35mt梁开裂控制

35mT梁开裂控制
一、工程概况
本段拓宽工程位于×××市内,起点位于××高速公路与××高速公路交叉的沽渚枢纽,里程桩号为K60+600,与××高速公路拓宽工程××至××相接,路线全长为79.600km。

本工程分×个合同段,我项目部负责施工部分为第×合同段,只有我合同段***特大桥有35mT梁,共160片,采用后张法施工工艺。

***特大桥35米T梁设计共160片, 按时间段施工现已完成38片梁, 其中200×年×月份前生产30片, 200×年×月份后生产8片梁。

经检验, 发现共有11片梁出现不同程度的裂缝。

二、小组活动概况和活动计划
小组活动制度:
1.组织全体施工人员进行学习, 掌握设计标准及设计意图。

2.每个工序施工前, 坚持做模似试验。

3、针对施工的每道工序, 施工前作好详细的技术交底, 每天进行现场教育, 坚持现场指导施工。

4、每15天召开一次小组会议, 总结各阶段出现的问题。

如遇特殊情况, 随时进行活动, 并做到活动联系现场实际, 有计划、有分工、有记录、有成果。

三、选题理由
1.现场概况
***大桥位于××市境内的××镇和××镇之间, 全长1165.34m, 是××高速公路拓宽工程的重点控制性工程之一。

本地区位于亚热带季风气候区, 气候温暖湿润, 雨量充沛, 四季分明, 常年平均气温在16℃左右, 年降雨量达1500mm, 无霜期在250天左右。

降水多在春季夏季的梅雨季节, 七、八月份干燥炎热, 同时又是强热带风暴和台风活动期, 其过境时常形成大风暴雨的灾害性天气。

***大桥下部结构采用柱式墩、肋式台, 钻孔灌注桩基础；上部构造为20m和35m钢筋混凝土后张法预应力T 型梁。

T梁全部在位于***大桥左侧的预制场内生产。

2.预制场建设
(1) 场地处理
考虑到运梁架梁征地等多种因素, T梁预制场选择在***大桥
K62+100左侧河床内, 占地约17600㎡, 因预制场地表层土为淤泥质粘土和亚砂土, 土质松软, 存在个别洼塘及多处积水区域。

场平先用推土机清除地面杂草, 再在预制梁台座和存梁台座位置垫上80㎝-100cm厚
宕渣（当地特产的路基填料: 风化岩碎石土）, 并进行机械辗压, 其它
区域垫上40cm厚宕渣。

(2)设施建设
a.T梁预制场内设置35m制梁台座8个, 20米制梁台座9个, 集中
拌合站1座, 钢筋加工车间一处。

存梁区可同时存梁约52片。

b.预制场内支、拆及吊运的主要起重设备为2台跨径为20.5m 的
50吨龙门吊。

所有T梁均采用大块钢模板拼装预制, 自然洒水养生, 用龙门吊吊运梁体进行集中存放。

c.张拉台座的C25砼基础在碾压的宕渣回填层上浇注。

35米台座砼
基础平面尺寸为3m×6 m +2 m ×26 m +3 m ×6 m, 两支点段厚度为
60cm、中间段厚度为50cm；20米台座砼基础平面尺寸为2m×4.5 m
+1.4 m ×13 m +2 m ×4.5 m, 两支点段厚度为60cm、中间段厚度为
50cm 。

