張俊波
摘要:現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋面的裂縫控制和裂縫處理是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)問題。本文結(jié)合廈門中洲大橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁工程的工程實(shí)際,分析現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋面出現(xiàn)裂縫類型和產(chǎn)生原因,并提出相應(yīng)的裂縫控制措施來防止裂縫的發(fā)生和裂縫處理辦法。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆連續(xù)梁;鋼筋混凝土;裂縫成因;裂縫防治
1 引言
混凝土因其取材廣泛、價(jià)格低廉、抗壓強(qiáng)度高、可澆筑成各種形狀,并且耐火性好、不易風(fēng)化、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低,成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料?;炷磷钪饕娜秉c(diǎn)是抗拉能力差,容易開裂。橋梁工程施工中會(huì)普遍遇到橋梁砼構(gòu)件裂縫控制問題?;炷灵_裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”,困擾著橋梁工程技術(shù)人員,影響工程質(zhì)量和外觀。實(shí)際施工中進(jìn)行深入的分析,采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施,很多裂縫是可以克服和控制的。
中州大橋全長(zhǎng)945米,上部結(jié)構(gòu)采用(5×35)+(4×35)+(5×35)+(4×35)+(4×35)+(5×35)六聯(lián)預(yù)應(yīng)力砼等截面連續(xù)現(xiàn)澆箱梁,橋梁橫向按左右幅分離設(shè)置,采用單箱單室,縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力混凝土斜腹板等截面連續(xù)箱梁,第一聯(lián)現(xiàn)澆箱梁施工中,箱梁表面出現(xiàn)有裂縫等現(xiàn)象,影響工程質(zhì)量和外觀,項(xiàng)目部群思群策,集思廣益,從原材、施工工藝,施工方案、試驗(yàn)等各個(gè)方面入手,層層控制,道道把關(guān),較好的控制了混凝土表面裂縫的出現(xiàn)。本文結(jié)合本工程的裂縫防治及處理施工經(jīng)驗(yàn),并參考相關(guān)資料和施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)現(xiàn)澆梁表面裂縫的種類和產(chǎn)生原因進(jìn)行分析、總結(jié),并討論控制裂縫的處理方案。
2 現(xiàn)澆箱梁表面裂縫種類、成因
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多,甚至多種因素相互影響,但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因?;炷翗蛄毫芽p的種類,就其產(chǎn)生的原因,大致可劃分如下幾種:
2.1 澆注過程中出現(xiàn)的裂縫
2.1.1 基礎(chǔ)及支架沉降引起的裂縫:
由于基礎(chǔ)及支架豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力,超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。
中州大橋第一聯(lián)、第六聯(lián)現(xiàn)澆箱梁為陸上支架。陸上地段原為魚塘灘涂,后經(jīng)吹填造地而成。開挖基坑后用壓路機(jī)澆水壓實(shí)并澆注鋼筋混凝土板,由于雨水等沖刷影響,地基砂墊層會(huì)有流失現(xiàn)象,支架在箱梁澆注前處于一假穩(wěn)定狀態(tài)。澆注砼時(shí),在荷載的不斷增加下,使得地基出現(xiàn)下沉,導(dǎo)致砼結(jié)構(gòu)拉裂。同一聯(lián)箱梁支架混合使用了擴(kuò)大基礎(chǔ)和鋼管支架兩種支架方案,兩種方案的沉降數(shù)據(jù)有所不一樣,造成不均勻沉降,使得砼出現(xiàn)裂縫。
