作安裝鋼筋和波紋管→在固定好的波紋管中穿鋼絞線→安裝模板→澆灌砼、養(yǎng)護→拆模板并繼續(xù)養(yǎng)護→砼達到要求齡期及強度張拉鋼絞線→張拉24h以內(nèi)孔道壓漿→梁體封端→水泥漿達到要求強度、梁體經(jīng)檢驗合格可吊裝使用。其具體的張拉程序如下:
1.1 先將鋼鉸線束略微予以張拉,以消除其松弛狀態(tài),并檢查孔道軸線、錨具和千斤頂是否在一條直線上,注意鋼絞線束中每根鋼絞線受力均勻。
1.2 當鋼絞線束初始應力達到張拉控制應力的10%-15%σk時,將千斤頂充分固定。把松弛的鋼絞線拉緊以后,在兩端精確地標記號,以便直接測定伸長量,對伸長量不足的要查明原因,采取補張拉措施,并觀察有無斷筋現(xiàn)象,做好張拉記錄。
1.3 張拉時,滑絲、斷絲數(shù)量符合規(guī)范要求。超過限制數(shù)時,可提高其他束的控制張拉力,作為補償,但最大張拉力不得超過千斤頂額定能力,也不得超過鋼絞線的標準強度的80%。
1.4 張拉力和延伸量的讀數(shù)應在張拉過程中分階段讀出。張拉后,應測定預應力筋的回縮量。
1.5 為使拉力控制準確,采用儀表讀數(shù)與伸長值雙控制,根據(jù)應力與伸長的比列關系,實測的伸長量與計算的伸長量之差在6%左右。
2 預應力砼T梁張拉結構裂縫成因分析
從以上預應力張拉的工藝流程中我們可以獲知,裂縫之所以存在,有很大程度上需要有外力的作用。我們知道,裂縫是混凝土結構會普遍遇到的現(xiàn)象,一類是由外荷載引起的裂縫,表示結構承載力可能不足或存在嚴重問題;另一類裂縫是由變形引起的,也稱非結構性裂縫,指變形得不到滿足,在構件內(nèi)部產(chǎn)生自應力,當該自應力超過混凝土允許應力時,引起混凝土開裂。在上述兩類裂縫中,變形裂縫約占80%。引起該類裂縫的原因主要有:
2.1 混凝土澆筑后處于塑性階段,由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生裂縫。
2.2 混凝土凝固過程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。
2.3 由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫。結構隨著溫度變化受到約束,在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應力超過混凝土抗裂強度時,混凝土便開裂,即產(chǎn)生溫度裂縫。
2.4 施工不當產(chǎn)生裂縫。從裂縫情況看,裂縫分布部位,裂縫方向、出現(xiàn)時間具有一定的規(guī)律性。裂縫分布在跨中處,只有腹板開裂,且兩面對稱,時間一般為拆模后兩天左右。如果施工方案合理,施工工藝符合質(zhì)量控制要求,混凝土配合比、坍落度滿足要求,而現(xiàn)場地施工溫度高達25℃以上,那么裂縫的主要原因是因溫度應力引起的。
3 預應力砼T梁張拉結構裂縫處理
收縮裂縫一旦產(chǎn)生,就會增加混凝土的滲透性,增加混凝土表面暴露于易損傷的環(huán)境,使混凝土早期老化。裂縫的產(chǎn)生使混凝土滲水性增大,嚴重降低混凝土強度,從而影響其耐久性,縮短使用壽命,所以必須進行相應的處理:
3.1 采用多點同時低壓加壓灌注,加壓時間一般控制在10-20分鐘。由于采用了低壓多點的灌注方法,避免了膠液從V形裂縫表層串漿,加強了膠液向混凝土深層移動,并能保證膠液有足夠的浸潤時間。因此,恒壓灌注法是一種能夠保證灌注密封處理效果的灌注方法。
3.2 裂縫表面貼碳纖維。第一步,表面處理,用角磨機、鑿子、砂紙沿裂縫方向兩側各大于50cm范圍內(nèi)除去表面油污,浮漿等雜物,表面清理干凈并有一定粗糙度。第二步,涂刷底層灌注膠,要求涂刷均勻。第三步,粘貼碳纖維,將碳纖維粘貼在處理好的裂縫表面。第四步,美化處理,在碳纖維表面用白水泥或其他材料修面,使之與梁體顏色盡量一致,以保持梁體外表的美觀度。
多個實例處理實踐結果表明:在裂縫處理結束后6-8天進行張拉,在張拉過程中未出現(xiàn)異,F(xiàn)象。條件允許的話,產(chǎn)生裂縫的T梁應進行靜載試驗。
4 預應力砼T梁張拉結構裂縫的預防
當具體分析并掌握了裂縫的類型及發(fā)生成因,在制訂防范措施時才能做到相應的處理,不至于盲目控制而進行胡亂處理或處理不到位。由于引發(fā)裂縫的原因基本屬于以上分析的幾種,因此,我們制訂技術措施時應優(yōu)先考慮以上因素的影響,本人將目前普遍采用的幾種常規(guī)裂縫防治方式進行歸納如下:
4.1 結構設計。必須滿足規(guī)范要求的最小配筋率,且構造鋼筋盡量采用小載面小間距分布的形式,以避免混凝土局部收縮引起的應力集中。
4.2 原材料。在滿足設計強度和施工質(zhì)量的情況下盡量減少水泥用量、采用低水化熱水泥,對砂、碎石、施工用水的含泥量、碎石中的灰粉量都應嚴格控制在規(guī)范要求以內(nèi)。
4.3 混凝土施工過程控制。第一,每盤混凝土的拌和時間應控制在2-3分鐘左右,攪拌時間不宜過長也不能過短,過短攪拌不均勻,過長會破壞材料結構;混凝土澆筑過程中多做幾次坍落度實驗,嚴格控制施工水灰比。第二,混凝土澆筑:澆筑過程中采用插入式振搗器為主,高頻附著式振動器為輔,附著式振動器應采用間歇式振動,每次開啟的時間大約為20秒左右,以避免澆注過程出現(xiàn)過振現(xiàn)象,以免混凝土產(chǎn)生離析。插入式振搗器的振搗半徑1.5倍,以避免澆注過程出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。第三,混凝土養(yǎng)生:當施工氣溫超過30℃,梁體水分的蒸發(fā)非常快,且梁體側面不易吸附水分,如果梁體表面的水分被蒸發(fā),梁體表面的混凝土要進行水泥的水化和硬化反應,從而加快混凝土的干縮。要使梁體有足夠的水分進行水泥的水化和硬化反應,就必須即時對預應力構件進行灑水養(yǎng)生。
綜上所述,本文對后張法預應力砼T梁裂縫問題進行了專項分析,重點闡述了后張法預應力砼T梁裂縫的誘發(fā)成因,并就如何進行裂縫的有效防治提出了若干經(jīng)驗和建議,望能為業(yè)內(nèi)同行日后在從事類似工程的施工控制時起到一定的參考借鑒。
參考文獻
[1] 陳文鋒.預應力混凝土T梁預制施工的質(zhì)量控制[J].福建建材,2007.