施工时另在已加宽加厚的两支点段基础内配置张拉防压裂钢筋
网片。

砼基础上采用钢支墩形式作底模支撑, 底模用厚5mm的钢板制
作。

d.模板
35mT梁中梁模板2套, 外梁半套, 20mT梁中梁模板2套, 外梁半套。

施工中根据施工进度安排交叉配合使用。

制梁底模板、侧模、端模
均采用大块整体模板。

模板均满足平整度、刚度等技术要求。

为保证T
梁在张拉后顺直, 35mT梁台座设4cm反拱, 呈二次抛物线布置。

20 m T
梁台座设2cm反拱, 呈二次抛物线布置。

3.主要施工工艺
(1) 模板安装
a.支立模板前, 必须清除模板表面的铁锈及其它污物, 并涂以脱模剂, 脱模剂采用机油、柴油混合, 比例为机油: 柴油1: 3, 以便于拆模, 涂脱模剂时必须均匀, 不能有漏涂现象。

b.支立模板时, 严格按照在台座上已放好的大样进行支立, 准确控
制其纵、横向及高度尺寸, 侧模底部支立在台座侧面控制模板高度的支
撑角钢上, 侧面与底面连接采用通长对拉杆, 模板顶面采用同样对拉杆, 确保梁体尺寸和承受砼的外张压力。

c.侧模与底模, 侧模与端模、模板块与块之间采用密封胶垫, 确保
浇注砼时不漏浆。

d.模板支立完毕后, 由现场技术人员严格检查其垂直度、密封情况
及其几何尺寸, 合格后即可绑扎顶板钢筋。

(2)混凝土浇注
a.配合比采用监理批准的配合比, 见右表。

b.模板支立完毕, 顶板钢筋绑扎完成后, 经现场监理检验合格后,
即可浇注砼。

砼拌合采用JS500型搅拌机, 粗细骨料采用自动配料系统, 水泥采用100吨水泥罐自动上料, 用2台翻斗车运输, 用龙门吊吊放砼
料斗至钢模顶部进行浇注, 砼浇注宜在温度较低的时间进行, 防止温度
裂缝出现, 振捣采取以附着式振动器为主, 以插入式振捣器为辅的振捣
方法。

浇筑时采用水平分层, 斜向分段的连续浇筑方式, 从梁的一端向
另一端顺序推进。

分段长度一般为4-6m/段, 水平分层厚度不超过30
㎝。

浇注砼的过程中, 安排有经验的振捣工, 严格按照施工规范和机械
的使用参数施工, 杜绝砼过振或漏捣, 避免出现离析、泌水和麻面现象, 施工中严格控制砼的和易性, 保证施工质量。

c.浇注现场安排专人检查模板是否有变形, 漏浆现象, 出现问题及
时处理。

(3)拆模及养生
a.当梁体砼达到设计等级的50%时, 约36小时, 方可拆除梁体模板, 拆模时采用橇棍、大锤, 配合千斤顶进行作业, 拆完后的梁体不应有掉角、裂纹等现象。

b.砼浇注完毕后, 待砼表面收浆后即开始人工洒水养护, 洒水次数
以能保持砼表面经常处于湿润状态为尺度, 高温时昼夜不间断, 并在梁
体覆盖土工布保水, 养护时间不少于7天。

施工用水均为自来水。

4.预制情况
***特大桥35mT梁设计共160片, 我部施工的***大桥35米T梁目
前已完成43片, 若按生产时间段落划分, 其中, 2005年8月份前生产
32片, 7月初至8月初出现9片较明显开裂T梁。

5.裂缝状态
（1）裂缝在T梁表面形状有两种状态, 个别为枣核状于梁肋下部爆裂, 未延伸
至梁高度方向的两端, 其它绝大多数为横向裂缝, 表征为裂缝下延至马碲底, 上延
至梁肋处乃至顶板, 宽度表征为中部宽, 下部次之, 顶部较窄；出现的位置以近
1/2跨及1/4跨居多；裂缝出现的时间05年前以拆模时即发现为主, 06年以拆模后
较不明显但日渐增长、增宽。

