關(guān)于現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土施工結(jié)構(gòu)的裂縫分析
關(guān)鍵詞：
1、在尚未施加預(yù)應(yīng)力之前就產(chǎn)生裂縫的防治
這類裂縫同一般結(jié)構(gòu)工程裂縫，多由混凝土材料和施工方法不當引起，如沉縮裂縫、收縮裂縫、干縮裂縫等，可按一般防治措施防治。
2、由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件截面尺寸較大引起的裂縫防治
2．1裂縫的特征
通常情況下，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸厚大，例如預(yù)應(yīng)力大梁截面寬度一般在400mm一600mm，梁高多在1000mm以上，這樣的構(gòu)件易出現(xiàn)收縮裂縫，其主要特征為：
1）在梁側(cè)梁高中間，呈中間寬、上下窄狀，少數(shù)裂縫延伸至整個梁高；2）梁側(cè)模板拆除后，開始3d左右，裂縫有增多及擴展的趨勢，3d后裂縫發(fā)展趨于緩慢；3）裂縫間距沿梁跨基本均勻分布，裂縫間距接近梁內(nèi)箍筋間距的倍數(shù)。
2．2原因分析
1）截面較大的構(gòu)件在混凝土硬化過程中，其體積收縮量也大，產(chǎn)生軸向拉應(yīng)力，在結(jié)構(gòu)體系的約束下形成凝縮裂縫。
2）大截面構(gòu)件凝固過程中，產(chǎn)生的水化熱使構(gòu)件溫度升高，若過早拆除其側(cè)模板，構(gòu)件溫度急降，會出現(xiàn)溫差應(yīng)力，同時構(gòu)件表面水分迅速風干，混凝土收縮加劇，形成冷縮裂縫。
3）經(jīng)鑿除裂縫處表面混凝土，發(fā)現(xiàn)多處裂縫發(fā)生在箍筋位置處，說明這種裂縫與箍筋存在一定的聯(lián)系。a大梁所選用的箍筋規(guī)格較大，如φ12mm，箍筋外的混凝土保護層變�。籦澆筑混凝土前，梁的箍筋已承受了梁自身上層鋼筋的重量和次梁、板擱置的重量以及施工人員的活荷載，梁的箍筋受壓彎曲，一定程度上呈“鼓”形。這兩種情況使箍筋特別是梁中箍筋外的混凝土厚度變薄，形成了相對含砂多、含石少、咬合性差的砂漿層，從而導(dǎo)致裂縫。這種中間寬、兩端窄的“棗核”形裂縫，因梁中腰筋小少而粗寬，上下端因主筋的約束而細小或沒有。
2．3控制措施
1）厚大構(gòu)件的混凝土配合比設(shè)計，應(yīng)考慮減少混凝土體積收縮的措施。力求降低水泥用量，減小水灰比，有條件者可適當摻人改性外加劑。
2）推遲大截面構(gòu)件模板拆除時間。為減少模板對梁的約束，防止預(yù)應(yīng)力損失，規(guī)范規(guī)定要在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除其側(cè)面模板，大梁側(cè)模應(yīng)依據(jù)執(zhí)行，并盡可能推遲。
3）應(yīng)保證箍筋外保護層厚度。對較粗直徑的箍筋而言，應(yīng)保證箍筋外混凝土不少于15mm（最好為17mm）來確定主筋保護層，增加箍筋外混凝土抗裂能力。大梁腰筋設(shè)置相對宜粗宜密，規(guī)格不宜小于φ18mm，間距不宜大200mm，大梁腰筋的S型拉筋宜改用拉撐結(jié)合的辦法，拉筋一端彎成90o角，待拉緊后再彎至135o，同時將一部分拉筋改為撐筋，保證梁箍筋不外彎，也不向內(nèi)彎曲，撐筋也可結(jié)合波紋管支架鋼筋同時布設(shè)。
3、模板支撐體系施工不當引起的裂縫及防止措施
3．1裂縫現(xiàn)象
預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，在部分或全部拆模后，出現(xiàn)的大梁承載能力不足的結(jié)構(gòu)性裂縫也很常見，這種裂縫在跨中垂直梁底，下寬上窄，呈正截面受彎裂縫，兩端為斜向受剪裂縫。
3．2原因分析
1）支撐拆除過早。某工程預(yù)應(yīng)力大梁拆底模時，混凝土強度標準值達到設(shè)計強度的115％，但沒有建立預(yù)應(yīng)力，拆模后大梁和板均出現(xiàn)裂縫，并形成較大的板梁連通裂縫。
2）一般情況下，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)跨度大，構(gòu)件截面尺寸大，施工荷載也大，支撐體系的承載力不足也是一個原因，尤其對支撐直接搭設(shè)在地面或回填土上的工程，支撐系統(tǒng)更易變形或下沉。
3）采用早拆模施工方法時，保留的支撐承載力不足，使結(jié)構(gòu)過早受力。
3．3控制措施
1）混凝土施工規(guī)范規(guī)定，側(cè)模宜在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除，底模不應(yīng)在結(jié)構(gòu)件建立預(yù)應(yīng)力前拆除。預(yù)應(yīng)力建立前，即使構(gòu)件混凝土達到或超過設(shè)計值時，仍不可拆除底模，這也是與普通混凝土結(jié)構(gòu)的一點區(qū)別，否則，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件即使有承載能力，也易因撓度過大而引起裂縫。在大跨度結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件的主要荷載是自重，其自重彎矩大、自重應(yīng)力高，提前拆模對結(jié)構(gòu)更不利，更易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。