處理方案:對(duì)有魚塘灘涂位置挖除淤泥后采用碎石拌砂回填,回填后采用50t壓路機(jī)進(jìn)行碾壓、平整再碾壓,保證置換后的地基穩(wěn)定。同時(shí)也對(duì)其他不需要換填的支架擴(kuò)大基礎(chǔ)位置進(jìn)行碾壓,使得各支架擴(kuò)大基礎(chǔ)地基承載力基本一致,再澆注40cmC30鋼筋混凝土基礎(chǔ),以減少沉降與不均勻沉降。
海上采用鋼管樁支架方案,每道中支墩設(shè)置2×7根ф630×8mm鋼管樁,鋼管樁底部焊接樁尖,以增加單根樁承載力和便于后期拔管,鋼管樁間用橫向支撐和剪力撐連接加固。雖然振動(dòng)至無法貫入為止,但管樁貫入度無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求,同一排支墩管樁通過外側(cè)保護(hù)樁臨時(shí)加固穩(wěn)定,兩排管樁施工后焊接橫撐和斜撐。兩道中支墩之間用ф275螺旋管連接,形成一凳子狀支架,保證整個(gè)支架的穩(wěn)定性。施工中每根管樁的灌入度不同,自身的穩(wěn)定系數(shù)不同,在澆注水泥時(shí)每根管樁的沉降量也不同,并將不均與沉降傳遞到橫梁及箱梁,使得砼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力,從而形成裂縫。澆注箱梁面層時(shí),此時(shí)底板和腹板水泥已經(jīng)開始初凝,面層澆注完后,此時(shí)荷載最大,沉降變大,較大的沉降對(duì)砼內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,砼表面出現(xiàn)沉降引起的裂縫,此類裂縫長(zhǎng),裂縫寬(3毫米)裂縫深(2厘米)以上,一般是橫橋向通長(zhǎng)產(chǎn)生或是順橋向長(zhǎng)距離產(chǎn)生。
處理方案:先插打外側(cè)開口樁,振搗至無法貫入為止,然后插打樁尖樁,插打前先在管樁距樁尖3.5m位置割一小口,管樁內(nèi)灌入水,增加自重保證管樁的豎直度,專人指揮管樁豎直度,振動(dòng)先慢后快,始終保證振動(dòng)錘、管樁豎直,振動(dòng)至無法貫入為止,將管樁于固定管樁焊接(兩道橫向連接、一道斜撐),加固后松錘重新插打其他管樁。兩道中支墩之間采用ф275螺旋管連接,準(zhǔn)確下料,兩端接頭部位根據(jù)管樁實(shí)際截面破一圓弧形對(duì)焊,保證焊接質(zhì)量。混凝土分三層澆注,先澆注底板再澆注腹板,增大底板和腹板分層厚度,面層施工時(shí)放慢澆注速度,并做好沉降觀測(cè),發(fā)現(xiàn)沉降有變化后立即停止?jié)沧?,改由另外一?cè)倒推施工,減少沉降。
此類裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)量有一定的影響,如果裂縫寬度和深度都很大,形成面積廣,要及時(shí)進(jìn)行處理。否則會(huì)造成質(zhì)量事故。
2.1.2 模板塑性變形和沉降引起的裂縫
施工時(shí)模板剛度不足,在澆筑混凝土?xí)r,在側(cè)向壓力的作用模板變形,產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫?,F(xiàn)澆箱梁模板采用木模形式。側(cè)模板采用弧形架加方木竹膠板組成,底模結(jié)構(gòu)為10cm木楔+12cm橫向方木+10cm縱向方木+1.2cm竹膠板。實(shí)際施工有出現(xiàn)支架標(biāo)高控制過高或者過低現(xiàn)象,使得底??刂茦?biāo)高發(fā)生變化,偏低時(shí)需用小木板或者是5×10cm方木去墊高。方木的面不規(guī)則,底板有一定的縫隙,模板重復(fù)利用有一定的變形,釘?shù)装鍟r(shí)不能密貼有一定的上浮。在烈日、水(沖洗內(nèi)模)等外界環(huán)境的影響下,制作好的模板會(huì)出現(xiàn)上浮、隆起、斷裂等情況,而這些情況發(fā)生的鋼筋、預(yù)應(yīng)力等施工完成后,無法更換,使得模板縫隙、穩(wěn)定性發(fā)生變化,澆注底板時(shí),模板間的縫隙會(huì)隨著荷載的增加而不斷的密實(shí),彈性變形和塑性變形也隨之增加,變形過大,就對(duì)水泥內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成影響,產(chǎn)生面層裂縫。箱梁內(nèi)模采用木模,內(nèi)模骨架吊入內(nèi)箱內(nèi)整體拼裝。骨架連接處均用鐵釘、小木板等釘在一起,自身結(jié)構(gòu)存不穩(wěn),同時(shí)內(nèi)模板較長(zhǎng),橫向、豎向無法正常加固,采用對(duì)頂、對(duì)拉等加固,容易脹模、暴模、模板。腹板在弧形架上鋪方木竹膠板,方木不規(guī)則,鋪放在弧形架上面就會(huì)形成縫隙或者懸空,存在較大的塑性變形量,且腹板倒角較大,砼料坍落度大,振搗時(shí)間長(zhǎng),腹板側(cè)壓力大,使得腹板出現(xiàn)較大的變形,甚至脹模、模板上浮、暴模,影響砼內(nèi)部結(jié)構(gòu)。澆注面板時(shí),此時(shí)內(nèi)模承受荷載最大,砼料直接壓在內(nèi)模上,內(nèi)模的承載力和穩(wěn)定性直接影響裂縫的產(chǎn)生,若模板剛度不足或者加固不牢,經(jīng)常有出現(xiàn)內(nèi)模頂板“大肚子”,頂撐骨架斷裂,這些都直接對(duì)砼結(jié)構(gòu)造成較大影響,形成裂縫。
