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摘 要:预应力混凝土技术虽然只有几十年的历史,可是人们将预应力的原理应用在生活已经有了漫长的时间。与钢筋混凝土相比,预应力混凝土由于采用了高强度钢材和高强度混凝土,预应力混凝土构件抗裂能力强、抗渗性能好、刚度大、强度高等优点,对节约钢材,防止结构开裂都有重要作用。可是在施工过程中由于施工条件和施工环境的影响,预应力混凝土结构仍会出现裂缝现象,笔者在下文中对预应力混凝土结构施工中容易遇见的问题进行阐述,并就解决措施分析和讨论,希望给予相关工作人员借鉴。
关键词:预应力;混凝土结构;裂缝;防治措施
在建筑工程的建设中,施工是工程建设中最为重要的环节,也是工程质量过关的保障。因此建筑工程对于施工的要求更为严格。为施工的更好进行,由于预应力混凝土与钢筋混凝土相比抗裂能力更高,强度更大,对节约钢材,防止结构开裂作用更好等特点,施工人员选择预应力混凝土结构进行施工。但是在具体施工过程中,由于技术人员的技术并不完善,对于预应力混凝土的结构理解不到位,在环节中应用的技术手段出现失误等问题,为施工的进行增加难度,因而影响施工质量。笔者就预应力混凝土结构进行分析,并在下文中总结预应力混凝土施工中出现问题的原因。
1 预应力混凝土结构在施工阶段产生裂缝的原因
1.1 混凝土出现质量问题
在施工过程中,混凝土结构出现裂缝现象不仅影响施工的质量,更会影响工程的视觉美感,。而可能导致裂缝现象产生的原因中,混凝土本身质量问题的可能性最大,由于水泥和砂石的配置比例不对或者混凝土材料出现质量等。例如在施工前施工人员没有把好质量关,在选取混凝土原料时没有严格按照施工标准对原料进行质量检查,导致原料质量不符合标准。或是由于混凝土材料选择出现错误,没有选择满足工作需要的混凝土材料,导致是工程进行中预应力混凝土产生的预应力无法达到工程要求标准,因而出现裂缝现象。一旦混凝土质量出现问题,很难采取补救措施。
另外,除了混凝土材料之外,混凝土的模板也是影响混凝土质量的重要因素。对于预应力混凝土结构而言,其体积相对较大,所以含水量相对较多,出现裂缝的几率本身就大,如果混凝板的质量不达标同样会缩短混凝土结构的使用寿命。出现裂缝现象具有一定的规律性可言。
1.2 预应力构构件界面尺寸出现问题
在施工过程中,对混凝土截面的尺寸有严格要求,混凝土截面的高度和宽度都应该满足建筑物的构建标准,一旦尺寸过大,将会对建筑结构产生严重影响,从而导致裂缝现象的发生。当预应力的梁柱发生裂缝现象时,具有鲜明的表现特点,具体如下:
1.2.1 在梁侧梁高的中间位置,表现出中间较宽而上下结构较窄的现象,裂缝进行了延伸,严重的甚至延伸到整个梁的长度。
1.2.2 在梁侧的模板拆除之后,经过一周左右出现了裂缝的现象,同时也伴随着扩展的趋势,在前期扩展的较快,经过一段时间之后出现了缓慢的状态。
1.3 拆模环境出现问题
在建筑施工过程中,拆模工程是施工中不可或缺的环节。如果拆模工程出现问题,将会对混凝土的整体结构产生不利影响,从而导致裂缝现象发生。拆模工程中出现问题的最大因素是施工方式与施工操作。在现代建筑工程的发展阶段,我国建筑管理部门对于建筑施工并没有给予重视,对建筑工程投入不足,因此导致技术人员技术力量薄弱,在施工过程中因技术限制无法针对问题采取有效措施,因而无法达到施工标准。模板的拆除是影响混凝土表面强度的一个重要环节,如若在模板拆除过程中出现问题,将对导致混凝土的强度发生改变,因无法满足工程标准而产生恶劣影响。
在拆除模板的环节中,拆除模板的是时间和预应力的结构跨度是最容易发生错误的因素。施工人工应在拆除模板前,对混凝土的结构进行实际监测,并了解其满足结构要求标准的时间,在到达实际时进行模板拆除。另外如果预应力跨度比要求标准偏大,将导致截面尺寸变大,因无法达到承载要求发生裂缝现象。
2 裂缝防控的具体措施
2.1 防控混凝土问题的措施
2.1.1 控制混凝土组成级配、水灰比和坍落度,在满足浇筑要求的前提下,坍落度应尽量小。
2.1.2 柱梁或梁板同时浇筑时,应先浇筑柱、梁,尽量给出混凝土的沉实时间。
2.1.3 对厚大构件或坍落度较大的商品混凝土构件,应分层浇筑。混凝土初凝前后应进行二次振捣,终凝前再对表面进行二次抹压。
2.1.4 浇筑整板基础、现浇板等裸露面积较大的混凝土构件时,应避免大风或烈日直射的天气,否则应及时对混凝土表面进行覆盖保护。