2）對預(yù)應(yīng)力工程應(yīng)單獨編制施工方案，其模板和支撐系統(tǒng)必須進行設(shè)計計算。若支撐體系直接支撐在回填土上，還須對支撐面進行特殊處理。a回填土必須分層分批夯填密實，最好用壓路機碾壓數(shù)遍，否則支撐應(yīng)直接置于基礎(chǔ)或基底老土層上。b在預(yù)應(yīng)力框架大梁寬1.8m—2.0m的范圍內(nèi)，應(yīng)鋪設(shè)道碴，設(shè)置墊木。C做好場地防排水措施。預(yù)應(yīng)力工程施工工期較長（一般在20d以上），陰雨天氣出現(xiàn)的機會多，產(chǎn)生的后果嚴重。因此，大梁排架施工前要有技術(shù)保證措施，可在大梁下鋪設(shè)塑料薄膜防水層，及時排走場內(nèi)雨水，防止雨水對土層和支撐系統(tǒng)的影響。d澆筑混凝土前還要對支撐體系進行全面檢查和加固，以確保支撐穩(wěn)固可靠。
3）預(yù)應(yīng)力工程施工周期長，整體拆模時間比普通結(jié)構(gòu)遲，為提高周轉(zhuǎn)材料的利用率，減少施工投入，常采用主次模板體系分開支設(shè)的辦法，在符合普通混凝土結(jié)構(gòu)拆模的條件后，可在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的模板及支撐。對預(yù)應(yīng)力大梁，也常采用早拆模板方法施工，根據(jù)跨度情況，在適當位置處，保留若干支撐點模板與支撐不拆而拆除其余部位的模板與支撐。采用這種方法施工時，必須對保留支撐進行驗算和加固。對保留支撐而言，即使立桿和梁底模板沒有拆除和松動，整體排架和牽杠的拆除，也會影響保留支撐的剛度和穩(wěn)定性，降低承載力，故應(yīng)進行必要的加固。另外，次梁板等非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件模板和支撐拆除后，這些構(gòu)件的自重以及上部施工荷載全部通過結(jié)構(gòu)體系傳遞到主梁上，主梁荷載明顯增大，故必須進行支撐驗算和加固，加固時不得松動保留的支撐和模板，并且須做到先加固后拆除。
4、由預(yù)應(yīng)力張拉工藝而引起的裂縫及防止措施
4．1裂縫現(xiàn)象
1）張拉端裂縫。如端部沿預(yù)應(yīng)力方向的裂縫，以及在梁端非預(yù)應(yīng)力區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的拉剪裂縫。
2）在臨近構(gòu)件上產(chǎn)生的裂縫。如在張拉端邊梁上出現(xiàn)的垂直裂縫及在板面出現(xiàn)斜向裂縫。
4．2原因分析
1）在梁端非預(yù)應(yīng)力區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的拉剪裂縫，是由于錨固局部受壓過大，在該區(qū)及邊緣產(chǎn)生剪、拉應(yīng)力。
2）在張拉端邊梁及板面上出現(xiàn)的裂縫，是由于預(yù)應(yīng)力張拉后，在應(yīng)力傳遞或次應(yīng)力作用下產(chǎn)生的。
4．3控制措施
1）設(shè)計時應(yīng)盡量減少預(yù)應(yīng)力的偏心程度，非預(yù)應(yīng)力筋能解決問題的，盡量少用預(yù)應(yīng)力，以降低預(yù)應(yīng)總應(yīng)力，否則應(yīng)視情況增加承壓鋼筋網(wǎng)片。施工時，由于錨固區(qū)鋼筋密集，混凝土下料和振搗困難，澆筑時須專人負責，質(zhì)檢人員現(xiàn)場把關(guān)，做到先難后易，確保端部張錨區(qū)混凝土密實。
2）結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要增加薄弱環(huán)節(jié)的構(gòu)造措施，通過加筋和加腋，增強局部抵抗力，克服應(yīng)力集中的弊端。施工過程中，張拉順序要合理，盡量避免構(gòu)件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、側(cè)彎、結(jié)構(gòu)變位和超應(yīng)力。要遵循對稱的張拉原則，保證結(jié)構(gòu)中相鄰構(gòu)件應(yīng)力值超過總值的50%，否則應(yīng)分布張拉，即先張拉一半應(yīng)力，待相鄰構(gòu)件張拉后，再張拉另一半設(shè)計應(yīng)力。
3）裂縫現(xiàn)象在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中很普遍，但對裂縫的認識、控制和處理還存在不足，對施工中出現(xiàn)的裂縫，或視而不見，或談裂色變。驗收時裂縫難以定性，對此應(yīng)建立裂縫觀測臺賬制度。對工程裂縫進行系統(tǒng)全面的觀測，特別是結(jié)構(gòu)性裂縫，在分析研究的基礎(chǔ)上找出原因，并對有害裂縫進行必要的控制和處理，出示工程裂縫監(jiān)測檢驗報告，作為結(jié)構(gòu)驗收時的一項重要內(nèi)容。
5、結(jié)語
通過上述裂縫產(chǎn)生原因分析及預(yù)防措施實施，大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)大梁施工中的裂縫是可以避免和防止的，關(guān)鍵是設(shè)計和施工單位的重視。施工單位在實施前應(yīng)編制嚴密的施工方案，在施工過程中，從原材料、混凝土配合比、模板排架體系、混凝土澆搗和預(yù)應(yīng)力張拉等各方面嚴格按方案控制實施，就能防止大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)大梁裂縫的產(chǎn)生，保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和結(jié)構(gòu)安全。