處理方案:準(zhǔn)確測(cè)量樁頂標(biāo)高,計(jì)算割管或接管高度,保證管樁頂面平整,高誤差小于2cm。架設(shè)貝雷片和[20槽鋼時(shí),保證槽鋼表面平整,選用優(yōu)質(zhì)方木,木楔整齊排放,并用鐵定釘在一起,拉線調(diào)整方木標(biāo)高后,鋪設(shè)竹膠板,底板留有兩道伸縮縫,防止模板變形,綁扎鋼筋前將縫填平。鋼筋嚴(yán)格按圖施工,確保內(nèi)模安裝尺寸。內(nèi)模橫行加固、豎向頂撐、側(cè)向斜撐均加固牢固,做到每接觸面接觸密實(shí)牢固,并用U型卡將兩根方木卡牢,確保內(nèi)模整體穩(wěn)定。
2.1.3 施工材料質(zhì)量及砼料質(zhì)量引起的裂縫
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格,或者配合比不合理,砼料攪拌不規(guī)范,操作人員不熟練,沒有責(zé)任心等,都可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對(duì)鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對(duì)堿骨料反應(yīng)有影響。外加劑的摻入量和攪拌均勻度也會(huì)對(duì)砼料造成相當(dāng)?shù)挠绊?。外加劑摻量太多,水泥泌水?yán)重,振搗后水泥漿和骨料分離,面上一層水泥漿起泡沫,會(huì)流到低處,過厚初凝時(shí)水分不容易蒸發(fā),很容易開裂;骨料全部堆積沉淀在一個(gè)位置,振搗無法使得骨料和好的膠結(jié)在一起,形成砼內(nèi)部的蜂窩現(xiàn)象。且外加劑過多,砼表面水泥漿收干后,在外加劑的作用下,不斷泌水,砼表面水泥漿被泌出來的水漲裂,形成裂縫。另外外加劑種類對(duì)水泥泌水效果明顯,不同型號(hào)的外加劑有的泌水嚴(yán)重,造成砼表面開裂,有的外加劑效果不明顯,砼初凝緩慢。外加劑摻量不足,
處理方案:工程段為商品混凝土,交貨檢驗(yàn)和試驗(yàn)由捷航派專業(yè)人員進(jìn)行控制,嚴(yán)格控制原材進(jìn)場(chǎng)及砼配合比、水灰比。澆注砼,項(xiàng)目部實(shí)驗(yàn)人員先行去翔安分站檢查,施工過程跟班作業(yè),及時(shí)有效控制混凝土質(zhì)量。
2.1.4 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫
在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣,容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的各種裂縫,特別是細(xì)長(zhǎng)薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異,比較典型常見的有:
2.1.4.1 混凝土保護(hù)層過厚,砼面層保護(hù)層大于設(shè)計(jì)要求;現(xiàn)澆箱梁時(shí),人員機(jī)械直接在箱梁鋼筋上作業(yè),亂踩已綁扎的上層鋼筋,使承受負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層加厚,導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。施工時(shí)振動(dòng)梁行走15米以后拆除軌道,軌道下面無法二次振搗抹平,直接人工用抹刀抹平,保護(hù)層厚度較大,軌道底下焊有鋼筋,鋼筋保護(hù)層不足,同時(shí)砼不密實(shí),容易形成裂縫。
