透析現場預制預應力混凝土梁的裂縫控制措施

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摘要：現場預制簡支梁施工中，栗體表面及深層經常出現裂縫而影響質量。本文介紹裂縫產生的原因及減少或避免裂縫發生的技術措施，提高施工質量。

關鍵詞：預制；混凝土梁；裂縫；控制措施

近年來，交通基礎建設得到迅猛發展，各地興建了大量的混凝土橋梁。其上部結構多為現場預制梁板，無論先張法還是后張法施工中梁體均會出現表面或深層裂縫，從理論上來說預應力混凝土梁板不應存在裂縫，裂縫會使梁體受力后應力集中引起梁體破壞。

一、荷載裂縫

荷載裂縫是指構件受荷載或自重作用后梁體出現裂縫。荷載裂縫主要分斜裂縫和垂直裂縫兩種。

斜裂縫是荷載裂縫中最多的一種裂縫，多在運營后出現。往往發生在支座附近與梁軸線成25～50°角，并隨時間推移裂縫長度、裂縫數都會增加。斜裂縫對梁體危害大，必須加固處理，在施工中必須提高認識，作好防治。

垂直裂縫產生跨中底部，垂直梁體。

荷載裂縫產生原因有：設計承載力不足、運營保養不足、超載運營等是重要原因。施工過程中不按圖紙施工，減少鋼筋面積、減小預應力值、混凝土標號或構件截面減小。造成粱體承載力不足受力后產生裂縫。

(一)斜裂縫

斜裂縫防止措施：

施工過程中嚴格控制混凝土配合比，特殊注意水泥強度，加強水泥現場保管防止水泥吸水板結失效，保證混凝土強度。嚴格控制鋼筋進場檢驗，保證鋼筋強度符合設計要求，配筋數量準確。預應力張拉時張拉力充足，嚴格檢查摸板尺寸及加固措施。保證鋼筋面積、預應力值、混凝土標號、構件截面符合設計要求。

(二)垂直裂縫

垂直裂縫產生原因：

主要是梁體拱度或承載力不足，受力后跨中下部產生裂縫，設計原因多些。主要有有效預應力設計不足、結構尺寸過大抵抗張拉(放張)拱度大等。施工中混凝土保護層較大，或亂踩已綁扎的受力鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，導致構件的有效高度減小，荷載作用下形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫?；虿鹉＿^早，混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。

垂直裂縫防止措施：

施工時增加保護層墊塊數量，提高職工質量意識，合理安排施工順序，嚴禁在已綁扎好的鋼筋上踩踏?；炷翝仓r多做同條件試塊，保證試塊的真實有效。待混凝土強度達到規范要求后，拆除承重模板。

二混凝土收縮裂縫

在工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮裂縫中，塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。

(一)塑性收縮

在混凝土澆筑施工后4—5小時左右，經常出現一種早期裂縫。這種裂縫為斷續的水平裂縫，裂縫中部較寬、兩端較窄、呈梭狀。裂縫經常發生在板結構的鋼筋部位、板肋交接處、結構變截面的地方。因此時混凝土尚未硬化產生的裂縫，稱為塑性收縮。

塑性裂縫產生的原因：

主要是混凝土流動性過大或流動性不足以及不均勻，在凝結硬化前沒有沉實，當混凝土凝固沉陷時受到鋼筋、模板抑制以及模板移動造成混凝土二次移動，形成沿鋼筋方向水平的裂縫，因形狀象月牙所以通常叫“月牙縫”。

塑性裂縫防止措施：

嚴格控制混凝土單位用水量在180kg／m3以下，水灰比在0.6以下，盡可能減少坍落度；摻加適量、質量良好的外加劑和摻合料，改善混凝土工作性和減少沉陷，混凝土攪拌時間要適當，一般以60—90秒為宜，時間過短會造成拌合物攪拌不均勻、過長都會造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷；混凝土澆筑時，下料不宜太快，防止堆積或振搗不及時；在混凝土澆筑1～1.5小時后，混凝土尚未凝結之前，對混凝土進行二次振搗，表面壓實抹光。

(二)縮水收縮(稱為千縮裂縫)

混凝土初凝以后，隨著表層水分逐步蒸發，混凝土體積減小，縮水收縮(干縮)。收縮理論中毛細管張力學說認為混凝土表層水分損失快，內部損失慢，因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產生收縮裂縫。

