管片裂縫問(wèn)題及對(duì)策

1、管片裂縫問(wèn)題及對(duì)策管片裂縫問(wèn)題及對(duì)策鄭義彬何國(guó)金沈雅國(guó)杭州市政華浙地鐵管片有限公司[論文摘要論文摘要]針對(duì)目前管片普遍存在的混凝土裂縫問(wèn)題，研究了管片裂縫的機(jī)理，采取了針對(duì)性的防控手段，防治管片混凝土的干縮裂縫、溫差裂縫和塑性裂縫。[關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞]管片、裂縫、機(jī)理、對(duì)策[正文正文]一、概述限制裂縫是保證砼制品質(zhì)量的重要一環(huán)。地鐵管片屬鋼筋砼預(yù)制產(chǎn)品，它將作為抗彎構(gòu)件投入負(fù)載運(yùn)行。眾所周知，鋼筋砼抗彎構(gòu)件一般均帶著裂縫工作，尤其像管片這樣

2、，配筋率較高，有能力阻撓裂縫的開展，更應(yīng)允許裂縫的存在，以滿足結(jié)構(gòu)優(yōu)化的要求，獲取較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但是要注意，管片在正常負(fù)載運(yùn)行中出現(xiàn)的裂縫，不得超過(guò)規(guī)定的寬度，以保證管片在設(shè)計(jì)規(guī)定的100年期限內(nèi)，不因水分的侵入造成鋼筋的銹蝕。根據(jù)地鐵工程環(huán)境的評(píng)定，設(shè)計(jì)方規(guī)定裂縫寬度不得超過(guò)0.20mm。以上說(shuō)的是管片在負(fù)載運(yùn)行中的情況，而本文要研究的裂縫，屬于另一種情況，指的是管片在出廠時(shí)就已經(jīng)存在的原生裂縫。這種裂縫日后投入運(yùn)行，會(huì)不會(huì)進(jìn)一

3、步惡化而超規(guī)呢？一般的看法是，這要視原生裂縫所處的位置而異，在砼受拉區(qū)是惡化的，在受壓區(qū)是改善的，在受力很小的部位是維持原狀的。最不利的情況，就是原生裂縫挨近危險(xiǎn)截面。管片出廠時(shí)的裂縫對(duì)未來(lái)投入運(yùn)行的出裂狀態(tài)有重大影響，對(duì)原生裂縫必須嚴(yán)格限制。綜合地鐵公司技術(shù)規(guī)定、設(shè)計(jì)說(shuō)明及國(guó)標(biāo)GBT220822008有關(guān)條款，我們可以將管片出廠時(shí)對(duì)原生裂縫的要求解讀如下：（一）不得出現(xiàn)貫穿性裂縫。所謂貫穿性裂縫是指破壞了結(jié)構(gòu)整體性的裂縫。（注1）（二

4、）任何部位的裂縫寬度不得超過(guò)0.20mm；寬度在0.1~0.20mm的裂縫須修補(bǔ)；（三）內(nèi)弧面不得出現(xiàn)裂紋。由于盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)安裝時(shí)，相鄰環(huán)的位置差轉(zhuǎn)一個(gè)角度，因此，整環(huán)中的六種管片（封頂塊，鄰接塊1、2，標(biāo)準(zhǔn)塊1、2、3），每一種的內(nèi)弧面都有可能受拉，因此要從嚴(yán)限制；同時(shí)，由于扇狀配筋，內(nèi)弧面配筋率最高，有足夠條件扼制裂縫。（四）收水壓光后盡快用塑膜蓋覆嚴(yán)密，防止脫落及露角；以防砼表面過(guò)度蒸發(fā)和熱量散失。三、干縮裂縫上文所說(shuō)的塑性收縮，也