2.1.5 通常情况下,收缩裂缝发生在混凝土凝固的初期,特别是混凝土浇筑后一周左右,实践证明,加强混凝土早期的养护工作,是克服这类裂缝最有效的办法。
2.2 防控预应力构件截面尺寸引起的裂缝的措施
2.2.1 厚大构件的混凝土配合比设计,应考虑减少混凝土体积收缩的措施。力求降低水泥用量,减小水灰比,有条件者可适当掺入改性外加剂。
2.2.2 推迟大截面构件模板拆除时间。为减小模板对梁的约束,防止预应力损失,规范规定要在预应力张拉前拆除其侧面模板。大梁侧模拆除应依据执行,并尽可能推迟。
2.2.3 应保证箍筋外保护层厚度。对较粗直径的箍筋而言,应保证箍筋外混凝土不少于15mm(最好为17mm)来确定主筋保护层,增加箍筋外混凝土抗裂能力。大梁腰筋设置相对宜粗宜密,规格不宜小于Ф18,间距不宜大于250mm,大梁腰间的S形拉筋宜改用拉撑结合的办法,拉筋一端弯成90o角,待拉紧就位后再弯至135o,同时将一部分拉筋改为撑筋,保证梁箍筋不外弯,也不向内弯曲,撑筋也可结合小组纹管支架钢筋同时布设。
2.3 模板支撑体系施工不当控制措施
2.3.1 在混凝土的施工规范中,对侧模和底模的拆除时间有具体要求。与普通混凝土结构不同的是,在预应力建立前,如若拆除预应力构件将因为不能满足承载要求产生裂缝。尤其是这种大跨度结构中,由于对构件的承载要求更高,如果拆模提前造成构件无法满足承载要求,对结构产生裂缝的影响更为严重。
2.3.2 对预应力工程应单独编制施工方案,其模板和支撑系统必须进行设计计算。若支撑体系直接支撑在回填土上,还须对支撑面进行特殊处理,首先,回填土必须分层分批夯填密实,最好用压路机碾压数遍,否则支撑应直接置于基础或基底老土层上。其次,在预应力框架大梁宽1.8-2.0m的范围内,应铺设道渣,设置垫木。
结束语
一旦预应力混凝土发生裂缝现象,将会给工程的进行带来极大困难,不仅增加工程投入,也影响工程质量,补救极其困难。因此应加大对混凝土裂缝问题的重视,在施工前把好混凝土原料的质量关,认真对待施工中每个环节,尽量做到防患于未然,从而增快工程进步,提高工程质量。
参考文献
[1]赵启林,周旺进,江克斌.预应力混凝土箱梁桥施工中的裂缝成因分析与修补[J].公路交通科技,2006(6).
[2]江克斌,周旺进,赵启林.预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2005(4).
[3]冯明亮,关庆伟.预应力混凝土结构裂缝原因及防治措施[J].中国建设信息,2004(8).
关键词:预应力;混凝土结构;裂缝;防治措施
在建筑工程的建设中,施工是工程建设中最为重要的环节,也是工程质量过关的保障。因此建筑工程对于施工的要求更为严格。为施工的更好进行,由于预应力混凝土与钢筋混凝土相比抗裂能力更高,强度更大,对节约钢材,防止结构开裂作用更好等特点,施工人员选择预应力混凝土结构进行施工。但是在具体施工过程中,由于技术人员的技术并不完善,对于预应力混凝土的结构理解不到位,在环节中应用的技术手段出现失误等问题,为施工的进行增加难度,因而影响施工质量。笔者就预应力混凝土结构进行分析,并在下文中总结预应力混凝土施工中出现问题的原因。
1 预应力混凝土结构在施工阶段产生裂缝的原因
1.1 混凝土出现质量问题
在施工过程中,混凝土结构出现裂缝现象不仅影响施工的质量,更会影响工程的视觉美感,。而可能导致裂缝现象产生的原因中,混凝土本身质量问题的可能性最大,由于水泥和砂石的配置比例不对或者混凝土材料出现质量等。例如在施工前施工人员没有把好质量关,在选取混凝土原料时没有严格按照施工标准对原料进行质量检查,导致原料质量不符合标准。或是由于混凝土材料选择出现错误,没有选择满足工作需要的混凝土材料,导致是工程进行中预应力混凝土产生的预应力无法达到工程要求标准,因而出现裂缝现象。一旦混凝土质量出现问题,很难采取补救措施。
另外,除了混凝土材料之外,混凝土的模板也是影响混凝土质量的重要因素。对于预应力混凝土结构而言,其体积相对较大,所以含水量相对较多,出现裂缝的几率本身就大,如果混凝板的质量不达标同样会缩短混凝土结构的使用寿命。出现裂缝现象具有一定的规律性可言。
1.2 预应力构构件界面尺寸出现问题
在施工过程中,对混凝土截面的尺寸有严格要求,混凝土截面的高度和宽度都应该满足建筑物的构建标准,一旦尺寸过大,将会对建筑结构产生严重影响,从而导致裂缝现象的发生。当预应力的梁柱发生裂缝现象时,具有鲜明的表现特点,具体如下:
