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      水利工程預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制及其可靠性分析

      2014-01-03 02:17:45劉飛
      科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年1期
      關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土沉降裂縫

      劉飛

      摘 要:社會(huì)的高速發(fā)展離不開(kāi)基礎(chǔ)建設(shè),基礎(chǔ)建設(shè)不僅在帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)方面做出了巨大了貢獻(xiàn),對(duì)于居民的生活質(zhì)量也有了明顯的提高。在我國(guó)的水利工程建設(shè)中,對(duì)于結(jié)構(gòu)物的建造要求也是為了更好的服務(wù)于大眾,但是在使用新型材料和技術(shù)的同時(shí),使用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)一些相應(yīng)的技術(shù)問(wèn)題,比如結(jié)構(gòu)開(kāi)裂就是最為關(guān)鍵的問(wèn)題,在合理的使用預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)r,不僅要發(fā)揮其在該領(lǐng)域中其他材料所不能比擬的作用,還要盡可能的減少預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫所帶來(lái)的負(fù)面影響。文章著重就預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體裂縫的起因來(lái)進(jìn)行深入分析和研究,并且致力于改變這一問(wèn)題,讓預(yù)應(yīng)力混凝土材料的使用更加方便、合適。

      關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土;裂縫;沉降

      1 預(yù)應(yīng)力混凝土廣泛運(yùn)用的原因

      預(yù)應(yīng)力混凝土是新時(shí)代下產(chǎn)生的材料,摒棄了舊材料的一些劣勢(shì),并且根據(jù)當(dāng)下的一些規(guī)范要求應(yīng)運(yùn)而生的一種材料。它多為提前張拉,重量上改變了人們一直認(rèn)為的沉重形態(tài),而是輕巧方便,其中有幾個(gè)比較突出的特點(diǎn)就是造價(jià)相對(duì)低廉,重量輕,易于運(yùn)輸,也充分的響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排的政策,它具有很好的降低結(jié)構(gòu)物的跨中彎矩,減少了受力部位的材料使用。在它的結(jié)構(gòu)功能上,具有很好的整體性,不能不提的還有它的抗震能力。它通常也作為大跨徑水利結(jié)構(gòu)的材料。在水利工程中,裂縫的出現(xiàn)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生很大的影響,對(duì)于混凝土的耐久性能會(huì)有很大的影響,對(duì)于裂縫要進(jìn)行嚴(yán)格的控制,經(jīng)過(guò)大量的研究實(shí)驗(yàn),當(dāng)橫向裂縫不大于0.3mm時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋被腐蝕的概率偏低,即便出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象,也對(duì)結(jié)構(gòu)整體的承載能力沒(méi)有很大的影響。所以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)也存在一定的漏洞,就是很容易造成建筑墻體的裂縫。

      2 預(yù)應(yīng)力混凝土存在的問(wèn)題

      2.1 外部不均勻荷載導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生

      預(yù)應(yīng)力混凝土在結(jié)構(gòu)中大多承擔(dān)的是抗剪和抗拉的作用,相比較早前的紅磚砌體不同之處在于受力的部位不太相同,受到上部結(jié)構(gòu)傳遞下來(lái)的集中荷載更大,上部結(jié)構(gòu)傳力過(guò)程中,設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)有充分考慮到荷載的因素,沒(méi)有預(yù)先計(jì)算出安全系數(shù)。另外一方面,砌塊還受到了很大的扭矩,導(dǎo)致砌塊在很大程度上出現(xiàn)彎扭變形,正是這些荷載的不均勻分布使得預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了許多的裂縫。

      圖1 水利結(jié)構(gòu)體裂縫控制

      2.2 溫度的因素導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生

      在施工階段,澆筑和張拉混凝土期間,沒(méi)有很好的控制內(nèi)外部溫度,使得混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高,形成很多氣泡、孔洞,再加上由于熱漲冷縮的作用,使得混凝土內(nèi)外溫度不均勻,極易導(dǎo)致混凝土塊的鼓脹變形。也會(huì)有一定的惡性循環(huán),在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一定的裂縫,經(jīng)過(guò)太陽(yáng)的直射和雨水的澆灌,使得結(jié)構(gòu)二次變形,裂縫的程度越發(fā)明顯。另外還有由于因溫差的原因鋼筋收縮所產(chǎn)生的附加應(yīng)力,綜合這些因溫度的變化產(chǎn)生的效應(yīng)都是造成裂縫的重要原因。

