在橋梁、隧道及房屋結(jié)構(gòu)物工程中,混凝土構(gòu)件是橋梁、房屋的主要承重結(jié)構(gòu),而水泥混凝土構(gòu)件發(fā)生裂縫帶有一定的普遍性,如不引起重視和及時治理,對混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命會造成很大的傷害。
一、混凝土構(gòu)件裂縫成因分析
1.設(shè)計方面
結(jié)構(gòu)物的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物的受力狀態(tài)、周圍環(huán)境及施工方法等因素具體設(shè)計。由于設(shè)計缺陷造成混凝土厚度局部薄弱和鋼筋混凝土承載能力計算不足,使受力狀態(tài)改變形成裂縫。其次,環(huán)境變化過大、施工方法不當(dāng),致使混凝土在外界環(huán)境溫差及混凝土本身內(nèi)部應(yīng)力的作用下形成裂縫。
2.人員、材料、環(huán)境、施工方法
片面追求施工進(jìn)度,隨意提前脫模時間,使混凝土在低強(qiáng)度狀態(tài)下過早過量地承受荷載,破壞了混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu),并且脫模后對混凝土沒有進(jìn)行充分的潮濕養(yǎng)護(hù),從而形成裂縫。
混凝土原材料質(zhì)量差、配合比設(shè)計不合理。水泥品種選擇不當(dāng),穩(wěn)定性不好,碎石、砂級配不合理,含泥量超標(biāo)、碎石中石粉含量大、針、片狀物過多,影響了水泥與骨料的膠結(jié);在進(jìn)行配合比設(shè)計時,忽視水泥用量增多對混凝土品質(zhì)的影響,錯誤認(rèn)為水泥用量越多混凝土強(qiáng)度越高;對拌和料外加劑的選擇缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)原因,也可造成了混凝土構(gòu)件裂縫。
夏季施工時砂、石露天堆放,無切實(shí)有效的降溫措施,使混凝土拌和料入模溫度高。冬季施工時采取的防寒保溫措施不力和不到位,致使混凝土澆注溫度不符合要求,也可形成混凝土構(gòu)件裂縫。
混凝土振搗不均勻、漏振或沒按規(guī)范要求振搗,造成混凝土密實(shí)度不理想,收縮變形也可致使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。
二、裂縫的防治措施
1.設(shè)計與動態(tài)施工相結(jié)合
設(shè)計時應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境、位置、形狀、結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)等情況,正確選擇結(jié)構(gòu)尺寸,以確?;炷劣凶銐虻某休d能力,保證結(jié)構(gòu)安全。如在施工中發(fā)生了環(huán)境情況有變化或與設(shè)計不符時,應(yīng)及時變更設(shè)計,調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸和受力配筋,使之符合要求。混凝土設(shè)計時,按規(guī)范要求正確選擇結(jié)構(gòu)形式、斷面、尺寸及原材料品種,并且在施工中嚴(yán)格按照設(shè)計要求操作。
2.加強(qiáng)混凝土拌和運(yùn)輸及澆注振搗
混凝土拌和時投料順序?yàn)椋洪_機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)→石子→砂子→水泥→外加劑→水。其中水可按體積稱量,其余均應(yīng)按重量稱重。預(yù)制場或拌和站集中拌制的混凝土,細(xì)、粗集料稱量允許偏差為±2%,水、水泥、外加劑的稱量允許偏差為±1%。
混凝土的運(yùn)輸要及時并保持連續(xù)性,時間間隔不宜超過1.5h,運(yùn)距較遠(yuǎn)或炎熱天氣施工,可摻入緩凝劑以減少坍落度損失。
混凝土澆注時自由落距應(yīng)控制在2m以內(nèi),澆注的最大間隙時間:當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級≤C30,氣溫<250C時為210min,氣溫>250C時為180min;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級>C30,氣溫<250C時為180min,氣溫>250C時為150min;摻用外加劑時,混凝土澆注最大間隙時間,則應(yīng)按現(xiàn)場條件試驗(yàn)確定。
