摘要：通過(guò)對開(kāi)縣東河大橋淹沒(méi)復建工程三片后張預應力混凝土t梁施加應力前產(chǎn)生裂縫的原因分析、處理方案的確定及處理結果的驗證，提出了預應力混凝土施加應力前收縮裂縫的防治措施。

　　關(guān)鍵詞：預應力 混凝土 裂縫 分析 防治

　　一、前言

　　開(kāi)縣東河大橋淹沒(méi)復建工程為8×40m的后張預應力混凝土t梁構造，以下是有關(guān)施工參數：結構類(lèi)型：8孔跨徑為40m預應力混凝土t型簡(jiǎn)支梁混凝土設計強度：40mpa混凝土配合比：水泥：砂：碎石：水：減水劑=1：1.21：2.57：0.39：0.01水泥用量：476kg/m³水泥類(lèi)型：三峽牌p.o42.5水泥砂：開(kāi)縣樂(lè )園產(chǎn)中粗砂水：東河河水減水劑：重慶久鑫混凝土外加劑廠(chǎng)生產(chǎn)jx-nno型高效減水劑。

　　二、裂縫的基本情況

　　開(kāi)縣東河大橋淹沒(méi)復建工程施工期間發(fā)現三片t梁先后出現裂縫。當時(shí)正直五月下旬，施工現場(chǎng)的最高氣溫超過(guò)30℃。第一片t梁出現裂縫是在澆注成型拆模后約4天；第二片是在澆注拆模后三天；第三片是在澆注拆模后約20個(gè)小時(shí)就發(fā)現裂縫。三片t梁的裂縫位置都大致在梁體跨中5m范圍內。裂縫形式為豎向裂縫，通過(guò)超聲波檢測裂縫寬度在0.1mm－0.2mm，深度60－90 mm.裂縫在梁體兩測大致對稱(chēng)分布。

　　三、裂縫產(chǎn)生的原因分析

　　裂縫的出現引起了施工、監理和設計單位的高度重視，會(huì )同有關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行了詳細的分析，分析結果定性為混凝土收縮裂縫。

　　混凝土收縮分為凝縮和干縮�；炷�土凝固時(shí)，一些與水泥顆粒結合，使體積減少，稱(chēng)為凝縮。另一些蒸發(fā)，使體積減小，稱(chēng)為干縮�；炷�土的干燥過(guò)程是從表面逐步擴展到內部的，在混凝土內呈含水梯度。因此產(chǎn)生表面收縮大，內部收縮小的不均勻收縮，致使表面混凝土承受拉力，內部承受壓力。當表面混凝土所受的拉力超過(guò)其抗拉強度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。

　　確定裂縫類(lèi)型之后，我項目部技術(shù)人員會(huì )同有關(guān)專(zhuān)家對施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節進(jìn)行了分析，經(jīng)過(guò)多次分析論證從以下幾個(gè)方面找到了裂縫的產(chǎn)生的原因。

　　1、結構設計因素：經(jīng)過(guò)我方技術(shù)人員對設計圖紙的分析，原設計圖紙中梁體跨中20m范圍內的水平構造鋼筋配筋率為3‰，配筋率偏小，且分布間距偏大，梁端配筋率為6‰，混凝土收縮時(shí)所配鋼筋不能完全消除混凝土的干縮變形所引起的內部應力時(shí)首先從薄弱部位開(kāi)始出現裂縫。

　　2、施工原材料：經(jīng)過(guò)對施工所采用的各種原材料進(jìn)行重新檢驗，發(fā)現存在以下不利因素：

　�。�1）水泥采用三峽牌p.o42.5水泥，經(jīng)檢驗符合規范要求。水泥用量為476kg/m³，水泥用量偏大�；炷�土在硬化過(guò)程中，水泥水化放熱，水泥用量大，水化熱熱量大，從而使混凝土的溫度收縮應力增大。

　�。�2）碎石有石灰巖碎石和河卵石碎石兩種，發(fā)現石灰巖碎石中的灰粉含量較大�；曳墼诨炷�土硬化凝結時(shí)吸收水分，引起混凝土凝縮。

　�。�3）攪拌用水為東河河水，砂為開(kāi)縣樂(lè )園產(chǎn)中粗砂；減水劑為重慶久鑫混凝土外加劑廠(chǎng)生產(chǎn)jx-nno型高效減水劑，以上材料經(jīng)檢驗均合格。

　　水泥用量偏大和碎石中灰粉含量超標是形成裂縫的原因之一。

　　3、混凝土自身應力形成的裂縫：混凝土收縮分為凝縮和干縮�；炷�土的干燥過(guò)程是從表面逐步擴展到內部的，在混凝土內呈含水梯度。因此產(chǎn)生表面收縮大，內部收縮小的不均勻收縮，致使表面混凝土承受拉力，內部承受壓力。當表面混凝土所受的拉力超過(guò)其抗拉強度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。

　　4、模板及制梁臺座：制梁臺座由c25級混凝土澆注而成，經(jīng)過(guò)幾次使用之后，局部表面已非常不光滑，模擦系數增大，摩阻力也相應增大，當摩阻力超過(guò)混凝土本身承受的拉力時(shí)，這個(gè)應力集中點(diǎn)就會(huì )產(chǎn)生裂縫。

　　5、施工工藝：

　�。�1）混凝土的拌制：攪拌設備為500型強制式攪拌機，拌和時(shí)間為每盤(pán)料大約3分鐘，拌和時(shí)間適中，坍落度為9-13cm，拌和過(guò)程中有不均勻現象。存在水灰比過(guò)大的問(wèn)題，水灰比過(guò)大，混凝土干縮量增大，易產(chǎn)生干縮裂縫。

