預應力空心板裂縫形成原因及防治措施

摘要：結合多年來的設計與施工經驗，分析、總結出預應力空心板裂縫的形成原因，并有針對性的提出防治措施，以避免在以后的工作中出現類似的問題。

關鍵詞：預應力；空心板；裂縫；形成原因；防治措施

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A

1 裂縫形成原因

空心板的裂縫位置基本都在板端部附近，在板的頂面，裂縫多出現在箍筋處，沿截面高度呈上寬下窄狀，深度不大，在梁底板處，多出現在橫向鋼筋處，裂縫沿板縱長方向，多屬于深進或部分貫穿裂縫，根據多年的設計與施工經驗，裂縫多由以下原因造成:

1.1 原材料方面

1.1.1 水泥用量偏高

新橋規實施后，混凝土評定標準提高，其水泥用量比以前增加了5%左右，一般施工人員偏于保守，水泥用量容易超過高限，由于水泥用量的增加使混凝土凝結收縮量增大，造成表面裂縫。

1.1.2 骨料含泥量超標

在施工過程中，有時因自然條件限制或為節約成本選用劣質骨料，沙、碎石的含泥量超標，這樣水泥與骨料的膠結力下降，造成混凝土的強度和抗滲性降低，產生網狀裂縫。

1.1.3 干縮作用

混凝土在凝結、硬化過程中，大部分水分逐漸蒸發，僅很少一部分水分參加水化反應，使混凝土產生干縮變形，干縮作用使混凝土內產生不同程度的拉應力，由于混凝土抗拉強度小，如果未設置合理的受力鋼筋，將會出現大量裂縫。

1.1.4 堿骨料反應

混凝土拌和后，水泥中的堿不斷溶解，產生的堿液與活性骨料的硅酸鹽物質產生化學反應，析出膠狀的堿-硅膠，膠從周圍介質中吸收水分而發生膨脹，產生的拉應力超過抗拉強度時，會出現裂縫。

1.2 施工方面

1.2.1 水灰比過大

在混凝土的拌制過程中，由于拌制機械的原因或人為的操作失誤，導致水灰比過大而造成離析現象，其結果是振搗后粗骨料沉于下部，水泥漿上浮到頂板，從而使混凝土強度上下不均勻，下部強度大，頂板強度小，往往造成在頂板每根箍筋處橫向裂縫較為嚴重。

1.2.2 混凝土配比不合理

由于工期較長，原材料分批次運進，造成施工實際配比與實驗配比不同，導致混凝土強度偏低，形成裂縫。

1.2.3 內橡膠氣模上浮

施工中，基于經濟及拆模方便的考慮，預應力空心板一般采用充氣橡膠內模，在混凝土澆筑過程中，混凝土對氣模有較大的浮力，如果氣模固定不牢，會產生上浮現象，造成頂板厚度減小，進而出現裂縫。

1.2.4 內氣模變形

氣模因為制造質量或在施工中有所損壞，造成在混凝土澆筑過程中漏氣，氣壓降低內模變形，在混凝土幾乎沒有強度的情況下，頂板混凝土將發生下陷，造成難以補救的事故。

1.2.5 內氣模抽拔過早

內氣模抽拔時間一般控制在混凝土強度達到0.6～0.8MPa時為宜，抽拔過早會出現“粘皮”現象，當頂板厚度減小或頂板浮漿過厚時，就容易產生縱橫裂縫。

1.2.6鋼筋被碰撞變形

在鋼筋籠吊裝或在混凝土澆筑過程中，由于碰撞等導致空心板鋼筋變形，其抵抗力喪失，從而使拉應力超過混凝土拉應力允許值發生裂縫。

1.2.7養生不及時

空心板混凝土澆筑完畢后，沒有及時地養護，混凝土表面水分蒸發過快，從而形成干縮裂縫，外界溫度在5℃以下時，如果不及時覆蓋保溫材料，也容易出現裂縫。

1.3設計方面

1.3.1普通鋼筋用量不當

對于板端封錨區等應力集中處，由于設計普通鋼筋用量或間距不足，致使裂縫寬度超出規范要求，或是普通鋼筋在局部用量過大、間距過密鋼筋阻止了混凝土正常的凝固收縮而產生裂縫。