2.1.4.2 振搗方式及時(shí)間。采用機(jī)械振搗方式,混凝土收縮性小?;炷琳駬v不密實(shí)、不均勻,出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞,導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點(diǎn)。箱梁底板、內(nèi)箱、腹板處采用棒振搗振動(dòng),箱梁面層砼施工采用振動(dòng)棒配合高效提漿振平機(jī)。由于內(nèi)箱空間狹窄,內(nèi)模底板倒角較大,頂板及底板張拉齒塊多,模板加固多,不能很好進(jìn)行振搗,尤其是底板倒角處,其次,水泥水化熱開始,內(nèi)箱內(nèi)溫度較高,工作容易疲勞,局部地方有出現(xiàn)漏振欠振現(xiàn)象,拆除模板后出現(xiàn)出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞現(xiàn)象。澆注腹板時(shí)坍落度至關(guān)重要,直接影響振搗效果,坍落度過大,水泥漿四處涌瀉,底板和腹板交接處出現(xiàn)暴模板,會(huì)出現(xiàn)欠振漏振現(xiàn)象,時(shí)間太短,振搗不密實(shí),混凝土強(qiáng)度不足;坍落度過小,砼料無法完全灌入腹板倒角處,拼命振搗,可能出現(xiàn)暴模或者過振,時(shí)間太長(zhǎng),造成分層,粗骨料沉入底層,細(xì)骨料留在上層,強(qiáng)度不均勻,上層易發(fā)生收縮裂縫。造成倒角出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞,形成裂縫。
2.1.4.3 混凝土澆筑過快,混凝土流動(dòng)性較低,在硬化前因混凝土沉實(shí)不足,硬化后沉實(shí)過大,容易在澆筑數(shù)小時(shí)后發(fā)生裂縫,既塑性收縮裂縫。澆注過快,局部地方出現(xiàn)欠振及漏振,砼強(qiáng)度不足,箱梁表面局部位置出現(xiàn)細(xì)微裂縫,同時(shí)在張拉作業(yè)時(shí)出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。
2.1.4.4 混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng),水分蒸發(fā)過多,混凝土塌落度過低,在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。采用商品混凝土,路程較遠(yuǎn),天氣炎熱或者遇下雨,司機(jī)不盡職等情況,等待時(shí)間較久。因?yàn)楹oL(fēng)和天氣影響,砼表面出現(xiàn)初凝現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)收縮裂縫,再澆注面層水泥時(shí),底面層砼已經(jīng)收干,振動(dòng)棒插入振搗時(shí)無法提漿,交接處水泥不能完全連接,施工接縫明顯,后期很容易出現(xiàn)裂縫。
2.1.4.5 混凝土初期養(yǎng)護(hù)時(shí)急劇干燥,使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。工程位于同安灣海域,上部施工時(shí)間夏季,天氣炎熱,海風(fēng)大,砼表面水分散失快,表面處于一種假凝狀態(tài),而內(nèi)部仍有較大的濕度,形成明顯的內(nèi)外干濕差,表面水泥收縮而內(nèi)部沒有收縮,待內(nèi)部收縮時(shí)就會(huì)對(duì)表面已收縮的砼面形成拉力拉裂。此時(shí)砼表面凝固,而自身內(nèi)部并沒有凝固,沒有足夠的強(qiáng)度承受外荷載的作用,行人養(yǎng)護(hù)時(shí),破壞了砼內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形式,表面形成微小的腳印并傳遞至砼內(nèi)部,形成結(jié)構(gòu)裂縫。由于海風(fēng)及炎熱氣溫的影響,剛澆注的水泥往往在表面沒有初凝不能覆蓋土工布的情況便出現(xiàn)裂縫。若進(jìn)行二次振搗便又破壞其他地方的水泥內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
2.1.4.6 泵送施工時(shí),為保證混凝土的流動(dòng)性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時(shí)收縮量增加,使得混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。砼料坍落度不足,便摻加外加劑或者再來水,進(jìn)行二次攪拌。破壞原砼料的和易性及自身穩(wěn)定性。振搗后出現(xiàn)漓析等現(xiàn)象,形成后期裂縫。
