管片裂縫問題及對策

1、管片裂縫問題及對策管片裂縫問題及對策鄭義彬何國金沈雅國杭州市政華浙地鐵管片有限公司[論文摘要論文摘要]針對目前管片普遍存在的混凝土裂縫問題，研究了管片裂縫的機理，采取了針對性的防控手段，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、機理、對策[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制產(chǎn)品，它將作為抗彎構(gòu)件投入負載運行。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)濟效果。但是要注意，管片在正常負載運行中出現(xiàn)的裂縫，不得超過規(guī)定的寬度，以保證管片在設計規(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)境的評定，設計方規(guī)定裂縫寬度不得超過0.20mm。以上說的是管片在負載運行中的情況，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就已經(jīng)存在的原生裂縫。這種裂縫日后投入運行，會不會進一

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截面。管片出廠時的裂縫對未來投入運行的出裂狀態(tài)有重大影響，對原生裂縫必須嚴格限制。綜合地鐵公司技術(shù)規(guī)定、設計說明及國標GBT220822008有關(guān)條款，我們可以將管片出廠時對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0.20mm；寬度在0.1~0.20mm的裂縫須修補；（三）內(nèi)弧面不得出現(xiàn)裂紋。由于盾構(gòu)機掘進安裝時，相鄰環(huán)的位置差轉(zhuǎn)一個角度，因此，整環(huán)中的六種管片（封頂塊，鄰接塊1、2，標準塊1、2、3），每一種的內(nèi)弧面都有可能受拉，因此要從嚴限制；同時，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密，防止脫落及露角；以防砼表面過度蒸發(fā)和熱量散失。三、干縮裂縫上文所說的塑性收縮，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孔，其中充滿了水分子，當環(huán)境濕度相對較低時，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。其次進一步分析，干縮何以會生成裂縫？干縮要生成裂縫，需要同時具備兩個條件：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管片永遠具備；二是，砼收縮應變引起的拉力要超過砼的抗拉強度，砼才會開裂，成為裂縫。管片砼強度等級較高，但高的強度是逐漸形成的，在各個階段，砼的抗拉強度和收縮應變都存在著誰勝誰負的問題，這就是干縮裂縫或有或無，或嚴重或輕微的原因。上述分析還可以進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個微應變，即每m長度內(nèi)可收縮4mm，同時指出，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長度內(nèi)約收縮0.4mm，設管片箍筋間距為170mm，則每m共有裂紋條，∴裂寬=；這正是我公司07年310006170?0.40.076mm?月試制的管片的實測數(shù)據(jù)，理論的分析在這里得到了證實。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流動性的需要。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？對于硅酸鹽水泥，人們常以水泥重量的0.25倍來估算，如

9、果再把水化產(chǎn)物的膠孔水計算在內(nèi)，則需水量應為0.38，否則水泥不能完全水化。若超過0.38，就是完全多余的，有害的。因此，我們進行了大量的反復的試配驗證，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)行這個水灰比呢？最麻煩的是砂的含水率，她隨著天氣晴雨，儲存日期和來貨狀態(tài)而變化，即使是有遮雨棚的堆場，也難以保持含水率的穩(wěn)定，在堆場的各個方位，堆放著多種含水率各不相同的砂子。攪拌樓沒有同位