***大桥有明显裂缝T梁实测记录
梁号裂缝相对
台座位置
裂缝相对梁端纵向
位置（南端）m
裂缝相对梁底位
（高）m
裂缝宽(mm) 浇注日期
L-19-2 西侧1＃15.35 2.05 0.22 2005-7-19
15:00-21:40 东侧1＃15.32 2.05 0.32
西侧2＃19.65 1.53 0内裂
东侧2＃19.65 1.52 0.28
西侧3＃23.12 1.47 0内裂
东侧3＃23.12 1.22 0.16
西侧4＃25.13 1.75 0内裂
东侧4＃25.12 1.14 0.22
L-20-2 西侧1＃15.33 2.03 0.43 2005-7-23
15:19-19:30 东侧1＃15.31 2.04 0.22
L-20-3 西侧1＃12.21 2.02 0.44 2005-7-25
4:50-11:30 东侧1＃12.15 2.05 0.32
L-22-2 西侧1＃15.34 2.05 0.4 2005-7-30
5:00-10:20 东侧1＃15.29 2.05 0.48
L-17-4 西侧1＃11.32 1.242 0.08
2006.4.20 东侧1＃11.34 1.274 0.1
西侧2＃17.33 0.981 0.15
东侧2＃17.38 0.864 0.25
L-16-4 西侧1＃10.37 0.42 0.12
2006.4.17 东侧1＃10.38 0.776 0.15
西侧2＃22.34 0.845 0.2
东侧2＃22.34 1.00 0.18
五、原因分析 1.一般成因
裂缝是混凝土结构普遍会遇到的现象, 一类是由外荷载引起的裂缝, 也称结构性裂缝, 表示结构承载力可能不足或存在严重问题；另一类裂缝是由变形引起的, 也称非结构性裂缝, 指变形得不到满足, 在构件内部产生自应力, 当该自应力超过混凝土允许应力时, 引起混凝土开裂。

在上述两类裂缝中, 变形裂缝约占80%。

引起该类裂缝的原因主要有:
（1）混凝土浇注后处于塑性阶段, 此时水泥水化反应激烈, 分子链逐渐形成, 出现泌水和水分急剧蒸发, 混凝土失水收缩, 因此时混凝土尚未硬化, 进而产生裂缝。

同时骨料因自重下沉, 在下沉过程中若受到钢筋阻挡, 便形成沿钢筋方向的裂缝。

（2）混凝土凝固过程中因收缩而产生裂缝。

（3）由于温度变化产生的裂缝, 结构随着温度古变化受到约束时, 在混凝土内部产生应力, 当此应力超过混凝土抗裂强度, 混凝土便开裂, 即产生温度裂缝。

（4）施工不当产生裂缝。

2.针对上述现状调查和裂缝产生的一般原因, 我们认真进行分析, 找出影响
因素, 见下图。

场地未硬化 温度高
底模变形
结构配筋过少
温差大
施工材料不合格 操作人员思想认识不到位配合比不合格 现场指导不及时
施工工艺不合理
（1） 3.要因确认
可能原因一: 台座沉降
情况调查：预制场地原为河滩地, 使用前已用宕渣填厚梁场设置时在农田上回填了近一米的风化岩碎石土, 并进行了机械碾压夯实。

台座钢筋基础厚度达50cm 左右, 基础上设置钢底模。

钢底模设4cm 反拱度, 实际均略小于4cm 。

T 梁生产过程中测量班随时对每个台座进行检测放样, 经检测台座基础稳固无断裂沉陷现象, 钢底模钢性良好无变形, 且发生开裂的梁并不集中在某几个台座, 故
温度 台座沉降 施工不当
设计
35m T 梁开裂
台座沉降不是主要原因。

尤其从台座出梁统计表看, 各台座均有不同片数的梁生产, 若出问题也该为前期梁板出现问题, 并且裂缝应是随机的, 而不是如此系统的, 故其不是主要原因。

（2）可能原因二: 温度变化
情况调查: 见下表
注: 梁号下带底纹和下划线的梁为有开裂裂缝的梁。

从裂缝情况看, 裂缝分布部位, 裂缝方向、出现时间具有一定的规律性。

裂缝分布在跨中处, 只有腹板开裂, 且两面对称, 时间一般为拆模后就能发现。

如果施工方案合理, 施工工艺符合质量控制要求, 混凝土配合比、坍落度满足要求, 而现场的施工温度较高, 那么裂缝的主要原因应该是因温度应力引起的。

而且由上图可发现, 出现裂缝的T梁浇筑时间主要集中在七月至八月这段时间内, 这段时间是施工所在地一年中气温最高的阶段, 午后最高气温可达四十摄氏度, 昼夜温差大。

