资源描述：
《深圳地铁某站顶板混凝土裂缝简析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、深圳地铁某站顶板混凝土裂缝简析摘 要:针对深圳地铁某站主体结构混凝土顶板裂缝,通过具体观察、描述,从顶板结构、混凝土材料组成及混凝土施工工艺等方面,分析混凝土顶板裂缝产生的原因。阐明了混凝土配方中水泥用量高,水灰比低,使混凝土内部发热量大,自身体积变形大。在结构约束条件下,产生较大的温度应力和收缩应力。当过早拆模时,极易超过混凝土抗拉强度,而产生裂缝。另外因气温骤降导致的裂缝扩张现象,则是由于热胀冷缩性能而产生的。工程施工中采取了一些防裂措施,起到了作用,在后续施工中,基本遏止了裂缝的产生。关键词:顶板混凝土;裂缝;大体积混凝土;温度应力1工程概况深圳地铁一期工程某站全长222.5m,地
2、下双层双跨(局部三跨)钢筋混凝土框架结构,外包总宽度18.7m,顶板混凝土设计厚800mm,侧墙混凝土设计厚400mm,顶板、侧墙与围护桩采用钢筋接驳器连成一体,顶板断面结构见图1。顶板混凝土浇筑采用泵送商品混凝土,施工时间为2002年10月份至2003年1月份,东西方向各分10段组织施工,每段长8~12m。在拆除东十段、西九、东九段顶板底部模板后,即发现顶板靠侧墙的倒角部位出现横向(南北向)裂缝,每一段顶板裂缝1~3处,每处长1.5~3.0m,且为上下贯通裂缝,西十段拆模后未见裂缝。经几次分析和采取设止裂钢筋网和延长拆模时间等预防措施,在后几段顶板施工中,有效的控制了混凝土裂缝的发生。
3、2裂缝观察纪实2.1裂缝的发生及分布顶板裂缝分布见图2所示。初始4个浇筑段为西十、东十、西九、东九段,混凝土浇筑时间、拆模时间和发现裂缝时间记录见表1。初始裂缝发生部位均在侧墙顶板增厚倒角处,每段浇筑段裂缝1~3条,间距2米多,共有13条。初始长1.5~3m,大致左右对称,有渗水,很少滴水,后西八段增加2条。2.2裂缝发展变化特点初始裂缝早期均有少许延长,但也有个别裂缝几天后愈合。2002年12月10日前后一次气温骤降,西九段一对称缝向板中扩展。同年,12月27日前后又一次较大的气温骤降,有三段的裂缝向板中扩展。2003年1月11日以后,气温回升,低温时扩展的裂缝消失,裂缝分布回复初始状
4、态。其中,东十右侧裂缝消失。西十曾在低温期出现的裂缝消失低气温裂缝扩展形象见图3。3裂缝原因分析混凝土是一种脆性材料,其拉压比约为1∶10。在板梁结构系中,通常是受拉破坏。当混凝土构件受到的拉应力大于混凝土龄期抗拉强度,或构件受到的拉伸变形大于混凝土龄期的极限拉伸值时,就产生裂缝。如果混凝土构件处于自由的均匀胀缩状态,不受约束,则不产生拉应力,也就不发生开裂。但实际工程结构总是处于某种约束状态,约束越强,则约束拉应力越大。下面就深圳地铁某站顶板裂缝进行具体分析。3.1结构该站为地下双层双跨(局部三跨)现浇钢筋混凝土框架结构,主体结构顶、中、底板与围护结构(密排挖孔桩)刚接(用钢筋接驳器连
5、接)。板梁纵长222.5m,不设后浇带,不设变形缝。底板底纵梁和顶板顶纵梁断面尺寸较大,有“大体积混凝土”特征。为检验是否有温度应力存在,在东一浇筑段底板、底纵梁混凝土浇筑过程中,布设了混凝土内部中心温升测试点,测孔深度大致到达板断面中心和梁板相接坛厚断面中心。测试点布置图和混凝土内部温度变化过程图见图4和图5所示。混凝土表面温度24°C时,底板B点最高温度为54°C,则有54°C-24°C=30°C,大于设计给定的允许温差25°C。底纵梁坛厚断面中心最高温度,A点为70°C、C点为65°C,与混凝土表面温度24°C之差分别是46°C和41°C,远大于允许温差25°C。因此,可能产生较大
6、的温度应力,有发生温度裂缝的可能性。顶板、顶纵梁结构断面形式与上述相仿,但上下表面散热条件较好,内部温升可能比底部小。但顶板倒角增厚处与侧墙连成一体,外侧紧靠围护结构和原土体,不散热,所以倒角部位混凝土内部温升相对较高。有较大的内外温差,会产生较大的温度应力。3.2混凝土及原材料3.2.1混凝土配合比板梁混凝土设计强度等级为C30,抗渗等级S8,典型配合比见表2所示。商品混凝土,坍落度一般为170~190mm,采用混凝土泵施工。顶板顶梁混凝土施工现场取样39组,作拉压试验,平均强度36.95MPa。现场取样作抗渗试验,均达到S8。因此,该配合比满足设计要求。但是,考察混凝土的抗裂性,根据
7、一些研究[3][2][4]成果获知,该配合比的水泥用量较高,水灰比小,使混凝土内部发热量大,混凝土收缩值大。因此产生较大的温降收缩和自身体积收缩。在适当的结构条件和工艺条件下,可能产生裂缝。3.2.2原材料(1)水泥(C):采用广东珠江“奥秀”牌硅酸盐P·Ⅱ42.5R的早强型优质水泥。28d强度达到58.8~61.6MPa。水泥的化学成分和矿物成分见表3。水泥物理检验见表4。 从表3和表4资料可知,水泥品质合格。考察其矿物成分,符