處理方案:在進(jìn)行鋼筋、模板施工時(shí),嚴(yán)格進(jìn)行過程控制,保證模板穩(wěn)定,修補(bǔ)模板拼縫,鋼筋嚴(yán)格按圖施工,控制鋼筋間距及鋼筋頂面高程,防止保護(hù)層過厚或者保護(hù)層不足。砼施工前做好施工準(zhǔn)備工作,分層澆注,控制好水泥澆注速度,內(nèi)箱澆注時(shí)開設(shè)振搗口,嚴(yán)格控制砼料飽滿度及振搗力度,確保振搗密實(shí)。砼表面硬化后滿鋪土工布,并24小時(shí)不間斷灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)重點(diǎn)注意箱梁內(nèi)箱積水不得超過20cm。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于7天。砼澆注完成后橋梁兩端設(shè)置圍擋,嚴(yán)禁車輛或其他重荷載上橋,張拉壓漿完成2天后車輛才能上橋施工。
2.1.5 水泥收縮引起的裂縫
在混凝土收縮種類中,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。
塑性收縮。是大體積混凝土收縮一個(gè)主要來源,發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后4~5小時(shí)左右,此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈,分子鏈逐漸形成,出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā),混凝土失水收縮,同時(shí)骨料因自重下沉,因此時(shí)混凝土尚未硬化,稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級(jí)很大,可達(dá)1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋,便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處如箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹?,因硬化前沉?shí)不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。同時(shí)在水泥活性大、混凝土溫度較高或者水灰比較低的條件下,混凝土的泌水明顯減少,表面蒸發(fā)的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充,這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài),稍微受到一點(diǎn)拉力,混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)分布不規(guī)則的裂縫。出現(xiàn)裂縫以后,混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加快,于是裂縫迅速擴(kuò)展。
縮水收縮(干縮)?;炷两Y(jié)硬以后,隨著表層水分逐步蒸發(fā),濕度逐步降低,混凝土體積減小,稱為縮水收縮(干縮)。因混凝土表層水分損失快,內(nèi)部損失慢,因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí),便產(chǎn)生收縮裂縫?;炷劣不笫湛s主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構(gòu)件(超過3%),鋼筋對(duì)混凝土收縮的約束比較明顯,混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂裂紋。
自身收縮是混凝土收縮的一個(gè)主要來源。自身收縮是混凝土在硬化過程中,水泥與水發(fā)生水化反應(yīng),這種收縮與外界濕度無關(guān),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(fù)的(即膨脹,如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土)。自身收縮與干縮一樣,是由于水的遷移而引起的。但它不是由于水向外蒸發(fā)散失,而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)消耗水分造成凝膠孔的液面下降形成彎月面,產(chǎn)生所謂的自干燥作用,導(dǎo)致混凝土體的相對(duì)濕度降低及體積減小而最終自身收縮。水灰比對(duì)自身收縮影響較大,一般來說,當(dāng)水灰比小于0.35時(shí),體內(nèi)相對(duì)濕度會(huì)很快降低到80%以下,自身收縮與干縮則幾乎各占一半;當(dāng)水灰比大于0.5時(shí),其自干燥作用和自身收縮與干縮相比小得可以忽略不計(jì),但必須考慮水化熱及隨之引起的體積變形問題,以最大限度減少開裂影響,也需要考慮將溫度收縮和自身收縮疊加的影響。