　�。�2）混凝土澆注：澆注過(guò)程中采用插入式振搗器為主，附著(zhù)式震動(dòng)器為輔（主要在梁端10米處使用）。澆注過(guò)程出現過(guò)震現象，致使混凝土表面粗細骨料離析，靠近模板表面的混凝土細骨料集中。

　�。�3）混凝土養生：由于當時(shí)白天氣溫大多超過(guò)30℃，最高氣溫達到35℃，梁體側面不易吸附水分，氣溫過(guò)高加快了梁體水分的蒸發(fā)，致使表面產(chǎn)生干縮裂縫。

　　由以上分析可知：水平構造鋼筋、施工原材料、混凝土自身應力、模板及制梁臺座及施工工藝的缺陷都是混凝土收縮裂縫的形成原因。各種不利因素的疊加致使梁體產(chǎn)生收縮裂縫。

　　四、裂縫的處理

　　收縮裂縫一旦產(chǎn)生，就會(huì )增加混凝土的滲透性，并使混凝土暴露于容易損傷環(huán)境的表面增加，使混凝土早期老化，裂縫的產(chǎn)生使混凝土滲水性增大，嚴重降低混凝土強度，從而影響其耐久性，縮短使用壽命，所以必須進(jìn)行處理。

　　1、畢可法（恒壓灌注法）灌注建筑膠畢可法灌注建筑膠是由日本建筑學(xué)者提出和推廣應用的一項新型混凝土補強技術(shù)，現在國內建筑界已經(jīng)接受了這種補強技術(shù)。

　�。�1）施工工藝混凝土結構若出現0.1－0.2mm的裂縫，就會(huì )對混凝土的受力結構和內部鋼筋產(chǎn)生一定的損害和破壞，混凝土結構規范要求大于0.2mm的裂縫都必須進(jìn)行密封處理。由于混凝土結構裂縫一般都會(huì )呈現v性的形態(tài)，一般裂縫深度都較深，甚至貫穿整個(gè)混凝土結構，特別是處于頂部和側面的混凝土裂縫密封處理不易達到灌注膠液密實(shí)的要求，畢可法灌注是采用多點(diǎn)同時(shí)低壓加壓灌注，加壓時(shí)間一般控制在10-20分鐘，由于采用了低壓多點(diǎn)的灌注方法，避免了膠液從v形裂縫表層串漿，加強了膠液向混凝土深層移動(dòng)，并能保證膠液有足夠的浸潤時(shí)間。因此，恒壓灌注法是一種灌注效果能夠保證密封處理效果的灌注方法，也是國外現行的最先進(jìn)的混凝土灌注方法。

　�。�2）材料特性：密封材料特性：快速、密封性好、有一定的力學(xué)強度。使用a-64快固高強膠粘劑，壓縮強度≥60mpa，剪切強度≥3.5mpa（砼破壞）．

　　灌注材料特性：粘度小，可灌性強，較高的力學(xué)性能，一定的韌性。使用專(zhuān)用a71-1砼裂縫專(zhuān)用灌注膠，粘度200-400mpa.s，25℃時(shí)，壓縮強度≥60mpa，剪切強度≥15mpa，與混凝土粘接力≥4mpa（砼破壞），斷裂伸長(cháng)率5-10%.（3）灌注設備：專(zhuān)用配套恒壓灌注法裝備，包括注膠嘴、堵頭、連接器、膠囊及注射器等。

　�。�4）裂縫灌膠：裂縫灌膠分以下五步進(jìn)行。

　　第一步 表面處理，用角磨機、鑿子、砂紙沿裂縫方向除去表面油污，浮漿等雜物。

　　第二步 布設注膠嘴：根據裂縫情況，用a-64膠布設注膠嘴，每米約3～4個(gè)。

　　第三步 裂縫密封：用a-64膠沿裂縫方向對裂縫進(jìn)行密封，保證在灌膠時(shí)不漏漿。

　　第四步 恒壓灌注：用恒壓灌注器進(jìn)行灌膠，保證灌膠時(shí)間一般大于10分鐘，使裂縫完全封閉。

　　第五步 后處理：除去注膠嘴，磨平，盡量使裂縫表面與混凝土外觀(guān)保持顏色一致。

　　2、裂縫表面貼碳纖維

　　第一步 表面處理，用角磨機、鑿子、砂紙沿裂縫方向兩側各大于50cm范圍內除去表面油污，浮漿等雜物，表面清理干凈并有一定粗糙度。

　　第二步 涂刷底層灌注膠，要求涂刷均勻。

　　第三步 粘貼碳纖維，將碳纖維粘貼在處理好的裂縫表面。

　　第四步 美化處理，在碳纖維表面用白水泥或其他材料修面，使之與梁體顏色盡量一致，以保持梁體外表的美觀(guān)度。

　　3、處理結果驗證？單梁荷載試驗處理結束后5-7天進(jìn)行了張拉，在張拉過(guò)程中未發(fā)現異�，F象。委托重慶公路工程檢測中心對三片t梁其中裂縫最嚴重的一片進(jìn)行了單梁荷載試驗。

　�。�1）檢驗項目：?jiǎn)瘟汉奢d試驗包括t梁的強度、剛度和抗裂性三項。

　�。�2）應力測點(diǎn)與撓度測點(diǎn)布置應力測點(diǎn)分別布置于預應力t梁跨中截面和l/4截面，在t梁腹板上布置2個(gè)測點(diǎn)，下緣設置1個(gè)測點(diǎn)，共計6個(gè)測點(diǎn)。

　�。�4） 試驗儀器：本次試驗儀器有靜態(tài)應變數據采集儀；接點(diǎn)掃描箱；電測式百分表；刻度放大鏡.