温度是造成开裂的主要原因。

（3）可能原因三: 设计结构配筋
结合设计图纸及以往施工经验, 我部认为35mT 梁结构配筋有问题, 设计对温度应力和砼收缩应力估计不足, 尤其马蹄脚处钢筋和腹筋数量偏少。

下面是35mT 梁和20mT 梁梁肋钢筋对比图:
35米立面图:
35米T 梁横断面图:
5
III
III
II II
I
I
20米T 梁横断面图:
.4
30 - 0
.4
3.4
38 - 8
9 - 9
由上可知, 结构配筋较少是主要原因。

（4）可能原因四: 施工材料不合格
情况调查：将进场地材、水泥重作试验, 满足要求, 且配合比水泥用量、水胶比、砂率均为正常, 况且, 若出问题, 20mT梁也应有问题出现, 但至今, 20mT梁已预制114片, 均无裂缝, 不是主要原因。

（5）可能原因五: 施工配合比不合格
情况调查：经过多极审核, 其砼12天张拉强度和28天强度符合要求, 且拌和站用的是自动计量设备, 配合比都是设定好的, 配合比不合格不是主要原因。

（6）可能原因六: 施工工艺不合理
情况调查：施工工艺均正常, 养护及时, 尤其是出现开裂后, 增加喷淋设备、增加防晒网等措施, 不是主要原因。

（7）可能原因七: 施工人员认识不到位
情况调查：绑扎钢筋、支设模板、混凝土浇筑均符合要求, 不是主要原因。

（8）可能原因八: 现场指导不及时
情况调查：对每项工艺, 都及时的下发了技术交底, 并且在施工队安排了现场技术员, 不定时的进行现场指导, 也不是主要原因。

六、制定措施
1.针对如上情况, QC小组召开了防裂专题会议, 会议主要形成几点共识:
（1）预制梁场处于***河滩内, 属野外作业, 各项影响因素多, 温度、湿度变化大, 很难预料, 对砼的收缩控制极难, 这是造成部分梁板开裂的大部分原因。

（2）施工中加大养护力度, 采取土工布覆盖、喷淋措施, 及遮阳措施。

（3）因砼早期强度增长很快, 可适当进行个别钢绞线预张, 增强砼早期的抗裂能力。

（4）加强对模板的处理, 更换脱模剂, 减小砼收缩阻力, 对平整度差的底模, 坚决予以更换。

（5）过配置足够的温度应力钢筋、增加结构的安全储备来防止裂缝的产生（在腹板加纵向钢筋）, 提高抗裂安全系数。

（6）对已产生裂缝但是裂缝宽度不大的梁进行修补, 控制裂缝的发展, 并用梁超声法进行混凝土裂缝测试, 以便减少损失。

2.目前T梁已采取的主要措施:
（1）控制好混凝土的浇注时间和浇注时的温度, 安排在早、晚或温度低的时候进行混凝土浇注。

（2）增加8根腹筋, 将梁肋钢筋间距减小到15cm,提高抗裂安全系数。

（3）及时拆模、进行预张拉, 因T梁砼成型36小时抗压强度达到30MPa, 抗折强度至4.7Mpa, 弹性模量达到3.1×104 MPa, 故进行底部4束钢绞线50%张拉力预张, 增强砼早期的抗裂能力。

（4）用加拿大XYPEX化学公司生产的XYPEX（赛柏斯）, 它是由波特兰水泥、硅砂和多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材料。

