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现浇混凝土板梁结构裂缝的分析与处理措施

作者:未知

  摘要:现浇混凝土板梁是公路桥梁施工中的一种典型结构。由于桥梁上部重载车辆多,交通流量大,现浇混凝土板梁受材料、设计、环境、技术等内外因素的综合影响,在施工过程中会出现裂缝,对裂缝应持慎重态度,进行分析鉴别其性质。现浇混凝土板梁结构裂缝不仅影响现浇混凝土板梁的结构稳定性,而且影响其功能和安全及使用寿命。从现浇混凝土板梁施工入手,分析现浇混凝土板梁结构施工中产生裂缝的原因,提出了预防和处理裂缝的措施。
  关键词:板梁结构;现浇混凝土;裂缝;措施
  现浇混凝土板梁是混凝土结构最常见的质量通病,如何处理预防混凝土板梁裂缝一直是困扰着公路施工企业的一个重要的技术难题。现根据现浇混凝土板梁的施工特点,结合现浇混凝土板梁结构的施工实践,分析影响现浇混凝土板梁施工产生结构裂缝的原因,制定有效的预防现浇混凝土板梁裂缝方法。
  1现浇混凝土板梁结构裂缝产生的主要原因
  1.1环境因素导致现浇混凝土板梁结构产生裂缝
  天气是环境因素中的一个重要环节。经研究分析认为,裂缝主要是由温度变化及混凝土收缩引起的,当结构周围的温度湿度变化时,梁板发生变形-温度变形及收缩变形,尤其是夏季高温施工时,湿度急剧降低,混凝土收缩速度加快,加重了混凝土梁板内部应力,容易导致裂缝。在春秋两季的干燥天气中,由于现浇混凝土板梁结构养护不足,会导致湿度不足,导致现浇混凝土板梁结构出现干缩裂缝。
  1.2材料原因及配合比设计不合理导致现浇混凝土板梁结构出现裂缝
  现浇混凝土板梁结构施工一般要严格控制混凝土水胶比不宜大于0.38,用水量不宜大于175 kg/m3,水泥强度宜为混凝土强度等级的0.9-1.5倍,胶凝材料总量宜为450-600kg/m3。采用泵送混凝土时,如在现浇混凝土中掺入过量的矿渣,混凝土的含砂量和水胶比如过高,这种混凝土经泵送到现场,浆明显偏多,收缩量变大,更加容易出现板梁裂缝。
  1.3设计原因导致现浇混凝土板梁结构出现裂缝
  在现浇混凝土板梁结构设计中,对结构温度变形的计算十分缺乏,尤其是在现浇混凝土板梁结构与其它结构的膨胀系数混合时。这将导致不同构件的应力受到约束,进而在强度不足的区域出现现浇混凝土板梁的裂缝[1]。
  1.4施工过程中工艺不当导致板梁出现裂缝
  在现浇混凝土板梁过程中,高标号混凝土在运输过程中混凝土初凝、运距等多方面原因,早期强度发展较快使自由水分的消耗也较快 ,因而在无外界供水的情况下更易产生自收缩尤其早期的自收缩加大,可能导致开裂。现浇模板支架未进行预压沉降稳定或过早预压卸荷,混凝土浇注后 1~3h内,桥墩处和地面支撑不均匀沉降产生板梁裂缝,混凝土泌水沉降或随混凝土塑性收缩也会产生的裂缝。
  2现浇混凝土板梁结构裂缝的处理措施
  2.1表面处理法
  表面处理方法主要包括表面涂层法。通过在裂缝外表涂抹环氧类封缝胶和张贴碳纤维布,增强防水性及耐久性。表面涂层的应用范围为: 开裂方向不规则的浅层薄裂缝不易灌浆;细裂纹不够深、未达到钢筋表面缝;水密裂缝。
  2.2结构加固补强法
  结构加固主要用于现浇混凝土板梁结构强度不足的情况下。结构加固方法的应用应根据现浇混凝土板梁结构件使用的不同和裂缝的特点,对现浇混凝土板梁结构薄弱部位进行加固,控制裂缝对结构的破坏。例如粘钢加固就是用高强度建筑结构胶将钢板粘贴在混凝土构件需要加固补强部位的表面,可提高结构的抗弯、抗剪能力,还能封闭裂缝,阻止其继续扩展的方法。
  2.3灌浆法
