基于后張法預應力混凝土T梁裂縫控制技術分析

孫煒

摘 要：本文結合某道路橋梁工程施工案例，主要對后張法預應力混凝土T梁裂縫成因進行了分析，并提出了相應的解決預防措施，以期為廣大從業者提供有價值的參考。

關鍵詞：預應力混凝土T梁;裂縫問題;防治措施

在公路工程、橋梁建造中，預應力混凝土梁得到了廣泛應用，但是長久以來，預應力混凝土量裂縫問題，卻未得到有效的解決，因裂縫導致的橋梁垮塌事件時有發生。目前，我國交通建設規模越來越大，道路、橋梁建設水平亟需提升。因此，探討后張法預應力混凝土T梁裂縫控制技術，具有極其重要的現實意義。

一、混凝土T梁裂縫情況

某標段橋梁施工區域氣候炎熱、空氣干燥，夏季氣溫在38℃-45℃之間，屬于典型的沙漠氣候。橋梁上部結構采用后張法預應力混凝土T梁，下部結構為肋板式橋臺、柱式墩。橋梁的試驗量在施工完成后，施工人員利用土工布+噴灑的方式對其進行養護，但是在拆模3d后，施工人員發現腹板上出現了許多豎向裂縫，裂縫從翼緣板底部逐步向腹板發展，并有少量的水平裂縫。監理、施工員、技術負責人立即針對裂縫問題，綜合現場的氣候以及混凝土原材料等因素，進行總結、分析。

二、裂縫成因以及預防措施

（一）炎熱氣候導致的裂縫

成因：經過施工試驗發現，在高溫狀態下，混凝土的強度會隨著氣溫的升高逐步降低，而混凝土和鋼筋之間的粘結度也會逐步下降。而混凝土因為受熱，水分蒸發速度過快，急劇收縮隨之產生裂縫[1]。

措施：需選擇在一天中氣溫最低的時段進行混凝土澆筑，在澆筑混凝土前，需要利用涼水沖洗模板、砂石料，達到降溫的目的。在條件允許的情況下，可搭設隔熱屏障，避免陽光直射到混凝土上，還可采用水熱化比較低的水泥，通過合理控制水泥的用量，降低混凝土溫度應力[2]。另外，在澆筑混凝土的過程中，混凝土必須要充分拌和，并且要利用振搗工具充分振搗，確保混凝土能夠流淌至模板各處。

（二）溫度應力導致的裂縫

成因：后張法預應力混凝土T梁體積過大，構件和模板底板的摩擦力較大，兩端受到的約束力較大，在凝固的過程中，因周圍環境溫度的變化，導致產生外加的溫度應力形成大面積裂縫。

措施：首先，在施工前必須要清洗底座鋼板表面，然后涂刷防銹劑;其次，在安裝模板前，模板和鋼板需要涂刷一層脫模劑（要注意，不可采用肥皂水）;最后，后張法預應力混凝土T梁根據頂部混凝土硬化程度，逐步放松端模，以此來保證后張法預應力混凝土T梁在凝固過程中能夠自由收縮。

（三）收縮變形導致的裂縫

后張法預應力混凝土T梁收縮變形可分為自身收縮、縮水收縮、塑性收縮，而收縮變形則是導致后張法預應力混凝土T梁出現裂縫的主要原因，尤其是在空氣干燥、氣候炎熱的地區，體積大、面積大、厚度小的構件，若是沒有及時的進行有效養護，收縮就會導致混凝土出現嚴重的開裂問題[3]。

1、自身收縮

自身收縮主要是指混凝土自身在凝固、硬化的過程中，水泥遇水會發生水熱化學反應，這種收縮無關于外界的溫度、濕度，主要取決于水泥的種類、混凝土的拌料以及水泥的摻加量，通過合理的配比，就可解決自身收縮導致的裂縫問題。

2、縮水收縮

縮水收縮是指混凝土在硬化之后，其表層水分逐步蒸發，溫度也在逐步降低，混凝土構件體積逐步減小。混凝土構件在凝固、硬結的過程中，其表面水分蒸發速度和內部水分蒸發速度存在一定的差異，不均勻的收縮，就會導致混凝土表面承受一定的拉力。而當其承受的壓力大于混凝土表面的抗拉強度時，就會產生收縮裂縫。一般來說，縮水收縮產生的裂縫多為“龜裂”，在配筋率大于3%的混凝土構件上尤為多見。

