預應力混凝土梁板施工裂縫分析與防治探討
1概述
近幾年來,先張預應力空心板、預應力混凝土梁在高等級公路建設中發展很快,特別是跨徑在10m~20m以內的簡支梁先張預應力空心板和跨徑在20m~40m的預應力混凝土梁與其他形式的結構相比,具有使用年限長、變形小、造價低、施工方便等優點,因此有著極強的競爭力,采用相當普遍。有些板梁在施工中存在不同程度的開裂,以至增加養護、維修費用,縮短橋梁使用壽命。產生裂縫的原因除了混凝土、鋼筋存在質量缺陷外,還與板梁設計環節、施工質量、氣候環境等外界因素有關。本文主要結合近幾年的工作實踐,對其裂縫成因及其防治,與同行們共同探討。
2預應力混凝土板梁裂縫內部成因分析
2.1內應力
在混凝土構件中溫度、收縮與徐變都會導致內應力,此為不同纖維中的約束應變所致,在超靜定結構中任何這種差別將引起外約束力,由于這些約束力引起的應力超過混凝土的抗拉強度而產生裂縫,橋梁上許多裂縫都受此影響產生。
2.2普通鋼筋用量不當
設計時由于普通鋼筋用量或間距不足,致使裂縫寬度不能保持在允許范圍之內,但也可能普通鋼筋在混凝土局部用量過大或間距過密鋼筋阻止混凝土正常凝固收縮而產生裂縫,這兩種情況主要發生在早期開裂。
2.3薄厚構件的連接
將一薄一厚的混凝土部件相連總是危險的,薄部件與厚部件相比易受到溫度、收縮和徐變等的影響而使薄部件更易開裂。
2.4水泥的水化熱作用
混凝土在拌和、運輸、振搗、凝結、硬化的過程中,水泥與水發生水化反應。水化過程中釋放出大量的熱能,水化反應有兩次升溫和兩次降溫過程,內部溫度升高,而板面溫度因外界氣溫有所降低。升溫使混凝土內部體積膨脹,降溫使混凝土表面收縮,膨脹時混凝土內部產生壓應力,收縮時混凝土表面產生拉應力,當壓應力和拉應力超過其抗壓強度和抗拉強度時,梁板表面將發生裂縫現象。
2.5礦物成分與水起水化反應
水泥與水接觸后,其礦物成分與水起水化反應生成水化物,水化物的體積是水泥的2倍多,同時水化物的生成在混凝土中產生大量的熱量,當內外差形成時,裂縫便形成。
2.6堿骨料反應
在我們施工中,多數為硅酸鹽骨料,是活性集料中含有無定型氧化硅成分,或在堿環境下石料本身會產生膨脹,當混凝土拌和后,水泥中的堿不斷溶解,這時堿液與活性骨料的硅酸鹽物質產生化學反應,析出膠狀的堿-硅膠,膠從周圍介質中吸取水分而發生的拉應力超過其抗拉強度時,將會出現裂縫。
2.7混凝土的干縮作用
混凝土在凝結、硬化過程中,僅很少一部分水分參加水化反應,而大部分水分逐漸蒸發,使混凝土體積產生干縮變形。由于水泥漿形成水泥石,其極限干縮接近3000微應變。干縮作用使混凝土內產生不同程度的拉應力。由于混凝土硬化初期抗拉強度小,如果干縮產生的拉應力超過其抗拉強度時,將會出現裂縫現象。
3預應力混凝土板梁裂縫外部成因分析
3.1混凝土局部應力過大
預應力筋錨墊板下會產生很大的局部應力,周圍混凝土易產生細微裂縫,此裂縫危害較小,但錨墊板下混凝土如不密實或養生不夠則易產生較大裂縫,危害較大。
3.2主要受力鋼筋數量不足
設計或施工時預應力鋼筋不足,鋼索線形布置有誤差,致使受拉區變形過大,混凝土拉應力超過其抗拉強度而產生裂縫。
3.3混凝土配比不合理