炭化收縮。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。炭化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生,且隨二氧化碳的濃度的增加而加快。炭化收縮一般不做計(jì)算。
溫差裂縫?;炷羶?nèi)部和外部的溫差過大會(huì)產(chǎn)生裂縫。溫差裂縫產(chǎn)生的主要原因是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。溫差的產(chǎn)生主要有三種情況:第一種是在混凝土澆筑初期,這一階段產(chǎn)生大量的水化熱,形成內(nèi)外溫差并導(dǎo)致混凝土開裂,這種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第3天(升溫階段)。另一種是在拆模前后,這時(shí)混凝土表面溫度下降很快,從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。第三種情況是當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度高達(dá)峰值后,熱量逐漸散發(fā)而達(dá)到使用溫度或最低溫度,它們與最高溫度的差值即內(nèi)部溫差。這三種溫差都會(huì)產(chǎn)生裂縫,但最嚴(yán)重的是水化熱引起的內(nèi)外溫差。
安定性裂縫。安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂,主要是由于水泥安定性不合格而引起。
處理方案:水泥收縮引起的裂縫主要為混凝土自身原因,施工時(shí)嚴(yán)格控制配合比、好水灰比,并重點(diǎn)控制外加劑質(zhì)量及摻入量和攪拌均勻度。外部原因主要為振搗及后期養(yǎng)護(hù),施工時(shí)嚴(yán)格控制振搗質(zhì)量,采用快插慢拔方案振搗,振搗間距不大于25cm,振搗至表面翻漿無氣泡為宜。養(yǎng)護(hù)及時(shí),且采用跳板鋪蓋土工布,不得人工直接踩在混凝土上鋪蓋,養(yǎng)護(hù)清水不得直接對(duì)著混凝土表面沖刷。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于7天。
2.2 澆注后出現(xiàn)的裂縫
2.2.1 養(yǎng)護(hù)引起的裂縫
澆注砼時(shí),由于海邊風(fēng)浪大,天氣炎熱,砼表面水分散失快,砼一直處于假凝狀態(tài),形成內(nèi)外干濕差,表面收縮而內(nèi)部未收縮,內(nèi)部的水分在不斷蒸發(fā),水分要散發(fā)出來就把便面已經(jīng)收干的砼脹開一道縫隙,起皮形成裂縫。高標(biāo)號(hào)水泥水化熱高,覆蓋土工布不斷灑水養(yǎng)護(hù),如果養(yǎng)護(hù)不到位,或者養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠,砼表面水分散失嚴(yán)重,造成混凝土表面干縮,形成裂縫。
工程量大,澆注時(shí)間長(zhǎng),工程地點(diǎn)偏僻,自來水供應(yīng)不足,養(yǎng)護(hù)時(shí)水量不足,覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)三天便拆除土工布直接灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)次數(shù)明顯減少。也會(huì)形成后期的新裂縫。
處理方案:施工時(shí)專門配有4人進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)采用提漿機(jī)作為跳板鋪蓋土工布,養(yǎng)護(hù)時(shí)由高坡向低坡灑水養(yǎng)護(hù),清水不得直接沖在水泥面上。施工一段鋪蓋一段并及時(shí)養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)內(nèi)箱積水深度不得大于20cm,以防荷載過大導(dǎo)致支架承載不足產(chǎn)生下沉。
2.2.2 拆模引起的裂縫,堆載或行車引起的裂縫
