預(yù)制混凝土構(gòu)件常見裂縫的形成及防治
預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件在受到施工工藝、溫度、濕度等不同條件影響以及一些外力作用下,會出現(xiàn)不同程度的裂縫;有害裂縫會使混凝土內(nèi)部鋼筋產(chǎn)生腐蝕,降低了鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久能力及抗?jié)B能力,不僅影響建筑物的使用壽命,甚至威脅建筑物的安全性能。下面從幾方面對預(yù)制混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的原因和防治進(jìn)行介紹。
1.預(yù)制板常見非典型裂縫形成的原因及防治如下
?。?)發(fā)生在大跨度、高強預(yù)應(yīng)力筋空心板中的裂縫,當(dāng)熱處理主筋張拉后放張回縮時使保護(hù)層混凝土劈裂,在板端可產(chǎn)生長向縱裂縫。其原因是板端雖配置橫向箍筋但卻在預(yù)應(yīng)力筋上面,未起防止混凝土劈裂作用。若板端橫向筋改為箍住預(yù)應(yīng)力筋即可防止。
(2)發(fā)生在大型屋面板縱肋端部的開花裂縫和水平裂縫,是由于放松預(yù)應(yīng)力筋時回縮鋼筋對周圍混凝土產(chǎn)生很大擠壓力的緣故。防治措施最好是沿預(yù)應(yīng)力筋端部增設(shè)螺旋箍筋。
(3)發(fā)生在大型屋面板縱肋端部的豎向裂縫和縱肋端部的斜向裂縫,是由于放松預(yù)應(yīng)力筋時,縱肋受壓而端肋卻被胎膜頂住,無法隨從縱肋移動,致使端肋受剪、受彎、縱肋受剪的緣故。防治辦法是減小端肋高度,并在端肋縱肋間增設(shè)鋼筋網(wǎng)片。
(4)預(yù)制板在運輸堆放過程中容易產(chǎn)生裂縫。預(yù)防措施要點是:①構(gòu)件堆放時支點位置不應(yīng)引起混凝土發(fā)生過大拉應(yīng)力;②堆放場地應(yīng)平整夯實,有排水措施;③宜水平分層堆放,層間用墊木隔開,不宜側(cè)立堆放;④堆放時墊木要規(guī)整,位于同一直線上;⑤堆放高度視構(gòu)件強度、地面耐壓力、墊木強度和堆垛穩(wěn)定性而定。
2.預(yù)制梁裂縫形成原因及防治
?。?)梁的縱向受力筋在跨中切斷,有時會在切斷處產(chǎn)生斜裂縫或豎向裂縫,預(yù)防辦法參照規(guī)范,縱向受拉鋼筋不宜在受拉區(qū)截斷。
?。?)梁的縱向受力筋如在梁端的錨固長度不足,或梁端混凝土不密實,往往容易在支撐處附近產(chǎn)生較陡的斜裂縫。預(yù)防措施是按設(shè)計規(guī)范要求,將縱向受力筋伸入梁的支座范圍內(nèi)。這時要注意兩個問題:①伸入支座范圍內(nèi)的受力鋼筋必須有足夠的凈距以保證梁端混凝土的密實;②如錨固長度不符合上述要求,應(yīng)采取在受力筋上加焊錨固件的有效措施。
?。?)如I形薄腹梁中箍筋與架立筋未連接好,或箍筋在上翼緣內(nèi)錨固不好,或因混凝土收縮等原因,在上翼緣與肋交接處可能發(fā)生水平裂縫。防治方法是確保箍筋與架立筋的連接和肋部箍筋的錨固要求。
?。?)薄腹梁可能在靠近下翼緣的腹板處和下翼緣上出現(xiàn)豎向裂縫??拷乱砭壓拖乱砭壧幍牧芽p細(xì)、短、密;而離下翼緣稍遠(yuǎn)處的裂縫粗、長、疏,產(chǎn)生此裂縫的原因往往是:①腹板薄,混凝土強度低,截面抗裂性能差;②混凝土收縮,溫度變化大,腹板內(nèi)腰筋配置不足。防治措施是薄腹梁應(yīng)進(jìn)行抗裂性設(shè)計和裂縫寬度驗算,在主筋以上1/2梁高范圍內(nèi)腰筋的直徑不宜小于¢8,間距不宜大于100MM。
(5)可能發(fā)生在薄腹梁吊環(huán)根部上翼緣處呈傾斜狀得裂縫,并可發(fā)展至腹板中部,有時吊環(huán)根部混凝土被壓碎。其原因是吊環(huán)附近箍筋過少,起吊時吊環(huán)受力不均勻的緣故,可用如下防止:①吊環(huán)鋼筋及其錨固必須按受拉、受剪、受彎狀態(tài)驗算;②吊環(huán)兩側(cè)必須設(shè)置雙箍筋;③吊環(huán)應(yīng)放置在平臥起吊梁的下側(cè)。
(6)由于橫臥支模,地基局部沉陷,或橫向運輸、堆放不當(dāng)可能使梁發(fā)生橫向彎曲變形產(chǎn)生的單面豎向裂縫。預(yù)防措施是:橫臥制作時必須使胎膜堅實;長度9M以上的屋面梁應(yīng)在拖車平板上搭設(shè)支架運輸;堆放時采用靠放或插放法。