其工作原理是XYPEX特有的活性化学物质利用水泥砼本身固有的化
图1 图2
学特性及多孔性, 以水做载体, 借助渗透作用, 在砼微孔及毛细管中传输、充盈, 催化砼内的微粒和未完全水化的成分在次发生水化作用, 而形成不溶性的枝蔓状结晶并与砼结合成为整体, 从而使任何方向来的水及其它液体被堵塞, 达到永久性的防水、防潮和保护钢筋、增强砼结构强度的效果。

其具体操作过程为:
a.开槽
把裂纹处挖空呈25mm宽, 35-70mm深的“U”形槽（有水流时挖深些, 无水流则挖浅些）, “V”形槽是不允许的。

b.清润（清理和润湿）
除掉松散物质, 用水浸渍基面。

让水浸透混凝土然后去掉表面的明水。

c.刷浆
按容积把5份料2份水调和成XYPEX浓缩剂灰浆, 在槽内和沿
槽口的两面宽150mm处涂一层灰浆, 可以用刷子或手戴手套涂抹。

d.填缝（用XYPEX浓缩剂半干料团）
当灰浆涂层干燥约十分钟, 但仍然有粘着性的时候, 用XYPEX浓缩
剂按体积取一份水、六份料混合的半干料团填满槽与表面平齐（在混合
时用镘刀拌合调成半干的团块, 戴手套装填, 然后用气动或手工工具,
牢牢的夯实）。

e.刷浆
稍微用水洒湿填缝的表面, 然后在所修复的区域上再涂一道XYPEX
浓缩剂灰浆。

f.养护
在三天内, 定期用雾状水进行养护, 养护必须用净水, 水流不能过大, 否则会破坏涂层。

一般每天需喷3-4次, 在热天或干燥天气要多喷
几次, 防止涂层过早干燥。

七、效果检查
实施对策后, 2006年8月我们小组对对策实施后完成的T 梁进行
验收检查, 并对活动的效果进行了总结:
1.有形效果
通过PDCA 循环, 我们达到了预期的目标:
（1）T梁出现零裂缝状态, 保证了施工质量, 进而保证了施工进度。

（2）用XYPEX（赛柏斯）处理过的几片梁经过检测, 发现可以使用, 减少了损失。

2.无形效果
（1）通过活动, 整个小组组员的问题意识和改进意识有了明显的
提高, 并且大大增加了小组组员解决问题的信心。

（2）使业主对我们恢复了信心, 以后的工作更加容易开展。

（3）丰富了小组组员的施工经验, 为以后防止此类问题出现提供
了有力的理论和实际依据。

八、巩固措施
为巩固已取得的成绩, 我们特制定以下三项措施:
1.编写具有实施作用技术交底, 各工序按照技术交底实施操作, 现场
严格按技术交底控制。

2.设定专职检查员和固定试验员, 每片梁砼浇筑前做统一检查, 做好记录, 按照
“跟踪检查”、“复检”、“抽检”三个检测方法实施检测任务, 实行质量一票否决制。

每月进行质量考核, 质量信息作到及时传递, 限时处理, 及时回馈。

3、坚持每天上工前教育, 每周进行一次业务学习, 每月召开一次经验总结会, 并
纳入制度, 同时加大奖罚力度, 并将奖金直接发放直接操作手手中, 充分调动工人积极性。

4、总结经验, 完善不足, 将活动中行之有效的措施纳入有关技术
和管理文件, 防止类似的质量问题再次发生, 为以后的施工打下良好的
基础。

九、活动总结
混凝土结构物产生裂缝很常见, 需要认真分析原因, 采取合理措施, 才能予以解决。

同时, 对于施工过程必须严格控制, 尽可能地避免开裂
或减少裂缝的数量, 减少裂缝的长度和宽度, 通过对裂缝的妥善处理,
控制裂缝的发展, 使裂缝不至于对结构产生危害, 保证结构的正常使
用。

通过开展35mT梁裂缝控制QC 小组活动, 对于大型预应力张拉施工
各工序的质量控制有了较系统的掌握, 同时对于施工出现的质量问题、
技术问题的解决, 形成了一条可行的思路。