現場預制公路T型梁開裂分析、處理及預防
發布時間：2010-01-14 共2頁
3 分析討論
(1)從原材料情況看，品質指標都符合有關標準要求，水泥安定性合格，裂縫也不具備粗大網狀裂縫的特征。因此無游離CaO與游離MgO造成的體積膨脹，故此項因素排除。
(2)從裂縫的表觀狀態看，裂縫不平行于約束方向，裂縫的兩邊緣較為整齊，無凹凸不平現象，陰面裂縫與陽面裂縫一致，無多少之分，縫中滲透物無乳白色半透明的凝膠，不具備因堿骨料反應形成無規則網狀裂縫的特征。
(3)使用的混凝土組成材料中，沒有引起鋼筋銹蝕的成份，尤其是混凝土外加劑經檢驗對鋼筋無銹蝕作用，而且時間很短，因此不會因鋼筋銹蝕而引起膨脹。
(4)由于梁體模板是用大塊鋼模板拼裝而成，與混凝土面接觸大，拆模時雖用倒鏈和輔以撬棍和錘敲，但拆模后多次觀察，沒有發現因拆模不當引起的裂縫。
(5)混凝土配合比在摻用外加劑的條件下，水灰比為0.40，水泥用量427kg/m3，均符合一般規定，且配料時各種材料有嚴格的自動計量、混凝土攪拌時間在2分以上，施工中對混凝土坍落度的檢測記錄說明混凝土和易性適宜(在50～70mm內)滿足設計和施工要求，不存在產生裂縫的潛在因素。
(6)混凝土澆筑搗固過程中，沒有發生混凝土離析現象，搗固到位，無漏振現象，混凝土表面沒有發現蜂窩麻面，因此也不 存在因振搗不當引發開裂的可能。
以上六個方面的原因都一一排除，經過仔細調查，梁體開裂的原因，下面的分析比較趨于合理：
對于圖2所示形成的裂縫，經過進一步觀察發現，預制臺座建立在填方場地上，臺座用粘土磚砌成，在進行混凝土梁體頂面灑水養護時向翼板兩側流水至地面，由于地面排水不暢，進而滲透到臺座基礎以下的土壤里，導致臺座承載力降低，出現不均勻沉降，由此使梁體下部承受拉應力，裂縫從梁體底部開始產生，裂縫呈下寬上窄狀態，隨沉降的加劇,裂縫往上擴展。
對于圖3所示的梁體裂縫，其臺座建立在挖方地段堅實的場地上，并且臺座基礎是漿砌片石，臺座部分用C20混凝土澆筑而成，具有良好的剛性及承載能力，不存在地基的不均沉陷問題。從開裂狀態來看，粱體裂縫初期在梁的腹板開始，逐漸向上向下擴展，最后導致全斷面裂透的程度。該梁體從澆筑到裂縫發展嚴重的時間是21天(沒有進行預應力張拉)，問題是拆模后沒有及時噴灑混凝土養護液，養護不及時也不充分，再加上太陽照射時間長，混凝土產生不均勻收縮，從最薄弱的部分先開裂，逐漸發展直到全斷面裂透。
所有梁體的預應力實施在設計上有兩個重要的約束條件，即混凝土齡期要≥10天，施加預應力時的混凝土強度必須達100%，因此在監理單位的監督下，施工單位覺得只要混凝土齡期足夠長，混凝土強度達到設計要求后再施加預應力，制梁質量肯定得到保證。實際情況是混凝土配合比7天強度達到44.3MPa，隨著氣溫的上升，達到設計強度的時間只需4～5天。盡管如此，甲方規定混凝土仍不能施加預應力。如果當混凝土強度已達到可施加預應力時，及時對梁體施加預應力，使混凝土產生一定的壓縮變形，就可以提高梁體抵抗開裂的儲備能力，防止裂縫的產生。
根據有關資料顯示，工程實踐中結構物裂縫的原因，屬于變形變化(溫度、收縮、不均勻沉陷)引起的約占80％以上，由荷載引起的約占20%左右，因此如何預防變形變化引起的裂縫顯得更為重要。
4 處 置
對于第一和第二種開裂情況，由于已占混凝土梁和大部分橫截面積，梁體已失去了安全使用的功能，因此決定報廢、重制。
對于第三種開裂情況，經過計算不影響設計要求，進行適當修補，其做法要點如下：
(1)先用冷鏨子沿裂縫輕擊混凝土，剔除裂縫表面松散混凝土。
(2)將裂縫縫口鑿成“V”字形槽，槽深以2～4mm, 槽寬以4～6mm為宜。并用細鐵鉤將裂縫中殘渣和表面散裂混凝土剔除，用壓縮空氣除盡縫內浮塵。
(3)用工業丙酮反復清洗縫口后，在縫口涂刷一層薄薄的環氧樹脂純漿，再用橡皮刮板將事先制作好的環氧膠泥抹壓進裂縫中，最后將縫口修補面抹平抹光即可。
5 預防措施
混凝土T梁預制出現裂縫，無論建設單位、監理單位，還是施工單位，都不愿意看到，不僅給工程質量帶來隱患，同時也帶來不必要的經濟損失，因此針對施工中的各個環節，采取有效的預防措施，把引起裂縫的因素事先排除，確保制梁的完整性與可靠性，根據施工現場的實際情況推出了以下預防措施：
(1)嚴格監控原材料，應選用收縮小、放熱小的水泥 品種，控制水泥的安定性。
(2)選擇配合比時控制水灰比與水泥用量不宜過大，摻入適量減水劑和摻合料，控制混凝土的收縮和放熱量，避免過多的溫度應力和收縮應力引發開裂。
(3)精心組織施工，避免高溫天氣施工，澆筑混凝土時，注意梁體陰陽面的溫差不宜過大，防止產生過大的溫度應力引發開裂，注意加強養護，特別是早期養護，要及時，要充分，養護時間不能少于14天。
(4)拆模時間以混凝土強度達到2.5MPa為宜。在施工現場拆模時間為混凝土澆筑24小時后(經試驗一般能達到5MPa以上)。
(5)加強地基碾壓，臺座基礎加寬加深，使其有足夠的承載力，也具有抵抗變形的能力，防止不均勻沉降。
(6)梁體周圍排水要暢通，防止因水份滲透到基座底 而降低承載力，致使出現不均勻沉降發生。
(7)在混凝土基座頂面與混凝土梁體間要有一層隔離劑(滑石粉或塑料膜等)，減少對梁體的約束，使其盡量呈自由伸縮。
(8)拆模時要用千斤頂及倒鏈逐漸加力，不要用大錘敲，以防敲碎混凝土，或防止振動波傳遞引起共振，導致梁體開裂。
(9)混凝土強度達到設計要求并滿足齡期≥10天的條件時應及時進行預應力張拉，使梁體有一個約束應力并具有一定的預拱度，使其有足夠的抵抗變形的能力。張拉完后，即使發生基座不均勻沉降，也不會引起開裂。
6 結束語
以上預防措施提出后并在工地實施，效果很好，在以后所有預制的梁體中沒有一片開裂，后張法預應力預制T梁工程是一個系統工程，在現場預制條件下，應根據不同的環境和條件，制定出切實可行的措施并落實到位，這樣做既可滿足設計要求，又防止了不必要的經濟損失。在此需提出的問題是：當混凝土強度滿足設計要求后，而齡期不到10天，是否可以施加預應力。
