高速公路預應力混凝土梁板裂縫的成因及其質量控制探討

■鄔劍飛 ■遼寧省高速公路管理局阜新管理處，遼寧 阜新 123000

預應力混凝土梁板是橋梁施工中很重要的一部分，同時在施工中也曝露出一些問題，梁板表面不同程度出現不規則裂縫，而產生這些裂縫原因諸多，且質量控制也是施工期間不可忽略的重要問題。在橋梁施工過程中，橋梁的梁板是整個橋梁中的最直接重要的承重構件，橋梁梁板的質量控制好壞直接影響到橋梁整體的使用壽命，嚴重者將會威脅到人們的生命安全。為保證預應力混凝土梁板在施工中盡可能減少或者不出現裂縫是工程中重中之重，我總結十余年高速公路施工中關于梁板裂縫的部分經驗，為以后預應力混凝土梁板施工不再出現不規則裂縫總結了一些經驗，特此提出，以供探討。

1 預應力混凝土梁板裂縫的出現

在橋梁工程施工中，預應力混凝土梁板不規則裂縫是指在橋梁梁板澆注完成后到吊運送到橋上前所產生的裂縫。預應力混凝土梁板在施工過程中若出現不規則裂縫，有可能會牽涉到橋梁整體結構的安全性能，也會影響到行車安全。預應力混凝土裂縫的出現分為硬化前與硬化后兩部分。

橋梁工程預應力梁板質量控制的關鍵是預應力混凝土梁板裂縫的出現幾率。

2 預應力混凝土梁板裂縫分為以下幾類

2．1 溫度裂縫

混凝土本身就有熱膨脹冷收縮的性質，每當受外屆因素影響或梁板本身條件出現改變時，混凝土就會相應變化，如果變化遭遇阻力，會在凝凝土梁板內發生應力變化，當應力遠大于其自身抗拉強度時，立即會出現溫縮裂縫。溫度引起的裂縫一般是不規則裂縫，較大梁板表面最常見，薄板大多沿其縱向不規則分布。裂縫一般情況下能夠影響其抗滲漏性能，從而發生鋼筋生銹直接關系到預應力梁板的耐久性能，并且能夠影響預應力混凝土的承受能力等。預應力混凝土發生縮縫的最關鍵因素大概有下列情形。溫度驟降引發的冰凍破壞:混凝土梁板在施工過程中，如果溫度驟降，致使結構體表溫度快速下降，混凝土梁板自身內溫變化很小，從而產生縮縫。

水化熱釋放過程不均:在整個施工期間，如果混凝土使用量過大，同時還要不適使預應力混凝土早期強度得到提升，導致水泥水化放熱過于集中，其梁板內溫度又會很高，梁板體表熱量散失很慢很慢，且施工過程有可能措施使用不當，梁板內部及表面溫差相差就會很大，，導致梁板表皮產生裂縫。

季節施工時采取方式方法不當:在季節施工混凝土梁板時，若施工時由于技術方法不正確，溫度上升下降過快，致使梁板混凝土驟冷驟熱，混凝土結構構件內外溫度差異較，從而出現裂縫。

裂縫的預防措施:(1)盡可能選用收縮比較小的中低熱水泥;(2)盡最大可能縮減水泥使用量，把水泥使用量控制在規定之內;(3)降低水灰比;(4)加大力度把混凝土拌合做好同時調整好其配合比，混凝土使用水的比例絕對不要大于設計的配合比用水的比例;(5)時刻控制好預應力混凝土梁板的先期養生措施及方法，并且要把他的養護時間增加一倍。在冬天寒冷季節施工的梁板要做好保溫覆蓋并合理調整養護時間，并采取涂刷養護劑方法加強養護，提高養護效率。

2．2 塑性裂縫

塑性裂縫發生機理是水泥混凝土在凝結前其表皮由于失去水分快而形成的。塑性裂縫一般出現在溫度高或風力大的天氣，裂縫大多數中部較寬兩端較窄，而且縫寬窄不大一樣，互不相連。一般較短的裂縫長約200-300mm較長的裂縫長約2000-3000mm寬約1-5mm。裂縫發生的原因主要是:混凝土在接近終凝前強度幾乎沒什么大的變化，或混凝土剛剛終凝而強度卻很微小時，受天氣條件的影響溫度和風力使混凝土表面很快失去水分，使混凝土體積加快收縮，同時混凝土的強度又無法抵制本身收縮因此產生不規則裂縫。

預防措施:(1)要把水灰比控制好，采取加入外加劑等方法，提高混凝土坍落度及混凝土和易性，縮小水泥及所用水的使用量;(2)混凝土結構本身在進行澆筑之前，要結構基層表面和模板撒水保持濕潤;(3)做好梁板外表面全面養生，保持梁板混凝土終凝前外表一直濕潤狀態，也可采取土工布包裹等措施實施養生;(4)在惡劣的天氣要全面布置相關抵抗溫度及風力措施，做到養護及時到位。