1.2.1 在梁侧梁高的中间位置,表现出中间较宽而上下结构较窄的现象,裂缝进行了延伸,严重的甚至延伸到整个梁的长度。
1.2.2 在梁侧的模板拆除之后,经过一周左右出现了裂缝的现象,同时也伴随着扩展的趋势,在前期扩展的较快,经过一段时间之后出现了缓慢的状态。
1.3 拆模环境出现问题
在建筑施工过程中,拆模工程是施工中不可或缺的环节。如果拆模工程出现问题,将会对混凝土的整体结构产生不利影响,从而导致裂缝现象发生。拆模工程中出现问题的最大因素是施工方式与施工操作。在现代建筑工程的发展阶段,我国建筑管理部门对于建筑施工并没有给予重视,对建筑工程投入不足,因此导致技术人员技术力量薄弱,在施工过程中因技术限制无法针对问题采取有效措施,因而无法达到施工标准。模板的拆除是影响混凝土表面强度的一个重要环节,如若在模板拆除过程中出现问题,将对导致混凝土的强度发生改变,因无法满足工程标准而产生恶劣影响。
在拆除模板的环节中,拆除模板的是时间和预应力的结构跨度是最容易发生错误的因素。施工人工应在拆除模板前,对混凝土的结构进行实际监测,并了解其满足结构要求标准的时间,在到达实际时进行模板拆除。另外如果预应力跨度比要求标准偏大,将导致截面尺寸变大,因无法达到承载要求发生裂缝现象。
2 裂缝防控的具体措施
2.1 防控混凝土问题的措施
2.1.1 控制混凝土组成级配、水灰比和坍落度,在满足浇筑要求的前提下,坍落度应尽量小。
2.1.2 柱梁或梁板同时浇筑时,应先浇筑柱、梁,尽量给出混凝土的沉实时间。
2.1.3 对厚大构件或坍落度较大的商品混凝土构件,应分层浇筑。混凝土初凝前后应进行二次振捣,终凝前再对表面进行二次抹压。
2.1.4 浇筑整板基础、现浇板等裸露面积较大的混凝土构件时,应避免大风或烈日直射的天气,否则应及时对混凝土表面进行覆盖保护。
2.1.5 通常情况下,收缩裂缝发生在混凝土凝固的初期,特别是混凝土浇筑后一周左右,实践证明,加强混凝土早期的养护工作,是克服这类裂缝最有效的办法。
2.2 防控预应力构件截面尺寸引起的裂缝的措施
2.2.1 厚大构件的混凝土配合比设计,应考虑减少混凝土体积收缩的措施。力求降低水泥用量,减小水灰比,有条件者可适当掺入改性外加剂。
2.2.2 推迟大截面构件模板拆除时间。为减小模板对梁的约束,防止预应力损失,规范规定要在预应力张拉前拆除其侧面模板。大梁侧模拆除应依据执行,并尽可能推迟。
2.2.3 应保证箍筋外保护层厚度。对较粗直径的箍筋而言,应保证箍筋外混凝土不少于15mm(最好为17mm)来确定主筋保护层,增加箍筋外混凝土抗裂能力。大梁腰筋设置相对宜粗宜密,规格不宜小于Ф18,间距不宜大于250mm,大梁腰间的S形拉筋宜改用拉撑结合的办法,拉筋一端弯成90o角,待拉紧就位后再弯至135o,同时将一部分拉筋改为撑筋,保证梁箍筋不外弯,也不向内弯曲,撑筋也可结合小组纹管支架钢筋同时布设。
2.3 模板支撑体系施工不当控制措施
2.3.1 在混凝土的施工规范中,对侧模和底模的拆除时间有具体要求。与普通混凝土结构不同的是,在预应力建立前,如若拆除预应力构件将因为不能满足承载要求产生裂缝。尤其是这种大跨度结构中,由于对构件的承载要求更高,如果拆模提前造成构件无法满足承载要求,对结构产生裂缝的影响更为严重。
2.3.2 对预应力工程应单独编制施工方案,其模板和支撑系统必须进行设计计算。若支撑体系直接支撑在回填土上,还须对支撑面进行特殊处理,首先,回填土必须分层分批夯填密实,最好用压路机碾压数遍,否则支撑应直接置于基础或基底老土层上。其次,在预应力框架大梁宽1.8-2.0m的范围内,应铺设道渣,设置垫木。
结束语
一旦预应力混凝土发生裂缝现象,将会给工程的进行带来极大困难,不仅增加工程投入,也影响工程质量,补救极其困难。因此应加大对混凝土裂缝问题的重视,在施工前把好混凝土原料的质量关,认真对待施工中每个环节,尽量做到防患于未然,从而增快工程进步,提高工程质量。
参考文献
[1]赵启林,周旺进,江克斌.预应力混凝土箱梁桥施工中的裂缝成因分析与修补[J].公路交通科技,2006(6).
[2]江克斌,周旺进,赵启林.预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2005(4).
[3]冯明亮,关庆伟.预应力混凝土结构裂缝原因及防治措施[J].中国建设信息,2004(8).