預應(yīng)力混凝土箱型結(jié)構(gòu)裂縫分析

安兆輝， 魏振和

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

預應(yīng)力混凝土箱型結(jié)構(gòu)中裂縫現(xiàn)象很普遍。裂縫直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性，不管何種原因產(chǎn)生的裂縫，都應(yīng)引起工程建設(shè)人員的重視,把裂縫作為主要通病之一進行綜合防治，減少和避免裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1 裂縫情況分析

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的普遍現(xiàn)象,一類是由外荷載引起的,也稱結(jié)構(gòu)性裂縫，指結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴重問題；另一類是由變形引起的，也稱非結(jié)構(gòu)性裂縫，指變形得不到滿足，在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力，當該自應(yīng)力超過混凝土允許應(yīng)力時，引起混凝土開裂。在上述兩類裂縫中，變形裂縫約占80%。引起該類裂縫的原因主要有:

1）混凝土澆筑后處于塑性階段，由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生裂縫。

2）混凝土凝固過程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。

3）由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫，結(jié)構(gòu)隨著溫度變化而受到約束時，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，當此應(yīng)力超過混凝土抗裂強度，混凝土便開裂，即產(chǎn)生溫度裂縫。

4）對拆?？紤]不周產(chǎn)生裂縫。預應(yīng)力工程施工周期長，整體拆模時間較普通結(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,可在預應(yīng)力張拉前拆除非預應(yīng)力構(gòu)件的模板及支撐。對預應(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。

5）施工不當產(chǎn)生裂縫。從裂縫情況看，裂縫分布部位、分布方向、出現(xiàn)時間具有一定的規(guī)律性。裂縫分部在跨中,只有腹板開裂，且兩面對稱，時間一般為拆模后兩天左右。如果施工方案合理，施工工藝符合質(zhì)量控制要求，混凝土配合比、坍落度滿足要求，而現(xiàn)場施工溫度在25℃以上，那么裂縫的主要原因是因溫度應(yīng)力引起的。溫度應(yīng)力包括內(nèi)約束應(yīng)力和外約束應(yīng)力。內(nèi)約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部某一構(gòu)件單元，在非線性溫差作用下纖維間溫度不同，引起的應(yīng)變不同而受到約束引起的應(yīng)力;外約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件因溫度不同產(chǎn)生變形而受到結(jié)構(gòu)外部超靜定約束,無法實現(xiàn)自用變形引起的應(yīng)力。

2 防止裂縫產(chǎn)生及措施

1）因為混凝土質(zhì)量引起的非結(jié)構(gòu)裂縫，可以通過以下措施防止:控制及改善水灰比、減少砂率、增加骨料用量、嚴格控制塌落度、混凝土凝固時間不宜過短、下料不宜過快、高溫季節(jié)注意采取緩凝措施、避免水分劇烈蒸發(fā)、混凝土振搗密實、改善現(xiàn)場混凝土施工工藝，同時還應(yīng)注意混凝土的施工防雨、養(yǎng)護及保溫工作。

2）因溫度應(yīng)力引起的非結(jié)構(gòu)裂縫，可以通過配置足夠的溫度應(yīng)力鋼筋、增加結(jié)構(gòu)的安全儲備等措施來防止裂縫的產(chǎn)生（如在腹板加縱向鋼筋）；同時在施工時，應(yīng)盡量選擇溫度低的時間澆筑（利用早、晚進行施工）。熱天澆筑混凝土時，應(yīng)降低水溫拌制，選用水化熱小和收縮小的水灰比，合理使用減水劑，加強振搗以減少水化熱。

3）在施工中對預應(yīng)力混凝土T梁裂縫的控制方案和已出現(xiàn)裂縫的處理辦法如下:①在腹板處兩面對稱增加通長縱向應(yīng)力鋼筋，根數(shù)為原設(shè)計的一倍；②控制好混凝土的澆筑時間和澆筑時的溫度,安排早、晚或溫度低的時候進行澆筑；③及時養(yǎng)護，并用塑料布進行覆蓋，經(jīng)常保持混凝土濕潤；④及時拆模、張拉。

如出現(xiàn)裂縫,可以用環(huán)氧樹脂配固化劑、丙酮以1:0.5:0.25的配合比調(diào)和進行修補，將裂縫周圍5cm內(nèi)的混凝土用鋼刷刷干凈,用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，再涂環(huán)氧樹脂，貼玻璃布，之后再涂環(huán)氧樹脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純堿水煮沸脫脂，用清水洗凈并烘干，這種封閉處理，能保證日后運營過程中梁體內(nèi)鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)使用壽命。

通過以上的控制方案和防處治措施,在以后的T梁預制過程中沒有出現(xiàn)裂縫,并且對裂縫的處置也不影響梁體的正常使用。

3 小結(jié)

預應(yīng)力混凝土箱型結(jié)構(gòu)的裂縫很常見,但可避免或減少，關(guān)鍵是在設(shè)計時認真驗算，合理配置構(gòu)造鋼筋或預應(yīng)力筋，對易出現(xiàn)裂縫的部位，通過施工過程的嚴格控制，盡可能地避免開裂或減少裂縫的數(shù)量,減少裂縫的長度和寬度，通過對裂縫的妥善處理，控制裂縫的發(fā)展，使裂縫不至于對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，保證結(jié)構(gòu)的正常使用。