1.3.2對水化熱考慮不足

水泥水化過程中會釋放出大量的熱能，水化反應有兩次升溫和兩次降溫過程，內部溫度升高，而板面溫度因外界氣溫相對偏低，升溫使混凝土內部體積膨脹，降溫使混凝土表面收縮，膨脹時混凝土內部產生壓應力，收縮時混凝土表面產生拉應力，當壓應力和拉應力超過其抗壓強度和抗拉強度時，梁板表面將發生裂縫現象。

1.3.3忽視溫差應力

由于對施工季節白晝溫差估計不足，因氣溫的急劇變化或大風造成混凝土表面急劇冷縮或干縮，從而增大了混凝土表面的拉應力，造成空心板早起裂縫的形成。

2 防治措施

2.1原材料方面

2.1.1嚴把原材料質量關

必須按照相關設計、施工規范的質量要求，嚴格進行選料，對不符合要求的砂、石料和水泥不許進場，對含泥量較大的骨料要用水沖洗嚴禁使用過期的和不同標號的水泥，盡量采用發熱量及收縮量較小的水泥。

2.1.2確定合適的水泥用量

應通過現場試驗確定合適的水泥用量，盡量減少高標號水泥的用量，并可摻加適量的礦物混合料，以減少裂縫產生。

2.2施工方面

施工階段是裂縫控制的關鍵階段，決定著空心板最終質量的好壞，應注意以下幾個方面：

2.2.1確定合理的水灰比、配比

在混凝土現場配合比設計、試驗中，不要因為偏于保守而過多的增加水泥用量，在滿足混凝土坍落度要求的前提下，盡量采取可靠的減水劑，合理調整配合比，降低水泥與水的用量，以減少混凝土的凝結收縮量。

2.2.2嚴格檢查膠囊是否漏氣，防止膠囊上浮

對于使用的氣模要經常打壓檢查，發現漏氣時應及時修補，同時，氣模定位要準確，生根要牢固，一般需設置專用的氣模固定鋼筋，以防止氣模上浮導致板厚度變小，最終引起早期裂縫。

2.2.3防止普通鋼筋變形

在空心板鋼筋籠綁扎、吊裝過程中，應嚴格按施工流程操作，杜絕因人為因素導致鋼筋被碰撞變形。

2.2.4防止溫差應力

應盡量避開下雨天和在晝夜溫差較大季節澆筑混凝土，夏天澆筑混凝土時不宜在白天進行，冬季宜在溫度較高的時間段澆筑，并采取必要的冬季施工防護措施，嚴禁在澆筑空心板過程中間斷施工，底板混凝土振平以后，應立即放置內模并澆筑第二層混凝土，盡量縮短施工縫處上下兩部分混凝土的施工時差，確保混凝土澆筑的連續性。

2.2.5加強混凝土養生

混凝土澆筑完后，及時蓋草或塑料膜，并經常灑水使之保持濕潤，氣溫低于10℃，要加保溫材料，進入冬季應采取蒸氣養生。

只要能從原材料、施工、設計各個環節入手，嚴格控制裂縫產生的因素，就能大大減少空心板裂縫產生，既保證了橋梁結構的安全，又能以較小的費用取得較大的經濟效益和社會效益。

結論

通過以上改進措施，混凝土表面裂縫逐漸消失。預應力混凝土空心板是橋梁的承擔結構，因此，在預制過程前，一定要制定出施工工藝規程，對所有參與施工的人員進行技術交底；掌握關鍵工序的技術要點，嚴格按規范要求檢測各項指標，發現異常，及時找出問題產生的原因，采取合理的處理措施加以解決，確保混凝土空心的預制質量。

參考文獻

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