?。?)連續(xù)預(yù)制梁端受力筋與埋設(shè)在柱中的受力筋焊接后,容易在梁柱連接處發(fā)生豎向裂縫。其原因是該梁主筋施焊系一次焊完,熱量集中、溫度過高,冷卻后梁的收縮受到柱的約束力因而產(chǎn)生裂縫。防止辦法是改受力筋坡口對接一次焊成為多層間斷施焊,各焊層間停歇時間以溫度降至手能觸摸焊件為準(zhǔn)。
(8)后張自錨預(yù)應(yīng)力魚腹式或折線式吊車梁經(jīng)常發(fā)現(xiàn)以下裂縫:①支座端頭斜向裂縫;②上翼緣豎向裂縫;③下翼緣縱向裂縫。
發(fā)生斜向裂縫原因是:①梁端切成斜頭使截面削弱,當(dāng)輪壓作用在梁端一側(cè)時在支座鋼板附近產(chǎn)生與裂縫方向垂直的主拉應(yīng)力;②張拉預(yù)應(yīng)力筋時梁端混凝土產(chǎn)生橫向劈拉應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土開裂的趨向與斜裂縫一致;③安裝時支座鋼板與牛腿預(yù)埋鋼板焊接,支座鋼板受熱膨脹使鋼板周圍混凝土受拉;梁受預(yù)壓力后沿縱向不斷縮短,而柱卻約束著梁的縱向變形,使梁內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。
改進(jìn)措施是增加梁端構(gòu)造筋;增加梁端直線部位高度,以減少梁端截面削弱,將支座鋼板外伸,減輕電焊燒灼影響等。
發(fā)生上翼緣豎向裂縫原因:張拉梁一側(cè)預(yù)應(yīng)力筋時使上翼緣另一側(cè)混凝土受拉,預(yù)防辦法是分階段張拉預(yù)應(yīng)力筋;蒸養(yǎng)時將蒸汽直接沖到梁的表面上,由于升溫太快,混凝土凝固后收縮值大,致使上翼緣乃至腹板上出現(xiàn)發(fā)絲狀裂縫;梁長期堆放在現(xiàn)場,環(huán)境溫、濕度變化對梁底影響小而對梁的表面尤其上下翼緣影響大。
發(fā)生下翼緣縱向裂縫主要原因是下翼緣孔洞邊緣混凝土層太薄,改進(jìn)方法是減小孔道直徑或加厚下翼緣并在下翼緣內(nèi)增設(shè)封閉箍筋。
3.預(yù)制柱常見的裂縫形成原因及防治如下
(1)預(yù)制單階柱起吊點位置不妥,起吊后支點滑移至柱頂,致使上柱下截面受彎開裂。預(yù)制單階柱安裝就位偏差。有兩種可能:①安裝前發(fā)現(xiàn)柱身彎曲②安裝后發(fā)現(xiàn)柱身傾斜。這兩種情況都要按照實際偏差進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗算,驗算時保持對下柱的垂直偏差為最小,又考慮柱偏位后屋蓋和吊車梁系統(tǒng)安裝無困難。驗算后如對柱的承載力有影響,則要采取糾偏措施;如對柱承載力和吊車運行均無影響,則可只修改連接構(gòu)造做法;如對柱承載力無影響而對吊車運行有影響,則必須切斷柱的受力筋改用角筋加固。
?。?)施工時因地基不好,臨時加深基礎(chǔ)埋置位置,致使底層柱高度增加。這時,如果沒有考慮因柱的長細(xì)比增加而修改柱的設(shè)計,仍按原柱截面施工,則可能造成柱承載力降低而在柱身中部發(fā)生橫向裂縫。
(3)梁柱接頭處柱的箍筋很難綁扎。當(dāng)沒有這個部位的筑箍筋時,柱頭縱向受力筋容易在很大的豎向壓力下向外壓屈,迫使此處縱向受力筋的混凝土保護(hù)層崩裂。
?。?)現(xiàn)澆柱當(dāng)縱向受力筋很粗時,由于受力筋承受很大壓力,致使縱筋綁扎街頭處受力筋端部的混凝土發(fā)生局部受壓崩裂。預(yù)防措施是將綁扎箍筋加密區(qū)域延伸至接頭以外10~15D處。
?。?)預(yù)制門式剛架梁柱轉(zhuǎn)角節(jié)點處容易出現(xiàn)腹部斜裂縫,在橫梁鉸接點處容易出現(xiàn)局部受壓的枝狀裂縫如圖。前者是門式剛架的受力特點,應(yīng)加設(shè)轉(zhuǎn)角處腹部構(gòu)造腰筋和箍筋。后者系構(gòu)造不嚴(yán)密所致,應(yīng)在短臂處加設(shè)受力筋,同時注意此受力筋應(yīng)有足夠錨固長度。此外,有的門式剛架柱拉區(qū)還發(fā)生橫向裂縫,主要系未進(jìn)行門式剛架柱的抗裂度設(shè)計所致,應(yīng)增加這方面的驗算。
編輯:姜立東
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