干縮裂縫發生在表層很淺的位置，裂縫細微，常常被人們忽視。但應當特別指出，由于裂縫碳化和鋼筋銹蝕的作用，干縮裂縫不僅嚴重損害結構的抗滲性和耐久性，也會使混凝土的表面裂縫發展成為更嚴重的裂縫，影響結構的耐久性和承載能力。

干縮裂縫防止措施：

主要是注意混凝土養護工作，增加混凝土灑水次數和數量。表面采用覆塑質養生膜或蓋草簾，特別注意風大、高溫干燥天氣的保溫。養護時保持濕度越高、氣溫越低、養護時間越長，則混凝土收縮越小。蒸汽養護方式比自然養護方式混凝土收縮要小。

(三)自生收縮(膨脹)裂縫

自生收縮是混凝土在硬化過程中，水泥與水發生水化反應，這種收縮與外界濕度無關，且可以是正的(即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土)，也可以是負的(即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土)。

自生收縮裂縫防止措施：

主要選用合理的水泥品種、標號及單位水泥、水用量。單位體積水泥用量越大、磨度細度越大，則混凝土收縮越大，且發生收縮時間越長。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。砂率越高，混凝土收縮越大。外加劑也影響混凝土收縮。

(四)炭化收縮

大氣中或施工時的二氧化碳、一氧化碳與水泥的水化物發生化學反應引起的收縮變形。多發生在暖棚法冬期施工時室內燃煤排煙不暢。炭化收縮裂縫一般寬度較細，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規律。

炭化收縮裂縫防止措施：

暖棚法冬期施工時室內燃煤煙要排到棚外，并利用鼓風機加大燃爐進風，保證燃燒充分，不向棚內排放二氧化碳、一氧化碳。

三、混凝土溫度裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。

混凝土產生溫度裂縫的原因：

由于受到自身約束作用，導致局部拉應力較大，出現裂縫。在施工過程中，澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內部溫度很高，內外溫差太大，致使表面出現裂縫。電氣焊施工時燒烤混凝土產生局部高溫，出現裂縫?；炷羶炔亢?，受凍后水體積膨脹，引起脹縫。

溫度裂縫防止措施：

太陽曝曬天氣時，加強混凝土覆蓋及淋水降溫。施工中應根據實際情況，盡量選擇水化熱低的水泥品種，限制水泥單位用量，減少骨料入模溫度，降低內外溫差。注意收聽天氣預報，作好突然降溫預防工作。冬期施工時作好已澆筑混凝土的保溫，詳細計算保溫防護材料熱能損失，確保混凝土凝固前不受凍。蒸汽養護嚴格按施工規范要求速度升降溫

四、混凝土振搗沉落裂縫

混凝土沉落裂縫產生原因：

振搗時間太短，振搗不密實，混凝土強度受重力作用繼續沉落，側面部分混凝土受模板張力影響沉落較慢形成裂縫；振搗時間太長，粗骨料沉入底層，細骨料留在上層，在上層發生裂縫，既常說的過振水波紋?；炷练謱踊蚍侄螡仓r，接頭部位處理不好，新舊混凝土之間粘結力小，在施工縫間出現裂縫。

混凝土振搗沉落裂縫防止措施：

機械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小，盡可能采用機械振搗。振搗時間應根據振搗機械性能決定，一般50mm插入式振搗棒以10－15s／次為宜?；炷练謱訚仓r，先把混凝土接觸面鑿毛、清洗好，再鋪一層高標號砂漿，然后澆筑混凝土。

五、露筋劈裂裂縫

由于混凝土保護層厚度不足，承壓時產生應力集中，引起混凝土劈裂。劈裂裂縫使鋼筋與混凝土握裹力削弱，結構承載力下降，并將誘發其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。此類裂縫一般能看見鋼筋形狀，能夠引起注意。

露筋劈裂裂縫防止措施：

增加保護層墊塊數量，加大墊塊強度。減小施工荷載，避免混凝土澆筑過程中鋼筋上堆料過多，設專人振搗前提鋼筋使保護層厚度準確。

六、張拉，放張不當裂縫

后張粱張拉施工時，因單束張拉，梁體縱向受力不均，產生側向彎曲，粱體開裂。或因梁端一側受張拉壓應力，一側正常，梁端縱向剪切開裂。此類裂縫多為偶然發生，發生后非常明顯，對梁體危害較大。

先張粱放張后，因各根預應力張拉力不一致，或失效塑料管長度錯誤，梁端縱向拉壓應力不一致產生剪切開裂。

張拉裂縫防止措施：

后張法梁可采用先張拉一束，張拉到應力的60％后停止，然后張拉對稱的另一束，這樣粱體兩側受力一致，避免量端開裂。