城市规划论文:浅谈预制小箱梁裂缝的分析与预防

　　浅谈预制小箱梁裂缝的分析与预防
　　梁新明南宁市政工程集团有限公司广西南宁530011
　　摘要:分析了某工程标段预应力钢筋混凝土小箱梁预制初期产生断裂的原因,从原材料、温度应力、施工工艺及养护面介绍了控制预防措施,以保证工程质量。
　　关键词:预应力,混凝土,裂缝,养护工作
　　1工程概况
　　我公司某施工标段在施工过程中,有2片小箱梁在浇筑完混凝土,拆除模板后停置在台座上,还没有进行施加预应力的情况下,中部横断面腹板、顶板、底板均出现裂缝,并且相互贯通,形成了断梁的现象。为了控制预应力混凝土预制小箱梁裂缝的产生,有效防止断梁现象的再次发生,现分析裂缝产生的原因,提出预防裂缝产生的措施,对后面预制梁产生了非常好的效果。
　　2裂缝产生的原因分析
　　预应力混凝土裂缝产生的原因是多方面的。实践表明,形成裂缝的主要原因有材料性质、变形以及荷载。一般由温差、收缩、不均匀沉降引起的变形产生的裂缝约占80%,荷载等造成的裂缝约占20%。
　　2.1材料因素
　　预应力混凝土都是采取高强混凝土,其水泥用量大多在450kg/m3～600kg/m3,是普通混凝土的1.5倍～2倍,水灰比为0.34～0.38,本工程水灰比为0.37,偏大。这样在混凝土生成过程中由于水泥水化而引起的体积收缩即自缩就大于普通混凝土,出现收缩裂缝。收缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体收缩越大,收缩裂缝越易产生。砂泥块含量超标,碎石中针片含量较大,造成混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大,从而诱导了混凝土裂缝的产生。
　　2.2变形因素
　　2.2.1湿度变化
　　混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小,变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,越易产生干缩裂缝。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分和用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
　　2.2.2温度变化
　　当时小箱梁施工正值广东夏季,气温高达35℃～37℃,实际测定小箱梁箱室内温度达85℃。水泥水化热在1d～3d可放出热量的50%,由于热量的传递、积存,混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3d～5d,因为小箱梁内部和外部、中部和两端的散热条件不同,所以小箱梁中部温度高,两端温度低,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力。温度应力和温差成正比,温度越大,温度应力也越大。当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力(包括混凝土抗拉强度)时,就会产生裂缝。
　　2.2.3施工方法
　　1)混凝土的拌制。拌合时间为1.5min左右,时间过短,影响混凝土的均匀性,坍落度为18mm,超出了施工配合比(10mm～14mm),判定水灰比超过了设计用量,水灰比过大,混凝土干缩量加大,产生裂缝。
　　2)混凝土浇筑。工地采用插入式振动器振密,振捣过程出现过振现象,致使混凝土表面粗细集料离析,靠近模板的混凝土表面细集料集中。
　　2.3现场拆模时间
　　现场检查发现,梁场存在内模拆模时间过早,顶板混凝土开裂现象,从而影响了混凝土的强度,降低了混凝土的抗拉强度。
　　2.4箱梁的养护因素
　　现场检查发现,梁场对小箱梁的养护措施不当,都是在小箱梁顶板混凝土终凝后,在顶板覆盖麻袋进行洒水养生,对箱梁腹板内部及外部并没有进行洒水养护,每天洒水的次数也不能保证混凝土表面经常处于湿润状态,达不到降低温度,减小温度应力的目的,造成混凝土开裂。
　　3裂缝的预防
　　3.1严把原材料质量关
　　进场材料必须经严格检验后方能使用,对高标号混凝土使用高标号水泥,减少水泥用量,细集料使用级配良好的中砂,细度模数应大于2.6,含泥量小于2%。粗骨料使用质地坚硬、级配良好的碎石,含泥量小于1%,针片状颗粒含量应小于5%。
　　3.2尽量降低水灰比和水泥用量
　　混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量,混凝土的拌和用水量,只有少部分是供水泥水化反应用的,大部分水只是为了施工操作需要,这些水对水泥水化反应来说是过剩的,最终将蒸发散失掉,若剩余水分太多,蒸发后在混凝土中会留下无数空隙,从而降低了混凝土的强度,并使混凝土发生体积收缩,严重时产生收缩裂缝,降低混凝土的耐久性。
　　3.3施工方法
　　1)拌合时间。混凝土的拌制宜采用二次投料法进行拌制,严格控制混凝土的拌合时间在2min,不能过短,也不能过长,时间过短,则混合料不均匀,时间过长,则破坏材料的结构。保证混凝土的均匀性,严格控制加水量,经常检测混凝土的坍落度,以保证混凝土具有良好的和易性及提高混凝土的密实性。
　　2)混凝土的浇筑。混凝土灌注应避开高温作业,灌注温度应控制在32℃以下,应选择一天中温度较低的时候进行,当无法避免时,应采用低温水拌制,对粗细骨料冷水降温或设置遮阳棚,以降低混凝土拌合温度[3]。浇筑过程中,应随时检查模板、支撑、钢筋间距、保护层、锚固端垫板和波纹管道等情况,发现问题及时处理。
　　3)混凝土的振捣。确保混凝土的振捣质量,采用插入式振捣器振捣时,移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍,对每一振捣部位必须振动到混凝土停止下沉,不在冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆,边振动边徐徐提出振动棒,避免过振,造成混凝土离析。振捣过程中,注意避免碰动钢筋和各类预埋件,特别注意保证波纹管不碰动、不移位。
　　3.4加强养护工作的管理
　　各梁场应加强对小箱梁养护工作的管理,设置专职的养护人员。灌注完成混凝土的梁段,在混凝土表面收浆后,立即进行覆盖和洒水养护,对外侧模板应适当喷水降温,对箱体内模板可考虑在箱室内预先搁置钻有小孔眼(间距约30cm)的胶皮水管,外接压力水源,适时放水自动喷淋模板湿润降温。模板拆除后,顶板面应覆盖干净的湿润麻袋养护。麻袋和梁体侧表面应经常洒水,保持湿润状态,箱体内侧表面混凝土,仍采用钻有小孔眼的胶水管适时放水自动喷淋养护,混凝土洒水养护期必须保证在7d以上。
　　4结语
　　预制预应力混凝土箱梁结构由于施工管理不善、原材料、养护质量等原因,导致出现裂缝,造成断梁事故,在采取相应的预防措施后,各梁场后续制梁再也没有出现断梁事故,不仅加快了工程进度,同时获得了明显的经济效益和社会效益。