混凝土振搗時要均勻,密實(shí),不漏振、不欠振,不過振,確保每一振點(diǎn)的振搗時間長短、振動棒的間距和插入深度應(yīng)符合施工規(guī)范要求。其中,振搗應(yīng)在澆注點(diǎn)和新混凝土面上進(jìn)行,振搗器插入混凝土或撥出時速度要慢,以免產(chǎn)生空洞。振搗器要垂直地插入混凝土內(nèi),并要插至前一層混凝土,以保證新澆混凝土與先澆混凝土結(jié)合良好,插入深度一般為50~100mm。插入式振搗器移動間距不得超過有效振動半徑的1.5倍,表面式振搗器移動間距,應(yīng)使振動器平板能覆蓋已振實(shí)部分100mm左右。當(dāng)使用插入式振搗器時,應(yīng)盡可能地避免與鋼筋和預(yù)埋件相接觸?;炷翐v密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉、不冒氣泡、泛漿、表面平坦。混凝土搗實(shí)后1.5h到24h之內(nèi),不得受到振動。
3.控制混凝土的脫模及養(yǎng)生
混凝土澆注完成,表面收縮后應(yīng)盡快進(jìn)行養(yǎng)生。灑水養(yǎng)生應(yīng)不少于7d(摻外加劑混凝土應(yīng)不少于14d),特別是大體積混凝土,應(yīng)針對結(jié)構(gòu)斷面、材料選用、施工工藝、周圍環(huán)境等條件,采取有效技術(shù)措施降低水化熱,控制漲凝土中心溫度與表面溫度差符合要求,防止裂縫出現(xiàn)。混凝土拆模時強(qiáng)度必須符合設(shè)計或規(guī)范要求,嚴(yán)禁未經(jīng)試驗(yàn)人員同意提前脫模,并且脫模時不得損傷混凝土,脫模后加強(qiáng)養(yǎng)生。
4.及時做好裂縫的治理
干燥收縮裂縮治理,初期加強(qiáng)覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù),及時正確調(diào)整和嚴(yán)格控制混凝土配合比,降低單位用水量,提高混凝土抗裂度,不良地基引起的裂縫,采用小導(dǎo)管或中空錨桿注水泥漿加固地基,偏壓引起的裂縫,加設(shè)偏壓支撐或采取回填方式處理。
一、混凝土構(gòu)件裂縫成因分析
1.設(shè)計方面
結(jié)構(gòu)物的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物的受力狀態(tài)、周圍環(huán)境及施工方法等因素具體設(shè)計。由于設(shè)計缺陷造成混凝土厚度局部薄弱和鋼筋混凝土承載能力計算不足,使受力狀態(tài)改變形成裂縫。其次,環(huán)境變化過大、施工方法不當(dāng),致使混凝土在外界環(huán)境溫差及混凝土本身內(nèi)部應(yīng)力的作用下形成裂縫。
2.人員、材料、環(huán)境、施工方法
片面追求施工進(jìn)度,隨意提前脫模時間,使混凝土在低強(qiáng)度狀態(tài)下過早過量地承受荷載,破壞了混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu),并且脫模后對混凝土沒有進(jìn)行充分的潮濕養(yǎng)護(hù),從而形成裂縫。
混凝土原材料質(zhì)量差、配合比設(shè)計不合理。水泥品種選擇不當(dāng),穩(wěn)定性不好,碎石、砂級配不合理,含泥量超標(biāo)、碎石中石粉含量大、針、片狀物過多,影響了水泥與骨料的膠結(jié);在進(jìn)行配合比設(shè)計時,忽視水泥用量增多對混凝土品質(zhì)的影響,錯誤認(rèn)為水泥用量越多混凝土強(qiáng)度越高;對拌和料外加劑的選擇缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)原因,也可造成了混凝土構(gòu)件裂縫。
夏季施工時砂、石露天堆放,無切實(shí)有效的降溫措施,使混凝土拌和料入模溫度高。冬季施工時采取的防寒保溫措施不力和不到位,致使混凝土澆注溫度不符合要求,也可形成混凝土構(gòu)件裂縫。
混凝土振搗不均勻、漏振或沒按規(guī)范要求振搗,造成混凝土密實(shí)度不理想,收縮變形也可致使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。
