摘要：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫現(xiàn)象很普遍。盡管多數(shù)裂縫寬度在0.2mm以下，不會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全以及建筑物的使用功能，但對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的重要性而言，出現(xiàn)裂縫易引起業(yè)主和監(jiān)理的擔(dān)心與不滿，甚至引發(fā)法律糾紛。裂縫畢竟是不利的，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(jìn)行綜合防治，減少和避免裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。本文分析預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)裂縫的原因及控制措施。

　　1、由混凝土本身性質(zhì)引起的裂縫

　　1.1  裂縫現(xiàn)象混凝土是由水泥、砂、石組成的非均質(zhì)材料，收縮是混凝土的重要特性之一。由于預(yù)應(yīng)力工程在原材料、構(gòu)件規(guī)格、施工工藝等方面的具體情況，使預(yù)應(yīng)力工程中出現(xiàn)收縮裂縫也很普遍，有時(shí)甚至很嚴(yán)重。

　　1.2  原因分析

　　（1）在預(yù)應(yīng)力工程中，通常對(duì)混凝土強(qiáng)度要求較高，多采用商品混凝土，使混凝土中水泥用量大，坍落度大，出現(xiàn)收縮裂縫的概率增加。在混凝土板上，終凝前期常表現(xiàn)為不規(guī)則的干縮裂縫。當(dāng)混凝土強(qiáng)度有所發(fā)展后，收縮裂縫變得有一定的規(guī)律，通常是平行板的短邊，形成橫向凝縮裂縫。

　�。�2）在柱、梁、板同時(shí)澆筑的工程中，柱梁節(jié)點(diǎn)或梁板腋下易出現(xiàn)沉實(shí)裂縫；當(dāng)坍落度過(guò)大或模板較粗糙時(shí)，這些部位在模板的“模箍”作用下，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)水平裂縫。

　　1.3  控制措施

　�。�1）控制混凝土組成級(jí)配、水灰比和坍落度，在滿足澆筑要求的前提下，坍落度應(yīng)盡量小。

　�。�2）柱梁或梁板同時(shí)澆筑時(shí)，應(yīng)先澆筑柱、梁，盡量給出混凝土的沉實(shí)時(shí)間。

　�。�3）對(duì)厚大構(gòu)件或坍落度較大的商品混凝土構(gòu)件，應(yīng)分層澆筑�；炷�土初凝前后應(yīng)進(jìn)行二次振搗，終凝前再對(duì)表面進(jìn)行二次抹壓。

　�。�4）澆筑整板基礎(chǔ)、現(xiàn)澆板等裸露面積較大的混凝土構(gòu)件時(shí)，應(yīng)避免大風(fēng)或烈日直射的天氣，否則應(yīng)及時(shí)對(duì)混凝土表面進(jìn)行覆蓋保護(hù)。

　�。�5）通常情況下，收縮裂縫發(fā)生在混凝土凝固的初期，特別是混凝土澆筑后一周左右，實(shí)踐證明，加強(qiáng)混凝土早期的養(yǎng)護(hù)工作，是克服這類裂縫最有效的辦法。

　　2、由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件截面尺寸較大引起的裂縫

　　2.1  裂縫特征通常情況下，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400-600mm，梁高多在1000mm以上，這樣的構(gòu)件易出現(xiàn)收縮裂縫，如某工程預(yù)應(yīng)力梁發(fā)生收縮縫，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(gè)梁高；

　　（2）梁側(cè)模板拆除后，開(kāi)始3d左右，裂縫有增多及擴(kuò)展的趨勢(shì)，3d后裂縫發(fā)展趨于緩慢。

　�。�3）裂縫間跟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）截面較大構(gòu)件在混凝土硬化過(guò)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(guò)程中，產(chǎn)生的水化熱使構(gòu)件溫度升高，若過(guò)早拆除其側(cè)模板，構(gòu)件溫度急降，會(huì)出現(xiàn)溫差應(yīng)力；同時(shí)構(gòu)件表面水分迅速風(fēng)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(shuō)明這種裂縫與箍筋存在一定的聯(lián)系。其一是大梁所選用的箍筋規(guī)格較大，如Ф12，箍筋外的混凝土保護(hù)層變薄；其二是澆筑混凝土前，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(duì)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(xì)小或沒(méi)有。