  灌浆法修补原理是通过施加压力把修补浆液灌入桥梁裂缝里,然后达到关闭裂缝,恢复桥梁结构完整性、持久性、防水性及坚韧性等目的。灌浆法在注浆方法的应用中,应注意注浆与注浆范围的比例,根据现浇混凝土板梁结构的材料选择注浆主要构件的比例,控制注浆范围,既不浪费注浆,也不产生死角。
  3预防与控制现浇混凝土板梁结构的裂缝。
  钢筋混凝土结构裂缝是不可避免的,但其危害程度是可以控制的,其危害与无害的界限是由结构的使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。
  3.1优化现浇板梁混凝土配合比设计,提高混凝土的抗裂性能。在保证混凝土强度的前提下,选用较小砂率和级配良好石料,选用含泥量较小的集料,严格控制水胶比,掺入适量减水剂和粉煤灰,以提高混凝土的工作性能,以减小水泥水化热作用引起板梁裂缝的可能性。据天气情况随时检测骨料的含水量,并据此调整用水量。混凝土的搅拌应确保其搅拌时间,搅拌时间不小于1.5分钟,但也不宜过长(以1.5—2分钟为宜),该搅拌时间为从搅拌加水算起。以使搅拌出来的混凝土均匀、颜色一致、外观粘糊,不离析、不泌水为宜,拌出的混凝土应在搅拌和浇筑地点分别进行检测坍落度以确保混凝土出厂质量合格。
  3.2现浇混凝土施工过程工艺控制。混凝土的浇筑应尽量避开高温施工,严格控制浇筑顺序,让收缩大的部位先自由收缩,再合拢,以减小最终收缩量。浇筑应连续进行,不得随意中断。混凝土浇顶板部位时,适当减小混凝土坍落度。并加强振捣和用木泥板多次抹压混凝土表面,以防止表面出现干缩裂纹。浇筑混凝土的同时要严密注视模板的变形和位移情况,一旦出现问题要立即采取措施。混凝土浇筑完及时用土工布覆盖养生,防止混凝土表面开裂。保温保湿保养时间不得少于半个月,重大项目不得少于一个月。对强度没达到拆模要求的构件严禁提前拆模,控制施工荷载的加载。[2]
  3.3采用二次振捣技术提高混凝土密实度,改善混凝土强度,提高抗裂性,是裂缝控制的重要措施,要掌握好二次振捣的时间间歇(以2小时为宜),否则会破坏混凝土内部结构,使强度降低。钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同材料组成的复合材料,为了保证钢筋与其周围混凝土粘结能共同工作,并使钢筋充分发挥计算所需强度,应严格控制板梁保护层厚度。
  3.4一般板梁不做抗裂设计,施工单位在混凝土配合比试验的过程中,也更注重强度、和易性、泵送性、早期强度等方面的要求(除非混凝土体积大),施工过程中对温度收缩的考虑较少。当几个不利的外部因素同时发生时,比值的潜在影响就暴露出来了。因此,对于重要的结构板梁,无论是否为抗裂设计,在混凝土试验分布中都要考虑这一因素[3]。
  4结束语
  通过以上对大量工程实践分析研究,可知现浇混凝土板梁结构裂缝产生的主要原因是:混凝土材料本身;工程结构设计及混凝土配合比设计原因;施工技术和天气环境原因。现浇混凝土板梁结构裂缝控制的主要方法和措施是通过设计、施工和材料等综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。现有结构裂缝应根据裂缝的大小、性质、场地环境和使用情况进行有效处理,采用综合经验法,尽量减少裂缝对结构功能的影响。
  参考文献
  [1] 王 东.现浇混凝土板梁结构裂缝的分析与处理措施[J].黑龙江科学,2014,5(9):27.
  [2] 陳红伟.关于GBF现浇混凝土空心楼盖施工工艺的探讨[J].泰州职业技术学院学报,2010, (05):109- 110.
  [3] 郑守纲.浅谈钢筋混凝土梁裂缝的原因与防治[J].中小企业管理与科技(上半月),2008,(04):27- 28.
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