2．3 沉陷裂縫

沉陷裂縫主要是由于模板變形移位與地基基礎移位造成;在預制場預制梁板前，必須做好張拉臺座基礎工作，減少梁板沉陷裂縫的發生。

預防措施:(1)張拉臺座在進行實施之前要做好基礎壓實和固定牢固;(2)要做好地基基礎更加穩固使其受力均勻，同時要保證模板不變形而且做到要牢靠穩固地支好;(3)張拉臺地基要做好排水，在任何情況下決不能被水浸泡;(4)拆除模板時間要把握妥當，與此同時要按照先后順序拆掉模板。

2．4 化學裂縫

化學裂縫的產生是由于堿性骨料反應引起的裂縫和鋼筋生銹引起的裂縫。這些化學裂縫一般在混凝土結構使用期間產生，這些裂縫一旦產生就不好彌補掉。

預防措施:(1)盡可能采用堿性較小的材料;(2)選用堿性極低的外用材料;(3)盡可能選擇不起反應的骨料。

2．5 施工裂縫

在預應力混凝土梁板澆注、成型、拆模、運送、存放、安裝過程中，如果操作不對，可能發生各種縱、橫向等等裂縫，出現裂縫可能有以下因素:

(1)混凝土振搗不到位、不密實均勻，出現洞洞、表面粗糙、孔洞，很可能出現裂縫。

(2)混凝土按照工藝要求澆注時，梁接茬部位處置不當，很容易出現工作縫。

(3)施工時混凝土強度未到天數就拆除模板容易出現裂縫。

(4)施工前由于基礎下沉造成模板不同程度變形出現裂縫。

(5)預制梁板在運輸過程中、堆放、吊裝不適宜時，支撐偏位等結構受力不均容易產生裂縫。

(6)混凝土養護不利易產生施工縫。

(7)混凝土澆筑后超時間壓光抹干表面容易產生裂縫。

3 預應力混凝土梁板施工裂縫的預防措施

3．1 質量控制基本原則

(1)堅持“質量當先，安全為主”的控制原則;

(2)“用戶至上”的基本原則;

(3)“以人為核心”的原則;

(4)以預防、預控為主的原則;

(5)堅持質量嚴格標準的原則

3．2 質量控制預防措施

(1)加強原材料合理選擇。預制梁板所采用的水泥、砂子、碎石的合理選擇，擇優選材很關鍵，同時直接關系到拌制混凝土的質量，好的材料是減少產生裂縫的幾率。

(2)混凝土配合比要合理選擇。施工過程，要調配好混凝土的配合比，做到最優最佳配合比，盡可能減少預應力混凝土梁板裂縫的出現。

(3)加強施工工藝質量。在工程施工過程中，對相關材料支撐模板的沉陷及變形引起重視:最早裂縫的原因之一就是支撐沉陷、模板變形，支撐及模板要進行計算和預壓是必不可少的;梁板在預制前期要做好基礎工作即場地地基基礎下沉及變形情況。

混凝土拌合物的質量能否得到保證是關鍵:混凝土拌和過程當中，各種器具首先保證正確無誤?；炷烈ＷC塌落度及和易性，不允許出現離析等現象。在拌合站及現場要適時量測塌落度變化，及時進行糾正。

注重加強振搗:①混凝土在澆筑時，盡最大可能采用機械振搗器搗實，少用人工輔助振搗。②梁板澆筑過程不允許中斷，若由于某種原因必須中斷時，要考慮上層的初凝時間。

(4)按程序進行預應力鋼筋的張拉過程，同時要遵守規范要求。

預應力筋張拉過程，必須關注混凝土的強度情況，同時要對照混凝土的齡期進行張拉。

(5)混凝土的養護要引起重視?；炷琉B護在混凝土梁板預制中起著至關重要的作用，同時還要根據具體實際情況采取更有效措養護施防止混凝土梁板裂縫。

4 結語

預應力混凝土梁板的施工裂縫在工程施工中是不可避免的，但要盡可能減少預應力混凝土梁板裂縫出現的問題，而我國東北夏季氣溫高秋天風力大，且白天黑夜溫差特別大等不利于預應力梁板預制原因多，為保證預應力混凝土梁板質量控制，我們更應該對預應力混凝土梁板裂縫的原因及預防措施進行更加深入的探討，從而找到一些好的方法切實有效的措施來減少避免預應力混凝土梁板裂縫的出現，保證高速公路建設橋梁工程實體質量。在遼寧高速公路建設這十多年來，根據在工程當中實際經驗進行預應力混凝土梁板裂縫總結，總結出一些微不足道的方法措施希望達到拋磚引玉的作用，與各位同行共同學習探討、共同提高遼寧在建高速公路建設水平更上一臺階，為遼寧的高速公路建設盡份綿薄之力。

［1］預應力混凝土梁板裂縫的產生和防治分析．汪永鋒，2011．

［2］試析預應力混凝土梁板裂縫產生原因與防治．趙磊，2012．

［3］淺談混凝土裂縫的預防預處理．黎鵬，2011．

［4］混凝土裂縫的預防與處理劉洋2011．

［5］水泥混凝土路面結構施工裂縫淺析．劉美華，2009．