5、是一種干縮，但那是砼處于塑性階段的干縮；這里所說(shuō)的干縮裂縫，指的是砼固化后的干縮。這是管片質(zhì)量攸關(guān)的一種裂縫。探究裂縫的成因，首先探究干縮的成因，根據(jù)有關(guān)資料的分析，砼固化后，砼中水泥石遍布著膠孔和毛細(xì)孔，其中充滿了水分子，當(dāng)環(huán)境濕度相對(duì)較低時(shí)，水分向外蒸發(fā)散失，遂引起水泥石以及砼的宏觀上的體積收縮。其次進(jìn)一步分析，干縮何以會(huì)生成裂縫？干縮要生成裂縫，需要同時(shí)具備兩個(gè)條件：一是，砼構(gòu)件的收縮屬于限制收縮，而不是自由收縮，自由收縮不會(huì)產(chǎn)生

6、裂縫。管片屬密集配筋的鋼筋砼制品，限制收縮這一條件對(duì)管片永遠(yuǎn)具備；二是，砼收縮應(yīng)變引起的拉力要超過(guò)砼的抗拉強(qiáng)度，砼才會(huì)開裂，成為裂縫。管片砼強(qiáng)度等級(jí)較高，但高的強(qiáng)度是逐漸形成的，在各個(gè)階段，砼的抗拉強(qiáng)度和收縮應(yīng)變都存在著誰(shuí)勝誰(shuí)負(fù)的問(wèn)題，這就是干縮裂縫或有或無(wú)，或嚴(yán)重或輕微的原因。上述分析還可以進(jìn)一步具體到裂縫的間距和寬度。同上資料（注2）指出，水泥石的最大干縮率為4000個(gè)微應(yīng)變，即每m長(zhǎng)度內(nèi)可收縮4mm，同時(shí)指出，砼的收縮率只及水泥石

7、收縮率的十分之一左右，即砼每m長(zhǎng)度內(nèi)約收縮0.4mm，設(shè)管片箍筋間距為170mm，則每m共有裂紋條，∴裂寬=；這正是我公司07年310006170?0.40.076mm?月試制的管片的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，理論的分析在這里得到了證實(shí)。干縮裂縫的成因既已明了，如何在生產(chǎn)中加以控制呢？我們的工作，首先就是在砼配合比的用水量（或水灰比）上做文章。既然干縮是由于砼的水分散失所引起，那就直接與砼本身可供散失的水量多少有關(guān)，與砼配合比的用水量（或水灰比）有關(guān)。

8、我們知道，砼中的水一是為了水化的需要，二是為了攪拌和澆搗時(shí)流動(dòng)性的需要。這二種需要常常不一致。在空白砼的情況下，滿足了工藝的需要，往往就超過(guò)了水化所需；在摻加了高效減水劑的情況下，卻可以做到相反的結(jié)果，既滿足了工藝上流動(dòng)性的需要，卻低于水化的需水量。現(xiàn)在先看第一種情況，那些超過(guò)水化所需的多余水量，就是以后散失蒸發(fā)的源泉和干縮的根源，必須加以限制。這里我們需要了解水化所需的水量是多少？對(duì)于硅酸鹽水泥，人們常以水泥重量的0.25倍來(lái)估算，如

9、果再把水化產(chǎn)物的膠孔水計(jì)算在內(nèi)，則需水量應(yīng)為0.38，否則水泥不能完全水化。若超過(guò)0.38，就是完全多余的，有害的。因此，我們進(jìn)行了大量的反復(fù)的試配驗(yàn)證，將水灰比選定在0.38。（按干砂、干碎石試配，不是按飽和面干砂或含水砂試配。）如何在生產(chǎn)操作中執(zhí)行這個(gè)水灰比呢？最麻煩的是砂的含水率，她隨著天氣晴雨，儲(chǔ)存日期和來(lái)貨狀態(tài)而變化，即使是有遮雨棚的堆場(chǎng)，也難以保持含水率的穩(wěn)定，在堆場(chǎng)的各個(gè)方位，堆放著多種含水率各不相同的砂子。攪拌樓沒(méi)有同位