預應力板梁混凝土設計標號較高,20m跨徑以上約為50號,10m、13m和16m跨徑為40號較好。在混凝土配比設計時,一般施工人員偏于保守,水泥用量超過高限,特別是在新的混凝土評定標準提高后,其水泥用量較以前增加了5%左右,由于水泥用量的增加使混凝土凝結縮量大,造成表面產生裂縫。
3.4水灰比過大
在拌制混凝土過程中,有的拌和設備計量不準,特別是用水量控制不準,隨意性較大,由于水灰比過大而自下造成離析現象,其結果粗骨料沉于下部,多余水分上升,振搗后水泥漿上浮到板頂,從而使混凝土強度不均勻,下部分強度大,頂板強度低,混凝土強度較弱區往往是裂縫容易發生的部位。底板浮漿過多發生收縮現象較為明顯,在每根箍筋處頂板橫向裂縫隙較為嚴重。
3.5砂、石料含泥量超限
在施工過程中,有時砂、石料含泥量超限,這樣它們與水泥之間的膠結力有所下降,造成混凝土的強度和抗滲性降低并且產生網狀裂縫。
3.6內模膠囊上浮
預應力空心板在混凝土澆筑過程中,混凝土對膠囊有較大的浮力,如果膠囊固定不牢,就會發生膠囊上浮現象,造成頂板厚度減小,這種情況也極易造成裂縫。
3.7抽拔膠囊過早
空心板抽拔膠囊的時間與養護溫度和混凝土的質量有關,一般控制混凝土強度達到0.6MPa~0.8MPa時為宜。抽拔過早會出現“粘皮”現象,對混凝土質量有影響,當頂板厚度減小或是頂板浮漿過厚時,裂縫容易發生,這種原因出現的裂縫多為縱橫裂縫。
3.8保護厚度不均勻
在鋼筋成型時,有時尺寸控制不準確,造成空心板頂板和主梁翼緣上下部保護層過小或過大,這種情況下也常常出現裂縫。
3.9內模變形
空心板內模膠因為制造質量或在施工中有所損壞,造成混凝土澆筑過程中漏氣,氣壓降低;箱梁內模變形,在混凝土幾乎沒有強度的情況下,頂板混凝土將發生下陷,造成難以補救的事故。
3.10側模拆除時間過早
在混凝土抗壓強度達不到2.5Mpa時,拆除側模板,由于操作時發生震動,側面常常出現較窄的豎向裂縫。
3.11預埋鋼筋被碰撞
當混凝土抗壓強度很低時,在養生或操作中,碰撞板梁頂預埋鋼筋,這時混凝土基本沒有抵抗外力的能力,從而發生裂縫。
3.12氣溫變化大
裂縫容易發生在溫差變化大的季節,氣溫的急劇變化或大風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力,加快了混凝土早期裂縫的形成。
3.13養生不及時
混凝土施工完畢后,沒有適時很好地養護,混凝土表面水分蒸發過快,從而形成干縮裂縫。外界溫度在5℃以下
時,如果不及時覆蓋保溫材料,也容易出現裂縫。3.14墩臺下沉和落架過早
墩臺不均勻下沉或梁底支架拆除過早造成梁的撓度變形過大,在超靜定結構中造成橋墩支承點處較大內應力,頂部混凝土拉應力超過抗拉應力,出現較大裂縫,對橋梁危害性較大。
4裂縫防治及措施
4.1設計中普通鋼筋的合理配置
設計人員在結構計算之后詳細檢查細節設計,特別是力筋和鋼筋布置必須符合合理的保護層和間距數值的要求,不要試圖減薄腹板和板的厚度來節省材料。
4.2薄厚構件的連接設計
薄厚構件連接處設計時要盡可能使兩構件厚度一致,同時還要合理配置連結鋼筋,施工時盡量不要采用兩次澆筑。
4.3控制梁根部變形
超靜定結構墩臺基礎底地基易產生不均勻下沉,如地質狀況不好或不易改造,則應選用其他靜定結構。梁底支架不可過早拆除造成梁的撓度變形過大,多孔橋應同時對稱落架。
4.4合理進行混凝土配合比設計