　　2.3  控制措施

　�。�1）厚大構(gòu)件的混凝土配合比設(shè)計(jì)，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(dāng)摻入改性外加劑。

　�。�2）推遲大截面構(gòu)件模板拆除時(shí)間。為減小模板對(duì)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)模拆除應(yīng)依據(jù)執(zhí)行，并盡可能推遲。

　�。�3）應(yīng)保證箍筋外保護(hù)層厚度。對(duì)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(lái)確定主筋保護(hù)層，增加箍筋外混凝土抗裂能力。大梁腰筋設(shè)置相對(duì)宜粗宜密，規(guī)格不宜小于Ф18，間距不宜大于250mm，大梁腰間的S形拉筋宜改用拉撐結(jié)合的辦法，拉筋一端彎成90^o角，待拉緊就位后再?gòu)澲?35^o，同時(shí)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)合小組紋管支架鋼筋同時(shí)布設(shè)。

　　3、模板支撐體系施工不當(dāng)引起的裂縫

　　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(jiàn)，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(guò)早。某工程預(yù)應(yīng)力大梁拆底模時(shí)，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的115%，但沒(méi)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(gè)原因，尤其對(duì)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）采用早拆模板施工方法時(shí)，保留的支撐承載力不足，使結(jié)構(gòu)過(guò)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)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(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)值，仍不可拆除底模，這也是與普通混凝土結(jié)構(gòu)的一點(diǎn)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(guò)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(duì)結(jié)構(gòu)更不利，更易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

　�。�2）對(duì)預(yù)應(yīng)力工程應(yīng)單獨(dú)編制施工方案，其模板和支撐系統(tǒng)必須進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。若支撐體系直接支撐在回填土上，還須對(duì)支撐面進(jìn)行特殊處理，首先，回填土必須分層分批夯填密實(shí)，最好用壓路機(jī)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。其次，在預(yù)應(yīng)力框架大梁寬1.8-2.0m的范圍內(nèi)，應(yīng)鋪設(shè)道渣，設(shè)置墊木。

　�。�3）做好場(chǎng)地防排水措施。預(yù)應(yīng)力工程施工工期較長(zhǎng)（一般在20d以上），陰雨天氣出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，產(chǎn)生的后果嚴(yán)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)塑薄膜防水層，并及時(shí)排走場(chǎng)內(nèi)雨水，防止雨水對(duì)土層和支撐系統(tǒng)的影響。此外，澆筑混凝土前還要對(duì)支撐體系進(jìn)行全面檢查和加固，以確保支撐穩(wěn)固可靠。

　　（4）預(yù)應(yīng)力工程施工周期長(zhǎng)，整體拆模時(shí)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(kāi)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(duì)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(dāng)位置處，保留若干支撐點(diǎn)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(shí)，必須對(duì)保留支撐進(jìn)行驗(yàn)算和加固。對(duì)保留支撐而言，即使立桿和梁底模沒(méi)有拆除和松動(dòng)，整體排架和牽杠的拆除，也會(huì)影響保留支撐的剛度和穩(wěn)定性，降低承載力，故應(yīng)進(jìn)行必要的加固。另一方面，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(guò)結(jié)構(gòu)體系傳遞到主梁上，主梁荷載明顯增大，故必須進(jìn)行支撐驗(yàn)算和加固，加固時(shí)不得松動(dòng)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

　　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)的斜向裂縫。

　　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，是由于錨固區(qū)局部受壓過(guò)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(jì)時(shí)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(wèn)題的，盡量少用預(yù)應(yīng)力，以降低預(yù)壓總應(yīng)力，否則應(yīng)視情況增加承壓鋼筋網(wǎng)片。

　�。�2）張拉結(jié)束后，預(yù)應(yīng)力并沒(méi)有停止工作。甚至仍然繼續(xù)在增長(zhǎng)。因此除了在張拉操作中必須嚴(yán)格按照張拉順序及張拉力伸長(zhǎng)量來(lái)控制之外還應(yīng)在張拉結(jié)束后，繼續(xù)觀察具體變化，禁止張拉一結(jié)束就進(jìn)行鋼絞線的切割施工作業(yè)。禁止立即在梁體上施加荷載。