现场预制公路T型梁开裂分析、处理及预防

发布时间:2010-01-14 共2页


3 分析讨论
  (1)从原材料情况看,品质指标都符合有关标准要求,水泥安定性合格,裂缝也不具备粗大网状裂缝的特征。因此无游离CaO与游离MgO造成的体积膨胀,故此项因素排除。
  (2)从裂缝的表观状态看,裂缝不平行于约束方向,裂缝的两边缘较为整齐,无凹凸不平现象,阴面裂缝与阳面裂缝一致,无多少之分,缝中渗透物无乳白色半透明的凝胶,不具备因碱骨料反应形成无规则网状裂缝的特征。
  (3)使用的混凝土组成材料中,没有引起钢筋锈蚀的成份,尤其是混凝土外加剂经检验对钢筋无锈蚀作用,而且时间很短,因此不会因钢筋锈蚀而引起膨胀。
  (4)由于梁体模板是用大块钢模板拼装而成,与混凝土面接触大,拆模时虽用倒链和辅以撬棍和锤敲,但拆模后多次观察,没有发现因拆模不当引起的裂缝。
  (5)混凝土配合比在掺用外加剂的条件下,水灰比为0.40,水泥用量427kg/m3,均符合一般规定,且配料时各种材料有严格的自动计量、混凝土搅拌时间在2分以上,施工中对混凝土坍落度的检测记录说明混凝土和易性适宜(在50~70mm内)满足设计和施工要求,不存在产生裂缝的潜在因素。
  (6)混凝土浇筑捣固过程中,没有发生混凝土离析现象,捣固到位,无漏振现象,混凝土表面没有发现蜂窝麻面,因此也不 存在因振捣不当引发开裂的可能。
  以上六个方面的原因都一一排除,经过仔细调查,梁体开裂的原因,下面的分析比较趋于合理:
  对于图2所示形成的裂缝,经过进一步观察发现,预制台座建立在填方场地上,台座用粘土砖砌成,在进行混凝土梁体顶面洒水养护时向翼板两侧流水至地面,由于地面排水不畅,进而渗透到台座基础以下的土壤里,导致台座承载力降低,出现不均匀沉降,由此使梁体下部承受拉应力,裂缝从梁体底部开始产生,裂缝呈下宽上窄状态,随沉降的加剧,裂缝往上扩展。
  对于图3所示的梁体裂缝,其台座建立在挖方地段坚实的场地上,并且台座基础是浆砌片石,台座部分用C20混凝土浇筑而成,具有良好的刚性及承载能力,不存在地基的不均沉陷问题。从开裂状态来看,粱体裂缝初期在梁的腹板开始,逐渐向上向下扩展,最后导致全断面裂透的程度。该梁体从浇筑到裂缝发展严重的时间是21天(没有进行预应力张拉),问题是拆模后没有及时喷洒混凝土养护液,养护不及时也不充分,再加上太阳照射时间长,混凝土产生不均匀收缩,从最薄弱的部分先开裂,逐渐发展直到全断面裂透。
  所有梁体的预应力实施在设计上有两个重要的约束条件,即混凝土龄期要≥10天,施加预应力时的混凝土强度必须达100%,因此在监理单位的监督下,施工单位觉得只要混凝土龄期足够长,混凝土强度达到设计要求后再施加预应力,制梁质量肯定得到保证。实际情况是混凝土配合比7天强度达到44.3MPa,随着气温的上升,达到设计强度的时间只需4~5天。尽管如此,甲方规定混凝土仍不能施加预应力。如果当混凝土强度已达到可施加预应力时,及时对梁体施加预应力,使混凝土产生一定的压缩变形,就可以提高梁体抵抗开裂的储备能力,防止裂缝的产生。
  根据有关资料显示,工程实践中结构物裂缝的原因,属于变形变化(温度、收缩、不均匀沉陷)引起的约占80%以上,由荷载引起的约占20%左右,因此如何预防变形变化引起的裂缝显得更为重要。
4 处 置
  对于第一和第二种开裂情况,由于已占混凝土梁和大部分横截面积,梁体已失去了安全使用的功能,因此决定报废、重制。
  对于第三种开裂情况,经过计算不影响设计要求,进行适当修补,其做法要点如下:
  (1)先用冷錾子沿裂缝轻击混凝土,剔除裂缝表面松散混凝土。
  (2)将裂缝缝口凿成“V”字形槽,槽深以2~4mm, 槽宽以4~6mm为宜。并用细铁钩将裂缝中残渣和表面散裂混凝土剔除,用压缩空气除尽缝内浮尘。
  (3)用工业丙酮反复清洗缝口后,在缝口涂刷一层薄薄的环氧树脂纯浆,再用橡皮刮板将事先制作好的环氧胶泥抹压进裂缝中,最后将缝口修补面抹平抹光即可。
5 预防措施
  混凝土T梁预制出现裂缝,无论建设单位、监理单位,还是施工单位,都不愿意看到,不仅给工程质量带来隐患,同时也带来不必要的经济损失,因此针对施工中的各个环节,采取有效的预防措施,把引起裂缝的因素事先排除,确保制梁的完整性与可靠性,根据施工现场的实际情况推出了以下预防措施:
  (1)严格监控原材料,应选用收缩小、放热小的水泥 品种,控制水泥的安定性。
  (2)选择配合比时控制水灰比与水泥用量不宜过大,掺入适量减水剂和掺合料,控制混凝土的收缩和放热量,避免过多的温度应力和收缩应力引发开裂。
  (3)精心组织施工,避免高温天气施工,浇筑混凝土时,注意梁体阴阳面的温差不宜过大,防止产生过大的温度应力引发开裂,注意加强养护,特别是早期养护,要及时,要充分,养护时间不能少于14天。
  (4)拆模时间以混凝土强度达到2.5MPa为宜。在施工现场拆模时间为混凝土浇筑24小时后(经试验一般能达到5MPa以上)。
  (5)加强地基碾压,台座基础加宽加深,使其有足够的承载力,也具有抵抗变形的能力,防止不均匀沉降。
  (6)梁体周围排水要畅通,防止因水份渗透到基座底 而降低承载力,致使出现不均匀沉降发生。
  (7)在混凝土基座顶面与混凝土梁体间要有一层隔离剂(滑石粉或塑料膜等),减少对梁体的约束,使其尽量呈自由伸缩。
  (8)拆模时要用千斤顶及倒链逐渐加力,不要用大锤敲,以防敲碎混凝土,或防止振动波传递引起共振,导致梁体开裂。
  (9)混凝土强度达到设计要求并满足龄期≥10天的条件时应及时进行预应力张拉,使梁体有一个约束应力并具有一定的预拱度,使其有足够的抵抗变形的能力。张拉完后,即使发生基座不均匀沉降,也不会引起开裂。
6 结束语
  以上预防措施提出后并在工地实施,效果很好,在以后所有预制的梁体中没有一片开裂,后张法预应力预制T梁工程是一个系统工程,在现场预制条件下,应根据不同的环境和条件,制定出切实可行的措施并落实到位,这样做既可满足设计要求,又防止了不必要的经济损失。在此需提出的问题是:当混凝土强度满足设计要求后,而龄期不到10天,是否可以施加预应力。

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