3、塑性收縮

塑性收縮通常發生于施工過程中，在混凝土澆筑后4-6h，水泥水熱化反應正處于高峰時期，分子鏈在構件中逐步構成，存在水分快速蒸發、混凝土快速收縮等現象，在這個過程中，混凝土中的集料會因為自重而逐步下沉，但混凝土在這個過程中尚未完全完成硬化，所以稱之為塑性收縮。骨料下沉的過程中，若是不能正常下沉，受鋼筋的阻擋，就會沿著鋼筋走向，出現裂縫。為解決該問題，施工前必須要有效解決水灰比，要合理控制攪拌時間，保證振搗的密實度。

4、收縮變形裂縫預防措施

混凝土收縮裂縫大多是表面結構出現的裂縫，裂縫形成多為龜裂。為有效避免這類裂縫，不僅需要合理控制振搗、水灰比，同時也要采取合理的養護方法，解決混凝土凝固過程中的水熱化反應，以此來保證混凝土的強度。其預防措施具體如下：①混凝土在澆筑之前，需要將模板用涼水沖洗，混凝土在初凝后利用土工布、草席覆蓋，然后灑水養護[4]。②可選用水泥標高較高、收縮性較差的水泥，盡可能控制水泥用量，可采用石英、白云巖、長石等收縮性較差、吸水率較小的骨料。③可選用保水性較好的外加劑，在振搗的過程中要尤其注意控制振搗深度、密度[5]。

（四）地基變形導致的裂縫

不均勻沉降或者壓縮變形會導致混凝土結構出現附加應力，從而出現結構性裂縫。本文列舉的橋梁施工案例，經過2d觀察，基本排除了臺座下沉的可能性。而針對地基變形問題，在施工前，必須要根據后張法預應力混凝土T梁重量，有針對性的對臺座進行載荷試驗，通過堆載的方式，利用水平儀進行沉降觀測，以此來確定是否存在不均勻沉降或者壓縮變形等問題。

（五）施工材料導致的裂縫

1、水泥

水泥材料方面的因素主要體現在以下幾個方面：①水泥中的氯化鈣含量不符合規范標準，在混凝土凝固的過程中，氯化鈣的水化作用發生較為緩慢，在混凝土凝固后仍舊存在一定的水化作用，從而對已經凝固硬結的結構產生影響。②水泥出廠強度達不到標準，水泥存在受潮或者過期等問題，混凝土凝固后強度達不到標準，從而出現裂縫。③若是水泥中堿含量比較高（一般需控制在0.6%以下），或者水泥中含有堿性的骨料，就有可能出現裂縫。④一般來說，低熱水泥、礦渣水泥的收縮性較強，火山灰水泥、普通硅酸鹽水泥收縮性較差，而在施工的過程中，常會增加水泥用量以提高構件強度，這種做法就會導致裂縫出現概率大幅度提升。

2、骨料

砂石粒徑選擇不合理，導致水泥拌和水用量增大，混凝土強度因此受到影響;砂石中含泥量大，導致混凝土的強度、抗滲性受到影響;砂石中的有機物過多，導致混凝土的凝固時間延長，這些因素均會增加裂縫發生概率。

三、結語

通過上文對后張法預應力混凝土T梁裂縫成因的分析以及總結，在工程中，要注意對施工現場人員進行專業的技術培訓以及詳細的技術交底，提高施工現場操作人員的責任心以及施工技術水平。同時，要嚴格控制水泥、骨料的選材、用量，在高氣溫環境作業時，需要采用一定的防治方法，合理控制混凝土溫度，這樣才能有效控制后張法預應力混凝土T梁裂縫問題。

參考文獻：

[1]羅萬武.普速鐵路后張法預應力混凝土T梁常見裂紋分析及防治淺析[J]. 中國建材科技， 2017（3）.

[2]陶江洪. 后張法預應力混凝土T梁施工技術分析[J]. 四川水泥， 2017（3）.

[3]王林.鐵路后張法預應力混凝土簡支T梁上拱變形的分析與控制[J]. 智能城市， 2018.

[4]劉磊. 后張法預應力混凝土鐵路橋簡支T梁預制常見問題及控制[J]. 中國標準化， 2018（20）：84-85.

[5]侯少博. 預應力混凝土T梁施工技術探析[J]. 交通世界， 2017（35）：98-99.