安兆輝, 魏振和
河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司(450014)
預(yù)應(yīng)力混凝土箱型結(jié)構(gòu)中裂縫現(xiàn)象很普遍。裂縫直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性,不管何種原因產(chǎn)生的裂縫,都應(yīng)引起工程建設(shè)人員的重視,把裂縫作為主要通病之一進(jìn)行綜合防治,減少和避免裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的普遍現(xiàn)象,一類(lèi)是由外荷載引起的,也稱(chēng)結(jié)構(gòu)性裂縫,指結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴(yán)重問(wèn)題;另一類(lèi)是由變形引起的,也稱(chēng)非結(jié)構(gòu)性裂縫,指變形得不到滿(mǎn)足,在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力,當(dāng)該自應(yīng)力超過(guò)混凝土允許應(yīng)力時(shí),引起混凝土開(kāi)裂。在上述兩類(lèi)裂縫中,變形裂縫約占80%。引起該類(lèi)裂縫的原因主要有:
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)混凝土凝固過(guò)程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。
3)由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫,結(jié)構(gòu)隨著溫度變化而受到約束時(shí),在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)混凝土抗裂強(qiáng)度,混凝土便開(kāi)裂,即產(chǎn)生溫度裂縫。
4)對(duì)拆??紤]不周產(chǎn)生裂縫。預(yù)應(yīng)力工程施工周期長(zhǎng),整體拆模時(shí)間較普通結(jié)構(gòu)遲,為提高周轉(zhuǎn)材料的利用率,減少施工投入,常采用主次模板體系分開(kāi)支設(shè)的辦法,在符合普通混凝土結(jié)構(gòu)拆模的條件后,可在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的模板及支撐。對(duì)預(yù)應(yīng)力大梁,也常采用早拆模板方法施工,根據(jù)跨度情況,在適當(dāng)位置處,保留若干支撐點(diǎn)模板與支撐不拆而拆除其余部位的模板與支撐。采用這種方法施工時(shí),必須對(duì)保留支撐進(jìn)行驗(yàn)算和加固。對(duì)保留支撐而言,即使立桿和梁底模沒(méi)有拆除和松動(dòng),整體排架和牽杠的拆除,也會(huì)影響保留支撐的剛度和穩(wěn)定性,降低承載力,故應(yīng)進(jìn)行必要的加固。
5)施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫。從裂縫情況看,裂縫分布部位、分布方向、出現(xiàn)時(shí)間具有一定的規(guī)律性。裂縫分部在跨中,只有腹板開(kāi)裂,且兩面對(duì)稱(chēng),時(shí)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(mǎn)足要求,而現(xiàn)場(chǎng)施工溫度在25℃以上,那么裂縫的主要原因是因溫度應(yīng)力引起的。溫度應(yīng)力包括內(nèi)約束應(yīng)力和外約束應(yīng)力。內(nèi)約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部某一構(gòu)件單元,在非線性溫差作用下纖維間溫度不同,引起的應(yīng)變不同而受到約束引起的應(yīng)力;外約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件因溫度不同產(chǎn)生變形而受到結(jié)構(gòu)外部超靜定約束,無(wú)法實(shí)現(xiàn)自用變形引起的應(yīng)力。
1)因?yàn)榛炷临|(zhì)量引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,可以通過(guò)以下措施防止:控制及改善水灰比、減少砂率、增加骨料用量、嚴(yán)格控制塌落度、混凝土凝固時(shí)間不宜過(guò)短、下料不宜過(guò)快、高溫季節(jié)注意采取緩凝措施、避免水分劇烈蒸發(fā)、混凝土振搗密實(shí)、改善現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工工藝,同時(shí)還應(yīng)注意混凝土的施工防雨、養(yǎng)護(hù)及保溫工作。
2)因溫度應(yīng)力引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,可以通過(guò)配置足夠的溫度應(yīng)力鋼筋、增加結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備等措施來(lái)防止裂縫的產(chǎn)生(如在腹板加縱向鋼筋);同時(shí)在施工時(shí),應(yīng)盡量選擇溫度低的時(shí)間澆筑(利用早、晚進(jìn)行施工)。熱天澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)降低水溫拌制,選用水化熱小和收縮小的水灰比,合理使用減水劑,加強(qiáng)振搗以減少水化熱。
3)在施工中對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫的控制方案和已出現(xiàn)裂縫的處理辦法如下:①在腹板處兩面對(duì)稱(chēng)增加通長(zhǎng)縱向應(yīng)力鋼筋,根數(shù)為原設(shè)計(jì)的一倍;②控制好混凝土的澆筑時(shí)間和澆筑時(shí)的溫度,安排早、晚或溫度低的時(shí)候進(jìn)行澆筑;③及時(shí)養(yǎng)護(hù),并用塑料布進(jìn)行覆蓋,經(jīng)常保持混凝土濕潤(rùn);④及時(shí)拆模、張拉。
如出現(xiàn)裂縫,可以用環(huán)氧樹(shù)脂配固化劑、丙酮以1:0.5:0.25的配合比調(diào)和進(jìn)行修補(bǔ),將裂縫周?chē)?cm內(nèi)的混凝土用鋼刷刷干凈,用酒精清洗后,再用丙酮擦洗一次,再涂環(huán)氧樹(shù)脂,貼玻璃布,之后再涂環(huán)氧樹(shù)脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純堿水煮沸脫脂,用清水洗凈并烘干,這種封閉處理,能保證日后運(yùn)營(yíng)過(guò)程中梁體內(nèi)鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)使用壽命。
通過(guò)以上的控制方案和防處治措施,在以后的T梁預(yù)制過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)裂縫,并且對(duì)裂縫的處置也不影響梁體的正常使用。
預(yù)應(yīng)力混凝土箱型結(jié)構(gòu)的裂縫很常見(jiàn),但可避免或減少,關(guān)鍵是在設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)真驗(yàn)算,合理配置構(gòu)造鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋,對(duì)易出現(xiàn)裂縫的部位,通過(guò)施工過(guò)程的嚴(yán)格控制,盡可能地避免開(kāi)裂或減少裂縫的數(shù)量,減少裂縫的長(zhǎng)度和寬度,通過(guò)對(duì)裂縫的妥善處理,控制裂縫的發(fā)展,使裂縫不至于對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害,保證結(jié)構(gòu)的正常使用。