在混凝土配合比設計中,不要為了提高保證率而過多地增加水泥用量,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,合理調整配合比,降低水泥與水的用量,以減少混凝土的凝結收縮量。
4.5嚴格控制原材料
按照質量要求,嚴格進行選料,對不符合要求的砂、石料和水泥不許進場,對含泥量較大的骨料要用水沖洗,嚴禁使用過期和不同標號水泥,盡量采用發熱量及收縮量較小的水泥。
4.6選擇好的天氣澆筑混凝土并應連續進行
注意天氣預報,盡量選擇較好的天氣澆筑空心板,盡量避開下雨和溫差較大的天氣澆筑。在夏天澆筑混凝土不宜在白天進行,在冬季宜在溫度較高的時間澆筑混凝土,并要采取冬季施工措施。嚴禁在澆筑空心板過程中間斷施工,底板混凝土振平以后,應立即放內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間差,確保混凝土澆筑的連續性。
4.7適時收漿二次抹平
混凝土在初凝前往往會出現裂縫,這時應及時收漿二次抹平,這樣處理一是增加了混凝土表面的密度,二是使混凝土表面產生的裂縫愈合,這是消除早期裂縫最有效的措施。
4.8嚴格檢查膠囊漏氣,防止膠囊上浮
對使用的膠囊要經常打壓檢查,發現漏氣者應及時修補。定位下料要準確,生根要牢固,一般因定在鋼絞線上為好,防止膠囊上浮,出現頂板厚度小,最終引起早期裂縫。
4.9加強混凝土養生
混凝土澆筑完畢,及時蓋草或塑料膜,并經常灑水使之保持濕潤。氣溫低于10℃,要加保溫材料,進入冬季應采用蒸氣養生。在早期養生時不要碰預留膠縫筋,更不要在上行走。
4.10嚴格控制拆模時間
抽內模的時間要根據現場混凝土強度而定,最好通過試塊來確定,嚴禁過早拆除內模、側模,要待混凝土達到一定強度后,方可拆除。
4.11裂縫的維修、加固措施
a)早期裂縫一般不必處理,但裂縫寬度較大和深度較深時,應做些處理,對較嚴重的裂縫可以鑿成三角槽,用環氧樹脂砂漿修補;
b)裂縫嚴重時可在裂縫內注入環氧樹脂漿液加固;
c)用環氧樹脂砂漿黏結鋼板于裂縫處加固或先在裂縫內注入環氧樹脂漿液再用環氧樹脂黏結鋼板,二者結合起來效果更好。混凝土與鋼板一起共同受力,從而防止裂縫產生并增加承載力。向裂縫注入樹脂,可加強防水性,防止混凝土老化,以及防止內部鋼筋或預應力鋼筋銹蝕而減少使用壽命;
d)出現裂縫的板梁,最好集中在一孔上安裝,橋面鋪裝混凝土做成防水混凝土,橋面鋼筋適當增加,這樣會補救裂縫對板梁的影響。
篇2:石膏板吊頂裂縫防治技術措施
石膏板吊頂裂縫防治技術措施
輕鋼龍骨石膏板吊頂,由于其成本低、易造型、防火性能好、易施工而被廣泛應用于各類工程吊頂上。在滿刷高檔乳膠漆石膏板,會有或大或小的裂縫,在大面積石膏板吊頂上,尤其突出。此裂縫雖不影響功能使用,但卻影響其美觀。在工程驗收中也被列入整改項目。如何防治此裂縫,現就施工角度,談幾點應注意幾個問題及采取相應技術措施:
一、固定吊筋的膨脹螺栓選定位置不對,間距未合模數此類情況主要出現在多孔YKB板樓板上,在確定吊筋間距時,YKB板模數尺寸,部分膨脹螺絲固定點落在YKB板孔內,此時膨脹螺栓膨脹頭在孔內,無法固定,導致此吊頂固定點上下、左右有活動間隙,此吊點看起來是一受力點,實際上,它一旦受力就會變形。如何避免此問題:
