高速公路預(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫的成因及其質(zhì)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(yù)應(yīng)力混凝土梁板是橋梁施工中很重要的一部分，同時(shí)在施工中也曝露出一些問題，梁板表面不同程度出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，而產(chǎn)生這些裂縫原因諸多，且質(zhì)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(gè)橋梁中的最直接重要的承重構(gòu)件，橋梁梁板的質(zhì)量控制好壞直接影響到橋梁整體的使用壽命，嚴(yán)重者將會威脅到人們的生命安全。為保證預(yù)應(yīng)力混凝土梁板在施工中盡可能減少或者不出現(xiàn)裂縫是工程中重中之重，我總結(jié)十余年高速公路施工中關(guān)于梁板裂縫的部分經(jīng)驗(yàn)，為以后預(yù)應(yīng)力混凝土梁板施工不再出現(xiàn)不規(guī)則裂縫總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，特此提出，以供探討。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫的出現(xiàn)

在橋梁工程施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土梁板不規(guī)則裂縫是指在橋梁梁板澆注完成后到吊運(yùn)送到橋上前所產(chǎn)生的裂縫。預(yù)應(yīng)力混凝土梁板在施工過程中若出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，有可能會牽涉到橋梁整體結(jié)構(gòu)的安全性能，也會影響到行車安全。預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫的出現(xiàn)分為硬化前與硬化后兩部分。

橋梁工程預(yù)應(yīng)力梁板質(zhì)量控制的關(guān)鍵是預(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫的出現(xiàn)幾率。

2 預(yù)應(yīng)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(zhì)，每當(dāng)受外屆因素影響或梁板本身?xiàng)l件出現(xiàn)改變時(shí)，混凝土就會相應(yīng)變化，如果變化遭遇阻力，會在凝凝土梁板內(nèi)發(fā)生應(yīng)力變化，當(dāng)應(yīng)力遠(yuǎn)大于其自身抗拉強(qiáng)度時(shí)，立即會出現(xiàn)溫縮裂縫。溫度引起的裂縫一般是不規(guī)則裂縫，較大梁板表面最常見，薄板大多沿其縱向不規(guī)則分布。裂縫一般情況下能夠影響其抗?jié)B漏性能，從而發(fā)生鋼筋生銹直接關(guān)系到預(yù)應(yīng)力梁板的耐久性能，并且能夠影響預(yù)應(yīng)力混凝土的承受能力等。預(yù)應(yīng)力混凝土發(fā)生縮縫的最關(guān)鍵因素大概有下列情形。溫度驟降引發(fā)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(jié)構(gòu)體表溫度快速下降，混凝土梁板自身內(nèi)溫變化很小，從而產(chǎn)生縮縫。

水化熱釋放過程不均:在整個(gè)施工期間，如果混凝土使用量過大，同時(shí)還要不適使預(yù)應(yīng)力混凝土早期強(qiáng)度得到提升，導(dǎo)致水泥水化放熱過于集中，其梁板內(nèi)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(dāng)，梁板內(nèi)部及表面溫差相差就會很大，，導(dǎo)致梁板表皮產(chǎn)生裂縫。

季節(jié)施工時(shí)采取方式方法不當(dāng):在季節(jié)施工混凝土梁板時(shí)，若施工時(shí)由于技術(shù)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(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)外溫度差異較，從而出現(xiàn)裂縫。

裂縫的預(yù)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(guī)定之內(nèi);(3)降低水灰比;(4)加大力度把混凝土拌合做好同時(shí)調(diào)整好其配合比，混凝土使用水的比例絕對不要大于設(shè)計(jì)的配合比用水的比例;(5)時(shí)刻控制好預(yù)應(yīng)力混凝土梁板的先期養(yǎng)生措施及方法，并且要把他的養(yǎng)護(hù)時(shí)間增加一倍。在冬天寒冷季節(jié)施工的梁板要做好保溫覆蓋并合理調(diào)整養(yǎng)護(hù)時(shí)間，并采取涂刷養(yǎng)護(hù)劑方法加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，提高養(yǎng)護(hù)效率。

2．2 塑性裂縫

塑性裂縫發(fā)生機(jī)理是水泥混凝土在凝結(jié)前其表皮由于失去水分快而形成的。塑性裂縫一般出現(xiàn)在溫度高或風(fēng)力大的天氣，裂縫大多數(shù)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(fā)生的原因主要是:混凝土在接近終凝前強(qiáng)度幾乎沒什么大的變化，或混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度卻很微小時(shí)，受天氣條件的影響溫度和風(fēng)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(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵制本身收縮因此產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。

預(yù)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(jié)構(gòu)本身在進(jìn)行澆筑之前，要結(jié)構(gòu)基層表面和模板撒水保持濕潤;(3)做好梁板外表面全面養(yǎng)生，保持梁板混凝土終凝前外表一直濕潤狀態(tài)，也可采取土工布包裹等措施實(shí)施養(yǎng)生;(4)在惡劣的天氣要全面布置相關(guān)抵抗溫度及風(fēng)力措施，做到養(yǎng)護(hù)及時(shí)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(chǔ)移位造成;在預(yù)制場預(yù)制梁板前，必須做好張拉臺座基礎(chǔ)工作，減少梁板沉陷裂縫的發(fā)生。