      2.3 主體結(jié)構(gòu)的沉降誘發(fā)裂縫的產(chǎn)生

      在一些較為陳舊的水利建筑旁邊新建的建筑,都會(huì)存在或多或少的沉降,出現(xiàn)這樣的原因是地基基礎(chǔ)涂層分布不均勻,不同地域的土質(zhì)有著很明顯的差別,建筑物的不同部位都有可能出現(xiàn)在沉降的范圍之內(nèi),導(dǎo)致兩邊的高度不一致,極易出現(xiàn)縫隙。當(dāng)然在設(shè)計(jì)之初會(huì)相應(yīng)的在結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的沉降縫,但是也不排除結(jié)構(gòu)要受到不同的荷載作用下沉降值的不同。此外,在一些大型建筑中,這樣會(huì)使得預(yù)應(yīng)力混凝土的裂縫會(huì)更加明顯,由于建筑物本身的自重大,加之基礎(chǔ)埋深比較深,很容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)物的不均勻沉降的發(fā)生。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致建筑物在不同程度上的傾斜。

      2.4 一些施工的因素導(dǎo)致水利工程結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生

      有些是施工單位為了追趕進(jìn)度,不斷的壓縮工期,本該有的工期被大大的削減了,這就必然導(dǎo)致一些材料在結(jié)構(gòu)中達(dá)不到因有的強(qiáng)度,在沒(méi)有預(yù)先加載的情況上,就開(kāi)始了上部結(jié)構(gòu)施工,使得在建筑物交付使用后,加上相應(yīng)荷載,使得建筑物有了明顯的不均勻沉降,導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。材料的不合格也是重要的原因,以次充好,以舊充新的現(xiàn)象,以及在運(yùn)輸中出現(xiàn)了破損或者不符合要求的材料照樣用在工程上,這樣的情況在施工單位屢見(jiàn)不鮮。

      3 對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體裂縫的控制

      3.1 加強(qiáng)對(duì)材料的管理

      控制和監(jiān)管材料在運(yùn)輸當(dāng)中的損害,嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān),堅(jiān)決杜絕把壞的混凝土塊再次使用的現(xiàn)象。同時(shí)還要嚴(yán)格把關(guān)混凝土的質(zhì)量,在攪拌站就要控制好配合比,提高砂漿的和易性,在施工階段,對(duì)于堆砌和砌筑的人員經(jīng)常性教育,嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工,保證施工的工藝,確保施工質(zhì)量。對(duì)于材料而言,我們還要加強(qiáng)其抗水性,多使用憎水性材料,盡量不讓水進(jìn)入到材料當(dāng)中,用這一類的辦法進(jìn)一步提高材料的抗荷載能力。

      圖2 水利工程中裂縫的要求

      3.2 對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的合理控制

      在施工之初,我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)中預(yù)埋應(yīng)力片,待澆筑完成后測(cè)量混凝土內(nèi)部的溫度,用這樣的方法控制混凝土內(nèi)部的溫度,再采取相應(yīng)的措施減小因?yàn)闇囟葘?duì)裂縫產(chǎn)生的影響。此外,在預(yù)先留有的施工縫處添加毛氈或者瀝青的相應(yīng)材料,這也是解決溫度效應(yīng)的有效方式。對(duì)于鋼筋因溫度所產(chǎn)生的附加應(yīng)力,我們通常對(duì)鋼筋進(jìn)行后張法,為使鋼筋到達(dá)最佳狀態(tài),等到鋼筋達(dá)到塑性變形時(shí)再進(jìn)行灌漿,這也是減小溫度對(duì)結(jié)構(gòu)影響的有利方法。

      3.3 對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉進(jìn)行相應(yīng)的處理

      在預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中,對(duì)鋼筋的錨固區(qū)要嚴(yán)格的控制,防止錨具出現(xiàn)滑絲的現(xiàn)象,會(huì)直接導(dǎo)致兩邊的預(yù)應(yīng)力大小不相同,會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)物的裂縫,在結(jié)構(gòu)體的兩端非應(yīng)力區(qū)域會(huì)出現(xiàn)的拉壓裂縫,控制好該處引沿著鋼筋方向產(chǎn)生的縱向裂縫。在施工中杜絕預(yù)應(yīng)力在張拉過(guò)程中未達(dá)到設(shè)計(jì)值的現(xiàn)象。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      在施工過(guò)程中不可避免的產(chǎn)生相應(yīng)的產(chǎn)生裂縫,我們必須使用專業(yè)知識(shí)來(lái)分析預(yù)應(yīng)力混凝土墻體裂縫的起因,用可靠的科學(xué)技術(shù)來(lái)控制預(yù)應(yīng)力混凝土墻體的裂縫,在最大限度的發(fā)揮了預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)秀性能之外,目的是進(jìn)一步完善結(jié)構(gòu)的完整性,旨在為提高結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)外表的美觀性。

      參考文獻(xiàn)

      [1]黃麗華.混凝土多孔磚外墻外保溫砌體的實(shí)踐[J].建筑砌塊與砌塊建筑,2004,(04):98-104.

      [2]朱建國(guó),王玉琳.混凝土小型空心砌塊墻體裂縫控制措施研究[J].山西建筑,2006,(12):70-98.

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