二、裂縫的防治措施
1.設(shè)計與動態(tài)施工相結(jié)合
設(shè)計時應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境、位置、形狀、結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)等情況,正確選擇結(jié)構(gòu)尺寸,以確?;炷劣凶銐虻某休d能力,保證結(jié)構(gòu)安全。如在施工中發(fā)生了環(huán)境情況有變化或與設(shè)計不符時,應(yīng)及時變更設(shè)計,調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸和受力配筋,使之符合要求。混凝土設(shè)計時,按規(guī)范要求正確選擇結(jié)構(gòu)形式、斷面、尺寸及原材料品種,并且在施工中嚴(yán)格按照設(shè)計要求操作。
2.加強(qiáng)混凝土拌和運(yùn)輸及澆注振搗
混凝土拌和時投料順序?yàn)椋洪_機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)→石子→砂子→水泥→外加劑→水。其中水可按體積稱量,其余均應(yīng)按重量稱重。預(yù)制場或拌和站集中拌制的混凝土,細(xì)、粗集料稱量允許偏差為±2%,水、水泥、外加劑的稱量允許偏差為±1%。
混凝土的運(yùn)輸要及時并保持連續(xù)性,時間間隔不宜超過1.5h,運(yùn)距較遠(yuǎn)或炎熱天氣施工,可摻入緩凝劑以減少坍落度損失。
混凝土澆注時自由落距應(yīng)控制在2m以內(nèi),澆注的最大間隙時間:當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級≤C30,氣溫<250C時為210min,氣溫>250C時為180min;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級>C30,氣溫<250C時為180min,氣溫>250C時為150min;摻用外加劑時,混凝土澆注最大間隙時間,則應(yīng)按現(xiàn)場條件試驗(yàn)確定。
混凝土振搗時要均勻,密實(shí),不漏振、不欠振,不過振,確保每一振點(diǎn)的振搗時間長短、振動棒的間距和插入深度應(yīng)符合施工規(guī)范要求。其中,振搗應(yīng)在澆注點(diǎn)和新混凝土面上進(jìn)行,振搗器插入混凝土或撥出時速度要慢,以免產(chǎn)生空洞。振搗器要垂直地插入混凝土內(nèi),并要插至前一層混凝土,以保證新澆混凝土與先澆混凝土結(jié)合良好,插入深度一般為50~100mm。插入式振搗器移動間距不得超過有效振動半徑的1.5倍,表面式振搗器移動間距,應(yīng)使振動器平板能覆蓋已振實(shí)部分100mm左右。當(dāng)使用插入式振搗器時,應(yīng)盡可能地避免與鋼筋和預(yù)埋件相接觸?;炷翐v密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉、不冒氣泡、泛漿、表面平坦。混凝土搗實(shí)后1.5h到24h之內(nèi),不得受到振動。
3.控制混凝土的脫模及養(yǎng)生
混凝土澆注完成,表面收縮后應(yīng)盡快進(jìn)行養(yǎng)生。灑水養(yǎng)生應(yīng)不少于7d(摻外加劑混凝土應(yīng)不少于14d),特別是大體積混凝土,應(yīng)針對結(jié)構(gòu)斷面、材料選用、施工工藝、周圍環(huán)境等條件,采取有效技術(shù)措施降低水化熱,控制漲凝土中心溫度與表面溫度差符合要求,防止裂縫出現(xiàn)。混凝土拆模時強(qiáng)度必須符合設(shè)計或規(guī)范要求,嚴(yán)禁未經(jīng)試驗(yàn)人員同意提前脫模,并且脫模時不得損傷混凝土,脫模后加強(qiáng)養(yǎng)生。
4.及時做好裂縫的治理
干燥收縮裂縮治理,初期加強(qiáng)覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù),及時正確調(diào)整和嚴(yán)格控制混凝土配合比,降低單位用水量,提高混凝土抗裂度,不良地基引起的裂縫,采用小導(dǎo)管或中空錨桿注水泥漿加固地基,偏壓引起的裂縫,加設(shè)偏壓支撐或采取回填方式處理。