1、頂板上彈固定墨斗線時,先找到YKB板交接縫,一般土建施工此處為砼灌縫,第一道線就選用此交接縫。
2、吊點間距在施工規范上要求是900--1200mm,具體施工時,吊點間距可在此范圍內根據YKB板寬度模數來確定,這樣既可避免出現活動吊點情況,又可避免電錘打孔時打斷YKB應力筋,影響YKB板受力。萬一出現固定點落在YKB板孔內,有兩種處理方法:
(1)在周圍適當空間重新打孔。
(2)用50*50鐵板厚3—4mm螺帽擰緊點焊。
二、吊點及掛件節點出現虛假受力情況此類情況主要是由于施工人員素質、技術原因,在輕鋼龍骨吊頂施工中出現此類問題有幾種情況。
1、吊件上膨脹螺栓螺母及固定大吊的螺桿、螺母在絲接時不注意導致螺栓及螺母扭結,絲扣損壞。
2、膨脹螺絲下部掛吊筋,上口未加固定螺母固定。
3、¢6、¢8的吊筋在很多工程中,特別是工程收尾時,購些圓盤鋼筋,讓工人在現場調直,當吊筋用。
4、大吊與主龍骨連接,由于大吊變形或不配套,主龍骨夾在大吊中間,未在大吊底部受力。
5、中掛上與主龍骨連接,下掛副龍骨,其與主龍骨連接,導致主、副龍骨間有活動間隙。
出現以上幾種情況,就會出現已調平的龍骨吊頂在外力作用變為起伏不平,導致覆蓋石膏板產生拉力、變形、裂縫。解決此問題辦法是在結構上施工加以注意和采取些必要措施,出現此類情況危害性較大且不易修復,施工中一定注意。解決此類問題的措施是:
(1)、在栓緊螺栓、母時要順著絲扣緊固,切忌強用力損壞絲扣。
(2)、圓盤鋼筋用作吊桿前,一定要求是合格的新鋼筋且得冷拉或調直后方可使用。
(3)、主、副龍骨掛件及大吊中有變形部分一定在施工中用鋼絲鉗加工,以滿足施工適用要求,不適用或不配合的配件得棄之不用。
(4)、掛副龍骨時,一定得讓主、副龍骨緊貼,掛件與主龍骨連接時,用鋼絲鉗夾緊,讓其連接無活動間隙。
篇3:樓地面裂縫滲漏防治技術措施(2)
樓地面裂縫、滲漏防治的技術措施(二)
a、上下水管道套管及預留洞口座標位置應正確。套管應高出建筑層50mm;洞口形狀為上大下小。
b、管道安裝前,樓板板厚范圍內上下水管的光滑外壁應先做毛化處理,再均勻涂一層401塑料膠,然后用篩洗的中粗砂噴灑均勻。
c、現澆板預留洞口填塞前,應將洞口清洗干凈、毛化處理、涂刷摻膠水泥漿作粘結層。洞口填塞分二次澆筑,先用摻入抗裂防滲劑的微膨脹細石混凝土澆筑至樓板厚度的2/3處,待混凝土凝固后進行4h蓄水試驗;無滲漏后,用摻入抗裂防滲劑的水泥砂漿填塞。管道安裝后,應在洞口處進行24h蓄水試驗。
d、防水層施工前應先將樓板四周清理干凈,陰角處粉成小圓弧。防水層的泛水高度不得小于300mm。
e、地面找平層向地漏放坡1%-1.5%,地漏口要比相鄰地面低5mm。
f、有防水要求的地面施工完畢后,應進行24h蓄水試驗,蓄水高度為20mm-30mm。
g、衛生間墻面防水砂漿就進行不少于2次的刮糙。
h、混凝土預制樓板板間預留縫寬宜為35mm-45mm,并應按要求配置構造鋼筋。板縫清理干凈、用水濕潤后,用C25強度等級的細石混凝土填充密實,板縫上下預留深度25mm-30mm的弧形凹槽,并按要求進行養護。
i、室內外回填土必須分層夯實,并見證取樣試驗合格。
j、工業廠房普通混凝土地面必須設置分格縫,并在混凝土終凝前原漿收光,嚴禁撒干水泥或刮水泥漿收光。