中州大橋?yàn)楹I犀F(xiàn)澆連續(xù)梁,鋼棧橋搭設(shè)在橋梁中分帶上,施工交叉影響較大,往往過早拆除模板或者堆載過車等,砼強(qiáng)度沒有完全達(dá)到要求,在外荷載的作用下形成裂縫。拆除內(nèi)模時(shí),內(nèi)箱積水養(yǎng)護(hù),方木、模板等吸水增重,拆除完的模板整堆對(duì)方在同一個(gè)位置,或者堆放其他材料,形成較大的集中應(yīng)力,外荷載作用傳遞到砼內(nèi)部,破壞砼內(nèi)部結(jié)構(gòu),形成后期裂縫。
處理方法:對(duì)試塊進(jìn)行抗壓試驗(yàn),砼強(qiáng)度達(dá)到30MP后拆除模板,模板及時(shí)人工轉(zhuǎn)運(yùn),翼緣板模板等橫向預(yù)應(yīng)力張拉完成后拆除。
2.2.3 張拉引起的裂縫
砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%進(jìn)行張拉。腹板束張拉時(shí),錨頭處承受達(dá)300多噸應(yīng)力。若強(qiáng)度達(dá)不到要求或錨后砼振搗不密實(shí),在集中應(yīng)力的作用下,錨后砼內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷破壞,發(fā)展到一定階段便形成砼裂縫,錨墊板開裂,造成整個(gè)張拉錨頭碎裂。齒塊張拉有出現(xiàn)水泥拉裂現(xiàn)象,最主要原因是砼振搗不到位,底板齒塊有漏振、欠振現(xiàn)象,造成錨后水泥出現(xiàn)空洞,張拉時(shí)出現(xiàn)錨墊板開裂,乃至齒塊錨頭水泥碎裂。
處理方案:張拉時(shí)間不小于7天,強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)85%,張拉前認(rèn)真檢查每束鋼束錨墊板后砼質(zhì)量,若存在空洞或者漏振、蜂窩、麻面現(xiàn)象,及時(shí)鑿除松散砼,并用環(huán)氧混凝土補(bǔ)強(qiáng)。張拉時(shí)先用清水洗孔,檢查有無堵管現(xiàn)象,若有則用單頂單根兩端拉送鋼絞線,然后安裝工作錨具和工作夾片,并敲緊與錨墊板密貼。安裝工具錨和千斤頂,張拉前保證工作錨卡入錨墊板槽口內(nèi),防止后期應(yīng)力增加工作錨忽然劃入槽口內(nèi)的應(yīng)力沖擊導(dǎo)致錨墊板開裂或者混凝土開裂。兩端同步增加應(yīng)力對(duì)稱張拉,以應(yīng)力進(jìn)行控制,不得單端肆意張拉。張拉完一天內(nèi)壓漿,防止時(shí)間過久工作夾片脫落導(dǎo)致整束鋼束斷裂,錨墊板開裂。
2.2.4 鋼筋銹蝕引起的裂縫
由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足,混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面,使鋼筋周圍混凝土堿度降低,或由于氯化物介入,鋼筋周圍氯離子含量較高,均可引起鋼筋表面氧化膜破壞,鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng),其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長(zhǎng)約2~4倍,從而對(duì)周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離,沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫,并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕,使得鋼筋有效斷面面積減小,鋼筋與混凝土握裹力削弱,結(jié)構(gòu)承載力下降,并將誘發(fā)其它形式的裂縫,加劇鋼筋銹蝕,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。
處理方案:模板、鋼筋安裝前嚴(yán)格控制頂面高程,保證有足夠的保護(hù)層,控制混凝土的水灰比,加強(qiáng)振搗,保證混凝土的密實(shí)性,防止氧氣侵入,砼面層施工時(shí)采用高效提漿整平機(jī),養(yǎng)護(hù)采用自來水養(yǎng)護(hù)。
3 總結(jié)
在現(xiàn)場(chǎng)施工中,我們認(rèn)真分析混凝土開裂原因,群思群策,集思廣益。全員全方位動(dòng)員,及時(shí)總結(jié)處理方案。過程中嚴(yán)把各道工序管卡,逐層入手,層層控制、把關(guān),在后續(xù)的現(xiàn)澆梁施工中,基本消除混凝土表面開裂現(xiàn)。保證混凝土內(nèi)在施工質(zhì)量和外觀質(zhì)量,得到業(yè)主、監(jiān)理單位的一致好評(píng)。