預(yù)防措施:(1)張拉臺座在進(jìn)行實(shí)施之前要做好基礎(chǔ)壓實(shí)和固定牢固;(2)要做好地基基礎(chǔ)更加穩(wěn)固使其受力均勻，同時(shí)要保證模板不變形而且做到要牢靠穩(wěn)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(shí)間要把握妥當(dāng)，與此同時(shí)要按照先后順序拆掉模板。

2．4 化學(xué)裂縫

化學(xué)裂縫的產(chǎn)生是由于堿性骨料反應(yīng)引起的裂縫和鋼筋生銹引起的裂縫。這些化學(xué)裂縫一般在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間產(chǎn)生，這些裂縫一旦產(chǎn)生就不好彌補(bǔ)掉。

預(yù)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(yīng)的骨料。

2．5 施工裂縫

在預(yù)應(yīng)力混凝土梁板澆注、成型、拆模、運(yùn)送、存放、安裝過程中，如果操作不對，可能發(fā)生各種縱、橫向等等裂縫，出現(xiàn)裂縫可能有以下因素:

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

(2)混凝土按照工藝要求澆注時(shí)，梁接茬部位處置不當(dāng)，很容易出現(xiàn)工作縫。

(3)施工時(shí)混凝土強(qiáng)度未到天數(shù)就拆除模板容易出現(xiàn)裂縫。

(4)施工前由于基礎(chǔ)下沉造成模板不同程度變形出現(xiàn)裂縫。

(5)預(yù)制梁板在運(yùn)輸過程中、堆放、吊裝不適宜時(shí)，支撐偏位等結(jié)構(gòu)受力不均容易產(chǎn)生裂縫。

(6)混凝土養(yǎng)護(hù)不利易產(chǎn)生施工縫。

(7)混凝土澆筑后超時(shí)間壓光抹干表面容易產(chǎn)生裂縫。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土梁板施工裂縫的預(yù)防措施

3．1 質(zhì)量控制基本原則

(1)堅(jiān)持“質(zhì)量當(dāng)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(yù)防、預(yù)控為主的原則;

(5)堅(jiān)持質(zhì)量嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的原則

3．2 質(zhì)量控制預(yù)防措施

(1)加強(qiáng)原材料合理選擇。預(yù)制梁板所采用的水泥、砂子、碎石的合理選擇，擇優(yōu)選材很關(guān)鍵，同時(shí)直接關(guān)系到拌制混凝土的質(zhì)量，好的材料是減少產(chǎn)生裂縫的幾率。

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

(3)加強(qiáng)施工工藝質(zhì)量。在工程施工過程中，對相關(guān)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(jìn)行計(jì)算和預(yù)壓是必不可少的;梁板在預(yù)制前期要做好基礎(chǔ)工作即場地地基基礎(chǔ)下沉及變形情況。

混凝土拌合物的質(zhì)量能否得到保證是關(guān)鍵:混凝土拌和過程當(dāng)中，各種器具首先保證正確無誤。混凝土要保證塌落度及和易性，不允許出現(xiàn)離析等現(xiàn)象。在拌合站及現(xiàn)場要適時(shí)量測塌落度變化，及時(shí)進(jìn)行糾正。

注重加強(qiáng)振搗:①混凝土在澆筑時(shí)，盡最大可能采用機(jī)械振搗器搗實(shí)，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(shí)，要考慮上層的初凝時(shí)間。

(4)按程序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉過程，同時(shí)要遵守規(guī)范要求。

預(yù)應(yīng)力筋張拉過程，必須關(guān)注混凝土的強(qiáng)度情況，同時(shí)要對照混凝土的齡期進(jìn)行張拉。

(5)混凝土的養(yǎng)護(hù)要引起重視。混凝土養(yǎng)護(hù)在混凝土梁板預(yù)制中起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)還要根據(jù)具體實(shí)際情況采取更有效措養(yǎng)護(hù)施防止混凝土梁板裂縫。

4 結(jié)語

預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫出現(xiàn)的問題，而我國東北夏季氣溫高秋天風(fēng)力大，且白天黑夜溫差特別大等不利于預(yù)應(yīng)力梁板預(yù)制原因多，為保證預(yù)應(yīng)力混凝土梁板質(zhì)量控制，我們更應(yīng)該對預(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫的原因及預(yù)防措施進(jìn)行更加深入的探討，從而找到一些好的方法切實(shí)有效的措施來減少避免預(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫的出現(xiàn)，保證高速公路建設(shè)橋梁工程實(shí)體質(zhì)量。在遼寧高速公路建設(shè)這十多年來，根據(jù)在工程當(dāng)中實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫總結(jié)，總結(jié)出一些微不足道的方法措施希望達(dá)到拋磚引玉的作用，與各位同行共同學(xué)習(xí)探討、共同提高遼寧在建高速公路建設(shè)水平更上一臺階，為遼寧的高速公路建設(shè)盡份綿薄之力。

［1］預(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫的產(chǎn)生和防治分析．汪永鋒，2011．

［2］試析預(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫產(chǎn)生原因與防治．趙磊，2012．

［3］淺談混凝土裂縫的預(yù)防預(yù)處理．黎鵬，2011．

［4］混凝土裂縫的預(yù)防與處理劉洋2011．

［5］水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)施工裂縫淺析．劉美華，2009．